Uma nova imagem impressionante tirada pelo Telescópio Espacial James Webb mostra uma supernova hospedando uma galáxia três vezes, não uma, nem duas, mas três vezes em momentos diferentes.
A enorme influência gravitacional de um aglomerado galáctico em primeiro plano e um fenômeno de curvatura da luz conhecido como “lente gravitacional”, conforme previsto por Albert Einstein há mais de um século, tornou possível esta imagem do Telescópio Espacial James Webb (JWST).
Em sua hipótese da relatividade geral, Einstein antecipou que a massa distorce a textura real da existência, ou “espaço-tempo”. Isso é semelhante a colocar uma bola em um lençol de borracha esticado e causar um amassado no lençol com a bola. O grau de empenamento causado pela bola aumenta com sua massa. Isso também é verdade para o espaço-tempo: as estrelas causam mais “deformação” do que os planetas, e as galáxias causam mais deformação do espaço do que as estrelas.
A luz passa por um objeto de massa de um objeto de fundo como resultado dessa deformação. Como a luz pode viajar em direções diferentes do objeto de fundo com lente ao redor do objeto de lente em seu caminho até nós, ela pode, em casos extremos, ampliar o objeto de fundo ou até mesmo fazer várias aparições no céu. Isso indica que os astrônomos agora podem usar esse fenômeno conhecido como “lentes gravitacionais” para estudar objetos extremamente distantes.
O aglomerado galáctico RX J2129, que está a cerca de 3,2 bilhões de anos-luz de distância na constelação de Aquário, é o objeto de lente nesta nova imagem do JWST. Uma galáxia hospedeira de supernova vermelha de fundo que está replicando RX J2129 está sendo lenteada.
Os astrônomos usaram o Telescópio Espacial Hubble para encontrar a explosão da supernova Tipo Ia, chamada AT 2022riv. Os astrônomos costumam se referir a eles como “velas padrão” devido à uniformidade de sua luz. Por causa de sua uniformidade, as supernovas do Tipo Ia podem ser usadas para medir distâncias cósmicas porque elas pareceriam idênticas à mesma distância.
Como um ponto focal gravitacional, o RX J2129 fez três fotos deste mundo que não são semelhantes em tamanho, posição ou mesmo idade devido às várias formas que a luz do sistema de fundação toma e, portanto, às várias vezes que ela aparece em o JWST.
A galáxia de fundo é vista em seus estágios iniciais e durante o tempo em que sua supernova ainda estava ativa na luz que percorre a maior distância. A galáxia é vista na imagem subsequente do segundo caminho mais longo apenas 320 dias depois, e na imagem final do caminho mais curto da luz 1.000 dias após o primeiro. A supernova AT 2022riv já desapareceu de vista nestas duas imagens posteriores.
Além disso, aparecem no canto superior direito da imagem alguns protestos de fundação que, devido ao impacto distorcido das lentes gravitacionais, aparecem como curvas concêntricas de luz.
O JWST usou sua Near-InfraRed Camera (NIRSpec) para medir o brilho de AT 2022riv, uma supernova muito distante e, portanto, precoce, para as observações. A luz do evento também foi submetida à espectroscopia pelo poderoso telescópio espacial, o que deve permitir comparações entre esta supernova distante e as supernovas mais recentes do Tipo Ia no universo local.
Os resultados de um dos instrumentos mais úteis da astronomia podem ser confirmados usando essa comparação para testar a precisão com que essas supernovas podem ser usadas para medir distâncias.
