En agosto de 2025, los astrónomos del equipo HOLISMOKES estaban mirando el catálogo de lentes gravitacionales que habían compilado durante seis años cuando encontraron lo que buscaban. Una supernova, a 10.000 millones de años luz de distancia, aparecía cinco veces simultáneamente en el cielo nocturno. La llamaron SN Winny.
La probabilidad de que algo así ocurra —que una supernova quede perfectamente alineada con una lente gravitacional adecuada— es inferior a una en un millón. Y esa rareza extrema es exactamente lo que la hace tan valiosa para la cosmología: SN Winny podría contribuir a resolver una de las disputas más profundas de la física moderna, el llamado "Hubble tension", la contradicción entre dos formas de medir la velocidad a la que se expande el universo.
Los resultados se publicaron en dos artículos simultáneos en la revista Astronomy, a cargo de investigadores de la Universidad Técnica de Múnich (TUM), la Ludwig Maximilians Universität (LMU) y los institutos Max Planck MPA y MPE.
Cómo una galaxia dobla la luz
Para entender por qué SN Winny importa, hay que entender primero qué es una lente gravitacional. Cuando la luz viaja desde una fuente muy lejana —una estrella, una galaxia, una supernova— hacia la Tierra, puede encontrar en el camino un objeto masivo: otra galaxia, o un cúmulo. La gravedad de ese objeto curva el espacio-tiempo y, con él, la trayectoria de la luz. El resultado es que la misma fuente puede verse desde múltiples ángulos distintos al mismo tiempo, como si alguien hubiera puesto una lupa cósmica en el camino.
En el caso de SN Winny, la lupa son dos galaxias relativamente cercanas entre sí que actúan como lente doble. La luz de la supernova rodea ese par de galaxias por distintos caminos, cada uno con una longitud ligeramente diferente, y llega a la Tierra como cinco imágenes separadas de la misma explosión. Los investigadores usaron el Gran Telescopio Binocular en Arizona —equipado con dos espejos de 8,4 metros y óptica adaptativa para compensar la turbulencia atmosférica— para obtener imágenes de alta resolución del sistema: dos galaxias centrales rodeadas de cinco puntos azulados que son todas la misma supernova.
Sherry Suyu, profesora de cosmología observacional en TUM y una de las líderes del estudio, describió la rareza del hallazgo: "La probabilidad de encontrar una supernova superluminosa perfectamente alineada con una lente gravitacional adecuada es inferior a una en un millón."
El problema que lleva décadas sin resolverse
El Hubble tension es una de las discrepancias más incómodas de la cosmología contemporánea. El universo se expande, y la velocidad de esa expansión se mide con la constante de Hubble. El problema es que hay dos formas principales de medirla, y dan números distintos.
La primera usa la "escalera de distancias cósmicas": una cadena de objetos de brillo conocido —cefeidas, supernovas tipo Ia— que permite estimar distancias progresivamente mayores y comparar esas distancias con la velocidad de recesión de las galaxias. Es el método más directo pero acumula incertidumbres de calibración en cada peldaño de la escalera.
La segunda parte del fondo de microondas cósmico, la radiación remanente del Big Bang. Los cosmólogos modelan cómo debería lucir ese fondo si las leyes conocidas del universo son correctas, y de ahí derivan cuál debería ser la constante de Hubble hoy. Es un método muy preciso, pero dependiente de los modelos.
El resultado: las dos mediciones no coinciden. La diferencia no es enorme en términos absolutos, pero es estadísticamente significativa y lleva más de una década sin resolverse. Podría indicar que uno de los métodos tiene un error sistemático aún no identificado. O podría indicar que hay física nueva: algo que no está contemplado en el modelo estándar de la cosmología.
Por qué SN Winny ofrece una vía diferente
Las supernovas lensadas como SN Winny proveen un método completamente independiente. Cuando la luz de la supernova llega a la Tierra por cinco caminos distintos, los cinco caminos tienen longitudes ligeramente diferentes. Eso significa que las cinco imágenes se van a iluminar y apagar con un retardo temporal entre ellas. Midiendo esos retardos con precisión, y combinando esa medición con modelos de distribución de masa de las galaxias lentes, se puede calcular directamente la constante de Hubble.
"A diferencia de la escalera de distancias cósmicas, este es un método de un solo paso, con fuentes de incertidumbre sistemática distintas y menos numerosas", explicó Stefan Taubenberger, investigador del Max Planck MPA y autor principal del estudio de identificación de la supernova. La ventaja es que, al ser completamente independiente de los otros dos métodos, puede arbitrar entre ellos: si el resultado coincide con uno y no con el otro, eso da una pista sobre dónde está el error.
Hay una complicación adicional que SN Winny resuelve de manera inusual. La mayoría de las supernovas lensadas que se conocen son magnificadas por cúmulos de galaxias enteros, que tienen distribuciones de masa complejas y difíciles de modelar con precisión. SN Winny, en cambio, es lensada por dos galaxias individuales con distribuciones de masa suaves y regulares, lo que simplifica considerablemente el modelado y reduce las incertidumbres.
Allan Schweinfurth, investigador de TUM, señaló esa particularidad: "SN Winny es lensada por solo dos galaxias individuales. Encontramos distribuciones de luz y masa generalmente suaves y regulares para estas galaxias, lo que sugiere que aún no han colisionado entre sí a pesar de su aparente proximidad."
Seis años buscando algo así
El hallazgo no fue accidental, aunque tampoco completamente planificado. El equipo HOLISMOKES lleva años construyendo catálogos de candidatos a lentes gravitacionales con potencial para este tipo de mediciones. En agosto de 2025, mientras procesaban observaciones recientes, identificaron que SN Winny coincidía con los criterios que buscaban. A partir de ahí comenzaron las observaciones sistemáticas con múltiples telescopios, tanto terrestres como espaciales.
El nombre proviene de una convención interna del equipo. La designación oficial es SN 2025wny, que codifica el año de descubrimiento y las letras de identificación. La supernova pertenece a la categoría de las "superluminosas", un tipo de explosión estelar que emite entre diez y cien veces más energía que una supernova ordinaria. Esa luminosidad excepcional fue lo que permitió detectarla a 10.000 millones de años luz de distancia: una supernova ordinaria a esa distancia no habría sido visible.
Lo que viene ahora
Los equipos de astronomía de todo el mundo siguen observando SN Winny mientras la supernova está activa. Las mediciones de retardo temporal entre las cinco imágenes requieren un seguimiento continuo durante meses. Cuantos más telescopios participen y más precisas sean las mediciones, más ajustado será el valor final de la constante de Hubble que derive del sistema.
Si todo va bien, SN Winny podría proporcionar en los próximos años una de las determinaciones más limpias e independientes de la constante de Hubble disponibles. Si esa determinación coincide con el valor de la escalera de distancias y no con el del fondo de microondas, el modelo estándar de la cosmología tiene un problema. Si coincide con el fondo de microondas, la escalera de distancias tiene uno. Y si cae en algún punto intermedio, el misterio se profundiza.
Una supernova que apareció cinco veces a la vez pone sobre la mesa, potencialmente, la pregunta de si entendemos el universo tan bien como creemos.
Fuente original: Astronomy / ScienceDaily / TUM
