Una supernova reapareciente ofrece una nueva medida de la expansión del universo.

Un cerdo cámara cósmico está ayudando a los astrónomos a descubrir la tasa de expansión del universo.

Imágenes de la supernova Refsdal han aparecido varias veces en la constelación de Leo, gracias a la luz de la explosión estelar que se abre camino a través del campo gravitacional de un cúmulo de galaxias. Los investigadores informan en línea el 11 de mayo en Science que analizar los retrasos entre las apariciones de Refsdal proporciona una nueva medición de la constante de Hubble. Esa constante describe lo rápido que las galaxias se alejan unas de otras a medida que el universo se expande. La nueva medición ahora está contribuyendo al debate sobre qué tan rápido se está expandiendo el universo.

Las supernovas son las explosiones masivas que ocurren al final del ciclo de vida de algunas estrellas. Son uno de los eventos más violentos y brillantes del universo. En 2014, el astrónomo Patrick Kelly de la Universidad de Minnesota en Minneapolis descubrió la supernova Refsdal en imágenes del Telescopio Espacial Hubble.

En lugar de una sola explosión en el cielo, Kelly dice: "Vimos cuatro imágenes de ella". Formaron un patrón conocido como una Cruz Einstein. La cruz resultó porque la gravedad de un cúmulo de galaxias entre nosotros y Refsdal distorsiona el espacio y el tiempo para crear una lente gravitacional que desvía la luz en su camino hacia nosotros.

La ubicación y la hora de llegada de las imágenes que vemos dependen de tres cosas: la distribución de la materia en el cúmulo de galaxias que forma la lente; las distancias entre la Tierra, la lente y la supernova; y la constante de Hubble. El efecto combinado sobre la luz de Refsdal es tan fuerte que en 2014, Kelly predijo que otra imagen de la supernova se retrasaría otro año. Como era de esperar, la luz de Refsdal apareció en el cielo nuevamente en 2015 (SN: 1/5/16).

Los nuevos cálculos de Kelly y sus colegas mejoran significativamente una medición de 2018 de la constante de Hubble utilizando las apariciones de Refsdal, poniéndola en alrededor de 66,6 kilómetros por segundo por megapársec, basada en modelos de lentes gravitacionales que mejor se correspondían con sus observaciones. "La modelización meticulosa del sistema de lentes, junto con las fuerzas gravitatorias que genera, ha permitido [al equipo] reducir el margen de error en la estimación de la constante de Hubble en más de un factor de dos", dice la astrónoma Vivian Miranda de la Universidad de Stony Brook en Nueva York, que no participó en el nuevo estudio.

Los estudios que estiman la constante de Hubble de otras maneras no coinciden bien entre sí. Un método que se basa en la luz antigua dejada por los tiempos cósmicos tempranos sugiere que el universo está expandiendo a alrededor de 67 km/s/Mpc. Eso se acerca al valor que encontró el grupo de Kelly. Pero una estimación de expansión que utiliza las distancias a las supernovas basadas en su brillo ronda los 74 km/s/Mpc (SN 7/30/19).

"El valor predicho de la constante de Hubble es muy sensible a la dinámica del universo, tanto en el pasado lejano como en el presente reciente", dice Miranda. "Si nuestra comprensión del universo es precisa, todos los diversos métodos de medición de la constante de Hubble deberían coincidir".

Resolver la discrepancia entre los diferentes valores de la constante de Hubble es crucial para explicar cosas como la energía oscura, que parece estar acelerando la expansión del universo (SN: 3/21/98).

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Se necesitará otra supernova y lente para dar un gran salto en precisión sobre el estudio de Refsdal. Una imagen recurrente de una supernova en la constelación de Cetus que se espera aparezca en 2037 podría hacer el truco (SN: 9/13/21). Mientras tanto, dice Kelly, mayores refinamientos en el modelo de la lente gravitacional que causó la multiplicación de las imágenes de Refsdal podrían mejorar las estimaciones de la constante de Hubble en cierta medida.

“Este es el primer ejemplo de este tipo de medida,” dice Kelly. "Prepara el escenario para medidas adicionales y mayor precisión", lo que podría profundizar los conocimientos de los astrónomos sobre nuestro universo en constante expansión.