James Webb captura a la vez el pasado y el futuro de una supernova

El telescopio espacial James Webb fue diseñado para observar a mayor distancia de la que podía conseguir el Hubble, esto gracias a su sensibilidad hacia las longitudes de onda en el infrarrojo cercano y medio. Estudiar el universo lejano nos ofrece grandes posibilidades para comprender cómo fue su formación y evolución. En el camino que recorre la luz puede verse alterada por la gravedad de enormes galaxias, produciendo un fenómeno conocido como lente gravitacional. Mismo que fue encontrado recientemente y nos permite ver al tiempo la misma galaxia en tres instantes diferentes.

Imágenes del pasado

Gracias a la teoría de la relatividad general de Einstein conocemos un proceso por el cual la gravedad permite amplificar objetos distantes. Cuando existe una alineación entre una emisión de luz lejana y una o varias galaxias vistas desde la Tierra, la gran masa de estas últimas logra deformar el espacio-tiempo. Cuando la luz trata de recorrer este camino se ve afectada y curva su trayectoria, generando efectos semejantes a lo de una lente.

Al observar hacia el masivo cúmulo de galaxias RX J2129 con los instrumentos de James Webb y Hubble aparecen tres imágenes de un mismo objeto lejano, mostrándose como tres arcos concéntricos altamente distorsionados. El lente gravitacional se encuentra alrededor de 3 200 millones de años luz de la Tierra en dirección de la constelación de Acuario. Además de alterar nuestra vista de la galaxia aumenta el brillo con el cual la vemos, permitiendo observar algo que de otra forma sería casi invisible para nosotros.

Una regla para medir el universo

Las lentes gravitacionales no son nada nuevo, pero esta en específico tiene una gran peculiaridad. Además de la galaxia amplificada se puede observar una supernova de tipo 1a. Las cuales son un tipo especial de fenómenos que suelen tener la misma curva de luminosidad y son muy útiles en astronomía. Al conocer un brillo de referencia y compararlo con la luz que medimos en la Tierra podemos conocer con gran precisión su distancia, lo que a su vez permite saber cuan lejos están otras galaxias.

Cuando la luz de la supernova es distorsionada por una lente gravitacional ofrecen la posibilidad de estudiar no solo la galaxia distante, sino también el cúmulo masivo que genera la deformación. Es posible conocer su distribución de masa y apoyar el estudio de la materia oscura.

Dado que el cúmulo no es homogéneo, la luz de la galaxia distante va por diferentes caminos para llegar a la Tierra. En estos mismos cambios puede encontrar cambios en la distancia que debe recorrer, provocando un desfase temporal entre cada imagen creada. Con los datos actuales se estima una demora de 1320 días entre la más antigua y la más reciente. Solo en la primera se puede ver la luz de la supernova.

Empleando los instrumentos del James Webb NIRCam y NIRSpec se midió el brillo y se extrajo espectroscopia de la supernova. Esto con el fin de compararla con los datos obtenidos de sucesos similares en el universo cercano. Permitiendo poner a prueba nuestros modelos actuales y verificar que si representan la realidad.