¿Pueden las supernovas de tipo Ia sometidas a intensas lentes gravitatorias resolver una de las mayores controversias de la cosmología?

Dos simulaciones astrofísicas que muestran una supernova de tipo Ia (púrpura) sometida al efecto de lente gravitatoria de una galaxia. Las estrellas individuales de la galaxia que actúa como lente pueden cambiar significativamente el brillo de distintas regiones de la supernova, lo que puede ser un problema para los cosmólogos que miden retrasos temporales entre las imágenes de la supernova. Crédito: Danny Goldstein/UC Berkeley.

En 1929 Edwin Hubble sorprendió a mucha gente – incluyendo Albert Einstein- cuando demostró que el Universo se expande. Otra bomba cayó en 1998 cuando dos equipos de astrónomos demostraron que esa expansión cósmica está, de hecho, acelerando debido a una misteriosa propiedad del espacio llamada energía oscura. Este descubrimiento proporcionó la primera prueba de lo que es ahora el modelo dominante del universo: el modelo de materia oscura fría con un valor de la constante cosmológica (Lambda) no nulo, es decir, el modelo Lambda-CDM. Este modelo dice que el Cosmos es aproximadamente un 70 por ciento de energía oscura, un 25 por ciento de materia oscura y un 5 por ciento de materia “normal” (todo lo que observamos).


Hasta 2016, Lambda-CDM encajaba muy bien con décadas de datos cosmológicos. Pero entones una investigación utilizó el telescopio espacial Hubble para medir de manera extremadamente precisa el ritmo de la expansión cósmica local. Y los astrónomos descubrieron entonces que el Universo se expande algo más rápido de lo predicho por el modelo Lambda-CDM y los datos del fondo cósmico de microondas (la radiación reliquia del Big Bang). Así que parece que algo no está bien; ¿podría esta discrepancia ser un error sistemático o quizás leyes físicas nuevas?

Un equipo internacional de astrofísicos piensa que las supernovas de tipo Ia sometidas a lentes gravitatorias intensas son la clave para responder esta cuestión. En un nuevo trabajo describen cómo controlar el efecto de microlente gravitatoria, un fenómeno físico que muchos científicos creen que será una fuente importante de incertidumbre al que se enfrentan los estudios de estas supernovas. También muestran cómo identificar y estudiar estos eventos raros en tiempo real. Esto ayudará a determinar si la discrepancia entre Lambda-CDM y la medida de la expansión local es real o si hay algún error.

Una supernova de tipo Ia sometida a un fuerte efecto de lente gravitatoria es aquélla cuya luz se ve desviada y reenfocada al pasar por el campo gravitatorio de un objeto masivo (como una galaxia) de camino a la Tierra. Esto hace que parezca más brillante y a veces se vea en lugares múltiples, si los rayos de luz recorren diferentes caminos alrededor del objeto masivo. Como unos caminos son más largos que otros, la luz de diferentes imágenes de la misma supernova de tipo Ia nos llegará en momentos diferentes. Midiendo el retraso temporal entre las imágenes, los astrofísicos piensan que pueden obtener una medida muy precisa del ritmo de la expansión cósmica.https://observatori.uv.es/