Un nuevo trabajo del Carnegie Supernova Project proporciona las mejores calibraciones hasta ahora para usar supernovas de tipo Ia para medir distancias cósmicas. lo que tiene implicaciones para nuestra comprensión de la rapidez con la que se expande el universo y el papel que puede desempeñar la energía oscura en el impulso de este proceso. Dirigido por el astrónomo de Carnegie Chris Burns, Los hallazgos del equipo se publican en El diario astrofísico .

Las supernovas de tipo Ia son fenómenos estelares fantásticamente brillantes. Son explosiones violentas de una enana blanca, el remanente cristalino de una estrella que ha agotado su combustible nuclear, que forma parte de un sistema binario con otra estrella.

Además de ser emocionante de observar por derecho propio, Las supernovas de tipo Ia también son una herramienta vital que los astrónomos utilizan como una especie de marcador de millas cósmicas para inferir las distancias de los objetos celestes.

Si bien aún se desconocen los detalles precisos de la explosión, se cree que se activan cuando la enana blanca se acerca a una masa crítica, por lo que el brillo del fenómeno es predecible a partir de la energía de la explosión. La diferencia entre el brillo predicho y el brillo observado desde la Tierra nos dice la distancia a la supernova.

Los astrónomos emplean estas medidas precisas de distancia, junto con la velocidad a la que sus galaxias anfitrionas están retrocediendo, para determinar la velocidad a la que se expande el universo. Gracias a la velocidad finita de la luz, no solo podemos medir qué tan rápido se está expandiendo el universo en este momento, pero mirando cada vez más lejos en el espacio, vemos más atrás en el tiempo y podemos medir qué tan rápido se expandía el universo en el pasado distante. Esto llevó al asombroso descubrimiento a fines de la década de 1990 de que la expansión del universo se está acelerando actualmente debido al efecto repulsivo de una misteriosa energía "oscura". Mejorar las estimaciones de distancia realizadas con supernovas de tipo Ia ayudará a los astrónomos a comprender mejor el papel que juega la energía oscura en esta expansión cósmica.

"Comenzando con su homónimo, Edwin Hubble, Los astrónomos de Carnegie tienen una larga historia de trabajo en la constante de Hubble, incluyendo contribuciones vitales a nuestra comprensión de la expansión del universo hechas por Alan Sandage y Wendy Freedman, ", dijo el director de los Observatorios, John Mulchaey.

Sin embargo, la velocidad a la que se desvanece el brillo de las explosiones de supernova de tipo Ia no es uniforme. En 1993, El astrónomo de Carnegie Mark Phillips demostró que las explosiones que tardan más en desaparecer son intrínsecamente más brillantes que las que se desvanecen rápidamente. Esta correlación, que se conoce comúnmente como la relación de Phillips, permitió a un grupo de astrónomos en Chile, incluyendo a Phillips y al astrónomo de Texas A&M Nicholas Suntzeff, desarrollar supernovas de tipo Ia en una herramienta precisa para medir la expansión del universo.

Estudiar las supernovas utilizando la parte del espectro del infrarrojo cercano fue crucial para este hallazgo. La luz de estas explosiones debe viajar a través del polvo cósmico para llegar a nuestros telescopios, y estas partículas interestelares de grano fino oscurecen la luz en el extremo azul del espectro más de lo que lo hacen en el extremo rojo del espectro, de la misma manera que el humo de un incendio forestal hace que todo parezca más rojo. Esto puede engañar a los astrónomos para que piensen que una supernova está más lejos de lo que está. Pero trabajar en infrarrojos permite a los astrónomos mirar más claramente a través de este velo polvoriento.

"Uno de los principales objetivos del Carnegie Supernova Project ha sido proporcionar un muestra de alta calidad de supernovas y métodos confiables para inferir sus distancias, "dijo el autor principal Burns.

"La calidad de estos datos nos permite corregir mejor nuestras mediciones para tener en cuenta el efecto de atenuación del polvo cósmico", agregó Mark Phillips. astrónomo del Observatorio Las Campanas de Carnegie en Chile y coautor del artículo.

La calibración de estos marcadores de millas es de vital importancia, porque existen desacuerdos entre los diferentes métodos para determinar la tasa de expansión del universo. La constante de Hubble se puede estimar de forma independiente utilizando el resplandor de la radiación de fondo que quedó del Big Bang. Esta radiación cósmica de fondo de microondas ha sido medida con exquisito detalle por el satélite Planck, y les da a los astrónomos un universo que se expande más lentamente que cuando se mide usando supernovas de tipo Ia.

"Esta discrepancia podría presagiar una nueva física, pero solo si es real "Burns explicó." Entonces, necesitamos que nuestras mediciones de supernovas de tipo Ia sean lo más precisas posible, sino también para identificar y cuantificar todas las fuentes de error ".