Una nuova straordinaria immagine del James Webb Space Telescope mostra una supernova che ospita una galassia non una, non due, ma tre volte in momenti diversi.
Questa immagine apparentemente sfidante del tempo del James Webb Space Telescope (JWST) è stata resa possibile dalla massiccia influenza gravitazionale dell’ammasso di galassie in primo piano e da un fenomeno di flessione della luce previsto oltre un secolo fa da Albert Einstein chiamato “lente gravitazionale”.
Nella sua teoria della relatività generale, Einstein predisse che la massa deforma il tessuto dello spazio e del tempo, o “spazio-tempo”. Questo è simile a posizionare una palla su un foglio di gomma teso, con la palla che provoca un’ammaccatura nella carta. Maggiore è la massa della palla, maggiore è il grado di torsione che provoca. Questo è vero anche nel caso dello spazio-tempo, le stelle causano più “curvatura” dei pianeti, e le galassie causano più “curvatura” dello spazio-tempo rispetto alle stelle.
Questa deformazione influisce sul passaggio della luce mentre passa oltre il corpo di massa di un oggetto sullo sfondo. In casi estremi, poiché la luce può prendere percorsi diversi attorno all’oggetto con lente rispetto all’oggetto con lente posteriore nel suo percorso verso di noi, può far sì che l’oggetto sullo sfondo sia ingrandito o addirittura visibile in più punti nel cielo. Ciò significa che questo fenomeno, “lente gravitazionale”, è diventato un potente strumento per gli astronomi nello studio di oggetti molto distanti.
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L’oggetto obiettivo in questa nuova immagine JWST è l’ammasso di galassie RX J2129, situato a circa 3,2 miliardi di anni luce di distanza nella costellazione dell’Acquario. RX J2129 inquadra lo sfondo di una galassia ospite di una supernova di colore rosso che la ripete.
L’esplosione della supernova è stata rilevata dagli astronomi utilizzando il telescopio spaziale Hubble ed è una supernova di tipo Ia identificata in 2022riv. Sono spesso chiamate “candele standard” dagli astronomi a causa dell’uniformità della loro luce. Questa regolarità significa che le supernove di tipo Ia possono essere utilizzate come strumento per misurare le distanze cosmiche perché alla stessa distanza sembrerebbero esattamente uguali.
Come lente gravitazionale, RX J2129 ha creato tre immagini di questa galassia che non sono le stesse per dimensioni, posizione o addirittura età a causa dei diversi percorsi presi dalla luce dalla galassia di sfondo e quindi dei diversi tempi in cui arriva al JWST .
La luce che segue il percorso più lungo mostra la galassia di fondo nella sua età più antica e in un momento in cui la supernova era ancora in corso. L’immagine seguente mostra il secondo percorso galattico più lungo dopo soli 320 giorni, e l’ultimo con il percorso luminoso più breve 1000 giorni dopo il primo. In entrambe le immagini successive, la supernova AT 2022riv è già scomparsa dalla vista.
Nell’angolo in alto a destra dell’immagine sono visibili anche diversi oggetti sullo sfondo che appaiono come archi concentrici di luce a causa dell’effetto di deformazione delle lenti gravitazionali.
Le osservazioni sono state effettuate da JWST utilizzando il Telecamera a infrarossi (Si apre in una nuova scheda) (NIRSpec) che è stato in grado di misurare la luminosità di AT 2022riv, una supernova molto distante e quindi precoce. Il potente telescopio spaziale avrebbe dovuto anche eseguire la spettroscopia della luce dell’evento, che consentirebbe il confronto di questa lontana supernova con le supernove di tipo Ia che si sono verificate di recente nell’universo locale.
Questo confronto può essere utilizzato per testare l’accuratezza dell’uso di queste supernove durante la misurazione delle distanze, e quindi convalidare i risultati di uno degli strumenti più utili dell’astronomia.
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