Una deslumbrante colección de galaxias con supernovas captadas por Hubble

Esta colección de imágenes tomadas desde 2003 hasta 2021 por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA presenta galaxias que albergan variables Cefeidas y supernovas. Estos dos fenómenos celestes son herramientas cruciales utilizadas por los astrónomos para determinar la distancia astronómica y se han empleado para refinar nuestra medición de la constante de Hubble, la tasa de expansión del Universo.

Cada una de las imágenes de esta colección especial presenta una galaxia espiral que alberga variables Cefeidas y una clase especial de supernovas, dos fenómenos estelares notables que a primera vista no tienen mucho en común: las variables Cefeidas son estrellas pulsantes que se iluminan y las supernovas tenues y de tipo a son las explosiones catastróficas que marcan la agonía de una estrella enana blanca densa y caliente. Sin embargo, los astrónomos pueden utilizar ambos fenómenos para medir la distancia a un objeto astronómico.

Establecer la distancia de un cuerpo celeste es un enorme desafío para los astrónomos; puede ser difícil distinguir entre objetos oscuros y relativamente cercanos a la Tierra y aquellos que son brillantes y distantes. Para ayudar a superar este desafío, los astrónomos han desarrollado lo que se conoce como la escala de distancia cósmica, una serie de métodos para determinar la distancia, organizados por las distancias relativas que pueden medir. Dos pasos importantes en esta escalera son las variables cefeidas y las supernovas: las variables cefeidas porque el período con el que pulsan se puede usar para calcular su distancia; y supernovas porque cada explosión de supernova de tipo Ia alcanza la misma luminosidad conocida, lo que significa que su brillo visto desde la Tierra puede usarse para derivar su distancia. Todas las galaxias presentadas en esta colección albergan variables Cefeidas y han tenido al menos una explosión de supernova de tipo Ia en los últimos 40 años. una de las galaxias, NGC 2525 , incluso contenía una supernova que fue capturada en tiempo real en un lapso de tiempo  notable .

Incluso antes de su lanzamiento, uno de los principales objetivos científicos del Hubble era observar las variables Cefeidas y las supernovas. Estas observaciones pueden ayudar a medir la tasa de expansión del Universo, un valor que los astrónomos llaman la constante de Hubble. Generaciones de astrónomos han refinado este valor durante casi 30 años utilizando datos de más de 1000 horas de tiempo del Hubble. Más recientemente, un equipo de astrónomos llamado SH0ES utilizó observaciones de todas las supernovas vistas por Hubble en los últimos 40 años, incluidas las de las galaxias que se muestran aquí, para determinar el valor de la constante de Hubble en 73,04 ± 1:04 kms-1 Mpc. -1. 

“ Para esto se construyó el Telescopio Espacial Hubble. Estás obteniendo la medida estándar para el Universo del estándar de oro de los telescopios ”, dijo el ganador del Nobel Adam Riess de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, Maryland, quien dirige el Equipo SH0ES. “Esta es la obra magna del Hubble.”

Curiosamente, la tasa de expansión determinada a partir de los datos de observación de los telescopios es significativamente diferente del valor predicho por nuestro modelo cosmológico estándar actual del Universo. La riqueza de los datos del Hubble significa que es muy poco probable que esto haya sucedido por una selección casual de observaciones engañosas. 

La amplia colección de galaxias cefeidas variables y que albergan supernovas observadas por el Hubble se seleccionó en seis propuestas diferentes para observar el tiempo con el telescopio. Si bien estas propuestas fueron parte de la búsqueda de una década del Hubble para medir con precisión la tasa de expansión del Universo, las observaciones también produjeron una serie de hermosos retratos galácticos, como los de  NGC 5643 ,  NGC 7329 ,  NGC 105  y  NGC 3254 . Otros han aparecido previamente en Hubble Pictures of the Week y otros lanzamientos, incluidos  NGC 691 ,  NGC 1559 ,  NGC 2525 ,  NGC 2608  y  NGC 3147 .