Webb trova la seconda supernova “lenticolare” in una galassia molto, molto lontana • Earth.com

In una recente scoperta, il telescopio spaziale James Webb della NASA ha evidenziato un secondo evento di supernova all'interno della lontana galassia MRG-M0138.

Questa scoperta, derivante dalle osservazioni dell'ammasso di galassie MACS J0138.0-2155, rappresenta una pietra miliare importante nel campo dell'astronomia.

Lente gravitazionale di una supernova

Attraverso un processo chiamato lente gravitazionale, previsto per la prima volta da Albert Einstein, l'intensa gravità di un oggetto massiccio distorce e amplifica la luce proveniente dagli oggetti dietro di esso.

In questo caso, MACS J0138.0-2155 agisce come una lente cosmica, distorcendo e amplificando la luce proveniente dalla galassia MRG-M0138, che si trova molto indietro rispetto ad essa. Questo effetto non solo ingrandiva la galassia lontana, ma ne produceva anche cinque immagini separate.

La storia della supernova MRG-M0138 è iniziata nel 2019 quando gli astronomi, utilizzando le immagini del telescopio spaziale Hubble della NASA del 2016, hanno identificato uno starburst all'interno della galassia.

Avanzando rapidamente fino al novembre 2023, il telescopio spaziale James Webb ha catturato un'altra supernova nella stessa galassia, un evento raro che fornisce una finestra unica sugli eventi cosmici.

Approfondimenti di esperti

Justin Beryl, NASA Compagno di Einstein Istituto di scienze del telescopio spazialee Andrew Newman, un astronomo dell'osservatorio Carnegie Institution per la scienzaHa spiegato questo fenomeno:

“Quando una supernova esplode dietro una lente gravitazionale, la sua luce raggiunge la Terra lungo diversi percorsi. Possiamo paragonare questi percorsi a diversi treni che lasciano la stazione nello stesso momento, viaggiando tutti alla stessa velocità e diretti verso la stessa posizione.”

“Ogni treno segue un percorso diverso e, a causa delle differenze nella lunghezza del viaggio e nel terreno, i treni non raggiungono la destinazione nello stesso momento. Allo stesso modo, le immagini delle supernovae generate dalla lente gravitazionale appaiono agli astronomi nel corso di giorni, settimane o addirittura anni.

Costante di Hubble

“Misurando le differenze nei tempi in cui appaiono le immagini delle supernove, possiamo misurare la storia del tasso di espansione dell'universo, noto come costante di Hubble, che rappresenta una grande sfida nella cosmologia odierna. Il problema è che queste supernove multi-immagine sono estremamente rari: finora ne sono stati individuati meno di dodici.

“All'interno di questo piccolo club, la supernova del 2016 in MRG-M0138, chiamata Requiem, si è distinta per diversi motivi. In primo luogo, era a 10 miliardi di anni luce di distanza. In secondo luogo, la supernova era probabilmente dello stesso tipo utilizzato come standard.” candela.” “Per misurare le distanze cosmiche. In terzo luogo, i modelli prevedevano che una delle immagini della supernova fosse così ritardata dal suo percorso attraverso l'intensa gravità dell'ammasso che non ci sarebbe apparsa fino alla metà degli anni '30.

La seconda supernova con lente gravitazionale

Sfortunatamente, poiché Requiem fu scoperto solo molto tempo dopo che era scomparso dalla vista, non fu possibile raccogliere dati sufficienti per misurare la costante di Hubble in quel momento, hanno detto Pearl e Newman.

“Ora abbiamo trovato una seconda supernova con lente gravitazionale all’interno della stessa galassia Requiem, che chiamiamo Supernova Encore. Encore è stata scoperta per caso, e ora stiamo monitorando attivamente la supernova in corso attraverso un programma di stima del direttore in tempi critici”.

“Utilizzando queste immagini di Webb, misureremo e confermeremo la costante di Hubble sulla base di questa supernova con doppia immagine. È stato confermato che Encore è una candela standard o supernova di tipo Ia, rendendo Encore e Requiem di gran lunga la coppia più distante di “fratelli” la supernova da record mai scoperta.

“Le supernove sono solitamente imprevedibili, ma in questo caso sappiamo quando e dove guardare per vedere le apparizioni finali della massa e dell'apparizione. Le osservazioni all'infrarosso intorno al 2035 ne cattureranno gli ultimi sviluppi e forniranno una nuova, precisa misurazione della costante di Hubble.”

Maggiori informazioni sulla lente gravitazionale

Come discusso in precedenza, la lente gravitazionale, un fenomeno affascinante in astrofisica, si verifica quando un oggetto massiccio, come una galassia o un gruppo di galassie, piega la luce proveniente da un oggetto più distante, come una stella, una supernova o una galassia.

Questo effetto di curvatura è il risultato della teoria della relatività generale di Einstein, che descrive la gravità non come una forza, ma come una curvatura dello spaziotempo causata dalla massa.

Meccanica della lente gravitazionale

In sostanza, la lente gravitazionale funziona come un telescopio naturale, ingrandendo e distorcendo la luce proveniente da oggetti celesti distanti.

Gli astronomi sfruttano questo effetto per studiare oggetti troppo deboli o troppo distanti per essere osservati direttamente. Sono diventati uno strumento cruciale per esplorare l’universo, aiutando a scoprire galassie distanti, mappando la materia oscura e studiando il tasso di espansione dell’universo.

Tipi di lenti gravitazionali

Esistono tre tipi di lente gravitazionale: forte, debole e microscopica. Una lente potente crea più immagini, archi o persino strutture ad anello note come anelli di Einstein attorno al corpo della lente.

Una lente lente, sebbene meno drammatica dal punto di vista ottico, cambia leggermente la forma delle galassie sullo sfondo, fornendo informazioni chiave sulla distribuzione della materia oscura.

Il microlensing, invece, si verifica quando una stella passa davanti a un'altra stella, provocando un aumento temporaneo della luminosità.

Impatto sull'astronomia e sulla fisica

La lente gravitazionale è anche un potente test della teoria di Einstein, poiché supporta costantemente le sue previsioni su come la gravità influenza la luce.

Il telescopio spaziale Hubble e altri osservatori a terra hanno catturato immagini straordinarie di questo fenomeno, fornendo non solo approfondimenti scientifici ma anche prove visivamente sbalorditive del complesso funzionamento del nostro universo.

In breve, con l’avanzare della tecnologia, la lente gravitazionale continua ad espandere la nostra comprensione dell’universo, svelando i segreti della materia oscura, della formazione delle galassie e del tessuto dello spazio-tempo stesso.

Credito immagine: NASA, ESA, CSA, STScI, Justin Bierle (STScI) e Andrew Newman (Carnegie Institution for Science).

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