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Webb descubrió supernovas en el universo naciente

Webb descubrió supernovas en el universo naciente

El telescopio espacial James Webb ha permitido a los astrónomos ver estrellas distantes en explosión desde una época en la que nuestro universo estaba en su infancia.

Estos eventos, conocidos como supernovas, son explosiones estelares que ocurren cuando estrellas masivas llegan al final de sus vidas.

Un equipo de astrónomos que utilizó el telescopio espacial James Webb ha descubierto 10 veces más supernovas en el universo temprano de lo que se conocía anteriormente.

Alrededor del círculo hay alrededor de 80 objetos que cambian de brillo con el tiempo, capturados para el programa JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey). La mayoría de estos objetos, conocidos como transitorios, son el resultado de la explosión de estrellas o supernovas. Haga clic para ampliar. Fuente de la imagen: NASA, ESA, CSA, STScI, colaboración JADES

Un pequeño número de supernovas son del tipo conocido como velas estándar, que permiten a los astrónomos medir grandes distancias en todo el universo.

«Webb es una máquina de detección de supernovas», dice Christa DeCourcy, estudiante de posgrado de tercer año en el Observatorio Steward y la Universidad de Arizona en Tucson.

«La gran cantidad de descubrimientos combinada con las grandes distancias de estas supernovas son los resultados más interesantes de nuestro estudio».

Una versión comentada de la porción de cielo observada por el programa JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey), que ha detectado unos 80 objetos que cambian de brillo, la mayoría de ellos supernovas.  Fuente de la imagen: NASA, ESA, CSA, STScI, colaboración JADES
Una versión comentada de la porción de cielo observada por el programa JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey), que ha detectado unos 80 objetos que cambian de brillo, la mayoría de ellos supernovas. Fuente de la imagen: NASA, ESA, CSA, STScI, colaboración JADES

¿Qué edad tienen las supernovas?

Los astrónomos estudiaron los datos recopilados como parte del programa JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES), que ya descubrió la galaxia más distante jamás creada, llamada JADES-GS-z14-0.

La luz de estos objetos distantes se estira (o se “desplaza hacia el rojo”) a longitudes de onda más largas debido a la expansión del universo, lo que convierte al Telescopio Webb en el instrumento ideal para observarlos.

Antes de que Webb comenzara a escanear los cielos, sólo se habían encontrado unas pocas supernovas con un corrimiento al rojo de 2, lo que significa que existían cuando el universo tenía sólo 3.300 millones de años (25% de su edad actual).

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Esta nueva muestra de JADES contiene varias supernovas que explotaron cuando el universo tenía menos de 2 mil millones de años.

Imagen del Telescopio Espacial James Webb de la galaxia JADES-GS-z14-0 que existió sólo 290 millones de años después del Big Bang.  Crédito de la imagen: NASA, ESA, CSA, STScI, B. Robertson (UC Santa Cruz), B. Johnson (CfA), S. Tacchella (Cambridge), P. Cargile (CfA)
Imagen del Telescopio Espacial James Webb de la galaxia JADES-GS-z14-0 que existió sólo 290 millones de años después del Big Bang. Crédito de la imagen: NASA, ESA, CSA, STScI, B. Robertson (UC Santa Cruz), B. Johnson (CfA), S. Tacchella (Cambridge), P. Cargile (CfA)

Descubrimiento de supernovas

El equipo utilizó múltiples imágenes tomadas con hasta un año de diferencia y las comparó para determinar qué fuentes habían desaparecido o aparecido en esas imágenes.

Las supernovas son un tipo de objetos «transitorios», lo que significa que su brillo varía con el tiempo.

El equipo de Transient Survey Sample de JADES detectó alrededor de 80 supernovas en una porción de cielo del grosor de un grano de arroz con el brazo extendido.

«Esta es realmente nuestra primera muestra de cómo se ve un universo de alto corrimiento al rojo para la ciencia transitoria», dijo Justin Birrell, miembro de Einstein de la NASA en el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore, Maryland.

«Estamos tratando de determinar si las supernovas distantes son fundamentalmente diferentes o muy similares a las que vemos en el universo cercano».

El equipo identificó supernovas de alto corrimiento al rojo, incluida la supernova más confirmada espectroscópicamente hasta la fecha, con un corrimiento al rojo de 3,6.

Esto significa que la estrella explotó cuando el universo tenía sólo 1.800 millones de años.

Las imágenes muestran tres de los 80 transitorios (objetos de brillo variable) identificados por el programa JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey).  La mayoría de los transitorios son el resultado de la explosión de estrellas o supernovas.  Fuente de la imagen: NASA, ESA, CSA, STScI, C. DeCoursey (Universidad de Arizona), Colaboración JADES
Las imágenes muestran tres de los 80 transitorios (objetos de brillo variable) identificados por el programa JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey). La mayoría de los transitorios son el resultado de la explosión de estrellas o supernovas. Fuente de la imagen: NASA, ESA, CSA, STScI, C. DeCoursey (Universidad de Arizona), Colaboración JADES

Supernovas de tipo Ia

Las supernovas de tipo Ia son un tipo de supernova que siempre arde con el mismo brillo.

Esto significa que los astrónomos pueden controlar su brillo aparente, compararlo con su brillo real y calcular su distancia.

Se conocen como “velas estándar” y permiten a los astrónomos medir distancias en todo el universo.

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También se pueden utilizar para medir la tasa de expansión del universo.

Los astrónomos han detectado al menos una supernova de Tipo Ia con un corrimiento al rojo de 2,9, lo que significa que explotó cuando el universo tenía 2.300 millones de años.

Ilustración que muestra una enana blanca explotando como una supernova de tipo Ia.  Estos eventos son
Ilustración que muestra una enana blanca explotando como una supernova de tipo Ia. Estos eventos son «velas estándar» que se pueden utilizar para medir distancias en el espacio. Fuente de la imagen: NASA/JPL-Caltech

El récord anterior para una supernova de Tipo Ia confirmada espectroscópicamente era un corrimiento al rojo de 1,95, cuando el universo tenía 3.400 millones de años.

«Estamos abriendo una nueva ventana al universo que pasa», dice Matthew Seibert, miembro del STScI, que dirige la espectroscopía de supernovas JADES.

«Históricamente, cada vez que hacemos eso, encontramos cosas muy interesantes, cosas que no esperábamos».

«Como Webb es tan sensible, encuentra supernovas y otros objetos transitorios en casi todos los lugares a los que apunta», dice Ichi Egami, miembro del equipo JADES y profesor de investigación de la Universidad de Arizona en Tucson.

«Este es un primer paso importante hacia estudios más completos de supernovas utilizando WEB».

Estos hallazgos fueron anunciados por DeCoursey durante una conferencia de prensa en la conferencia. 244a Reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense En Madison, Wisconsin, Estados Unidos.