Gracias a los datos de una supernova ampliada y de la que hay múltiples imágenes, astrónomos han utilizado con éxito una técnica única en su tipo para medir la tasa de expansión del universo.

El trabajo brinda información sobre un viejo debate y acerca a los físicos a la obtención de la medida más precisa de la edad del universo, según sus autores, liderados por la Universidad de Minnesota. Se divide en dos artículos, publicados respectivamente en Science y The Astrophysical Journal.

En astronomía, hay dos medidas precisas de la expansión del universo, también llamadas "constante de Hubble". Una se calcula a partir de observaciones cercanas de supernovas, y la segunda utiliza el "fondo cósmico de microondas", o radiación que comenzó a fluir libremente por el universo poco después del Big Bang.

Sin embargo, estas dos medidas difieren en aproximadamente un 10 por ciento, lo que ha provocado un amplio debate entre físicos y astrónomos. Si ambas medidas son precisas, eso significa que la teoría actual de los científicos sobre la composición del universo es incompleta.

"Si las nuevas mediciones independientes confirman este desacuerdo entre las dos mediciones de la constante de Hubble, se convertiría en una grieta en la armadura de nuestra comprensión del cosmos", dijo Patrick Kelly, autor principal de ambos artículos y profesor asistente en la Universidad. de la Escuela de Física y Astronomía de Minnesota.

"La gran pregunta es si hay un posible problema con una o ambas mediciones. Nuestra investigación aborda eso mediante el uso de una forma independiente y completamente diferente de medir la tasa de expansión del universo".

El equipo dirigido pudo calcular este valor utilizando datos de una supernova descubierta por Kelly en 2014, el primer ejemplo de una supernova con múltiples imágenes, lo que significa que el telescopio capturó cuatro imágenes diferentes del mismo evento cósmico. Después del descubrimiento, equipos de todo el mundo predijeron que la supernova reaparecería en una nueva posición en 2015, y el equipo de la Universidad de Minnesota detectó esta imagen adicional.

Estas múltiples imágenes aparecieron porque la supernova fue captada gravitacionalmente por un cúmulo de galaxias, un fenómeno en el que la masa del cúmulo dobla y magnifica la luz. Al utilizar los retrasos de tiempo entre las apariciones de las imágenes de 2014 y 2015, los investigadores pudieron medir la constante de Hubble utilizando una teoría desarrollada en 1964 por el astrónomo noruego Sjur Refsdal que anteriormente había sido imposible de poner en práctica.

Los hallazgos de los investigadores no resuelven absolutamente el debate, dijo Kelly, pero proporcionan más información sobre el problema y acercan a los físicos a la obtención de la medida más precisa de la edad del universo.

"Nuestra medida favorece el valor del fondo cósmico de microondas, aunque no está en fuerte desacuerdo con el valor de la supernova", dijo Kelly en un comunicado. "Si las observaciones de futuras supernovas que también son lentes gravitacionales de los cúmulos arrojan un resultado similar, entonces identificaría un problema con el valor actual de la supernova o con nuestra comprensión de la materia oscura de los cúmulos de galaxias".

Usando los mismos datos, los investigadores encontraron que algunos modelos actuales de materia oscura de cúmulos de galaxias podían explicar sus observaciones de las supernovas. Esto les permitió determinar los modelos más precisos para las ubicaciones de la materia oscura en el cúmulo de galaxias, una pregunta que ha atormentado a los astrónomos durante mucho tiempo.