Por Ósmar Rodríguez, estudiante de doctorado MAS / UNAB
El Universo se está expandiendo: mientras más lejos están las galaxias, más rápido se alejan de nosotros. Esta concepción del Universo, contraria a la idea de un Universo estático que podríamos tener (y que incluso Albert Einstein apoyaba en 1917), comenzó a ser aceptada gracias a los trabajos de Georges Lemaître y Edwin Hubble en los años 20. Hacia fines del siglo XX, dos grupos de astrofísicos observaron algunos de los objetos más lejanos hasta entonces, y descubrieron de forma independiente que el Universo no solo se está expandiendo, sino que esta expansión es acelerada: las galaxias más lejanas se están alejando de nosotros mucho más rápido que lo predicho por la relación encontrada por Lemaître y Hubble. Este resultado, importante para la cosmología moderna (y que les valió el Premio Nobel de Física en 2011), depende crucialmente de cuán bien pueden los astrónomos determinar la velocidad a la que se alejan las galaxias (llamada velocidad de recesión) y la distancia a la que están.
¿Cómo lo hacemos? Para medir velocidades de recesión, analizamos su efecto sobre la longitud de onda de la luz que observamos. Similar al sonido de la sirena de una ambulancia que se aleja de nosotros, que se vuelve más grave cuanto mayor es la velocidad relativa, la luz de un objeto se vuelve más roja a mayor velocidad de recesión. Para medir distancias de objetos lejanos también usamos la luz observada, pero ahora su intensidad. Pensemos, por ejemplo, en la percepción que tenemos de qué tan lejos está un auto dependiendo del brillo de sus luces. Los astrónomos podemos cuantificar estos dos efectos para calcular velocidades de recesión y distancias. Ahora nos podemos preguntar ¿qué objetos observan los astrónomos para estudiar la expansión del Universo?
Sabemos que mientras más brillante el objeto, desde más lejos se puede ver. Es por esta razón que los astrónomos han usado uno de los eventos más brillantes del Universo: las supernovas. Las supernovas son explosiones catastróficas que marcan el final de la vida de las estrellas (ver columna de Francisco Förster). Entre ellas están las supernovas de tipo Ia y tipo II. Las primeras (muy brillantes y uniformes) fueron usadas para medir la expansión acelerada del Universo, mientras que las segundas (menos brillantes y más heterogéneas) han sido menos usadas para estudios cosmológicos.
Dentro del MAS investigamos cuán útiles pueden llegar a ser las supernovas de tipo II para medir distancias. Estos eventos tienen una diversidad en brillo tal que las más brillantes emiten hasta 10 veces más energía que las menos brillantes (ver panel superior de la figura). Si no consideramos esta diferencia de brillo intrínseco, mediríamos distancias con hasta un 60% de error. En uno de nuestros estudios (http://adsabs.harvard.edu/abs/2014AJ….148..107R) encontramos que podemos poner el brillo de estos eventos en una misma escala si conocemos cuándo explotó la supernova y cuál es la velocidad del material eyectado por la explosión (ver panel inferior de la figura). Este estudio sugiere que podemos medir distancias a supernovas de tipo II con una precisión cercana al 6%, similar a lo que se logra con las supernovas de tipo Ia. Actualmente, estamos observando muchas más supernovas de tipo II para comprobar los buenos resultados obtenidos. De ser así, entonces tendríamos un nuevo objeto estelar para realizar estudios cosmológicos.
