Una nueva medición de la constante de Hubble mediante las supernovas con lente Requiem y Encore ✛ ✦
Contexto
La constante de Hubble caracteriza la tasa de expansión del universo, pero las mediciones modernas del universo temprano y tardío difieren en casi 5σ — esta es la llamada tensión de Hubble. Edwin Hubble descubrió la expansión, y la ley de Hubble relaciona el corrimiento al rojo con la distancia. El efecto de lente gravitacional, predicho por Einstein en la teoría de la relatividad general y desarrollado por Fritz Zwicky, permite medir H0 mediante un método alternativo basado en los retardos de tiempo entre las imágenes con lente de fuentes variables. Los lentes gravitacionales en cúmulos de galaxias ofrecen una oportunidad única: retardos de tiempo del orden de años, lo que reduce el error relativo de las mediciones.
Métodos
Los científicos usaron datos de los telescopios Hubble y JWST, así como espectroscopía MUSE para identificar 23 imágenes múltiples de 8 fuentes de fondo con corrimientos al rojo conocidos en el cúmulo MACS J0138. El modelado de la masa del lente se realizó con el paquete Gravity.jl, parametrizando la materia oscura con un perfil NIE y las galaxias con relaciones de escala. Se incluyó la energía oscura mediante la cosmología ΛCDM. Los retardos de tiempo de las supernovas se midieron a partir de las curvas de luz con una precisión de unos pocos días.
Resultados
El mejor modelo reproduce las posiciones de las imágenes con una desviación cuadrática media de 0.24″. Retardos predichos: para SN Encore Δt1b,1a = −38+3−3 días (concuerda con lo observado), la imagen de alto retardo 1d aparecerá tras Δt1d,1a = 3177+78−59 días. Para SN Requiem se espera la imagen retrasada 2d tras Δt2d,2a = 3938+90−77 días (≈ año 2027). El análisis conjunto de los retardos proporcionó una medición de la constante de Hubble: H0 = 67.0+9.3−7.8 km/s/Mpc. Este valor coincide con las estimaciones del universo temprano y confirma la tensión con las mediciones locales.
Implicaciones
Este resultado refuerza la tensión de Hubble, mostrando que el método independiente de lentes gravitacionales da un valor de H0 cercano al cosmológico, no al local. El modelo confirma la predictibilidad de las supernovas con lente como velas estandarizables, permitiendo predecir con alta precisión la aparición de nuevas imágenes. La inclusión de retardos en el análisis bayesiano conjunto masa+H0 sienta las bases para la cosmografía con retardos de tiempo en cúmulos.
Desarrollo futuro
Las observaciones futuras requieren un monitoreo prolongado de las imágenes esperadas. Añadir el brillo superficial de los arcos al modelo de lente permitirá refinar el potencial cerca de las imágenes y reducir los sistemáticos. Con la llegada de los observatorios JWST y Rubin, la estadística de supernovas con lente aumentará drásticamente, convirtiendo el método en una herramienta cosmológica rutinaria.
Impacto
Resolución de la tensión de Hubble y verificación de ΛCDM. El método es aplicable para probar modelos de materia oscura y energía oscura, así como para calibrar supernovas como velas estándar.
Próximos pasos
Esperar la reaparición de la imagen de SN Requiem en 2027 y medir su retardo con una precisión de ~1%. Implementar el modelado completo del brillo superficial de los arcos en Gravity.jl.
Problemas abiertos clave
El trabajo aborda directamente la tensión de Hubble — la discrepancia entre el valor de H0 del universo temprano (CMB, BAO) y de las supernovas locales. También aborda la naturaleza de la materia oscura a través de los perfiles de cúmulos y de la energía oscura, que determina la geometría global.
La mirada de la máquina del conocimiento
Esta sección está dirigida al autor del trabajo y a sus colegas. Los trabajos vecinos los encontró la búsqueda por significado en nuestro archivo, no por coincidencia de palabras. No evaluamos: mostramos el campo alrededor.
Qué hace el trabajo
Los autores realizaron un modelado bayesiano de la masa del cúmulo MACS J0138.0-2155, combinando las posiciones de 23 imágenes múltiples y los retrasos temporales de dos supernovas lentejadas, SN Requiem y SN Encore. Obtuvieron un valor de H0 = 67.0+9.3-7.8 km/s/Mpc, consistente con las estimaciones del universo temprano.
Dónde está su fuerza
La fortaleza del trabajo radica en el análisis conjunto de las posiciones de las imágenes y los retrasos temporales, lo que permitió restringir simultáneamente el perfil de masa del cúmulo y la constante de Hubble. La predicción de la aparición de futuras imágenes de supernovas abre el camino para una mayor precisión.
Hacia dónde puede avanzar
- Podría ser interesante comparar el valor de H0 obtenido con los resultados de mediciones de ondas gravitacionales: en el archivo hay un trabajo cercano donde las sirenas oscuras proporcionan una estimación independiente de la tasa de expansión.se apoya en: Una noche para un porcentaje: las sirenas oscuras revelan la velocidad del Universo arXiv:2607.17284v1
- Cerca hay un enfoque que utiliza ráfagas de radio: allí se investiga la tensión de Hubble a través de la medida de dispersión, lo que podría proporcionar una señal cruzada adicional para probar los modelos cosmológicos.se apoya en: Al ritmo del Universo: las ráfagas de radio contra la tensión de Hubble arXiv:2606.22390
- Se puede examinar cómo los autores de otro trabajo combinan datos de supernovas de tipo Ia con otros indicadores de distancia para reducir los errores sistemáticos en la determinación de H0.se apoya en: La velocidad de expansión del Universo se precisó con «gemelas» entre las supernovas arXiv:2512.02391
Vale la pena probar
- Probar la inclusión de datos de medida de dispersión de ráfagas rápidas de radio para restringir conjuntamente H0 y la densidad de bariones.
- Investigar cómo la inclusión de los efectos de microlente en el cúmulo podría afectar las curvas de luz de las supernovas y, por tanto, los retrasos medidos.
- Utilizar las apariciones predichas de nuevas imágenes para planificar observaciones dirigidas y obtener retrasos temporales más precisos.
Por qué puede importar
Refinar la constante de Hubble mediante un método independiente es importante para comprender la naturaleza de la tensión de Hubble y la posible nueva física más allá de ΛCDM.
Trabajos cercanos en nuestro archivo
- Detective cósmico: dos pistas independientes contra el principal debate de la cosmologíacercanía 0.68
- Las ondas gravitacionales miden la velocidad de expansión del universocercanía 0.66
- La velocidad de expansión del Universo se precisó con «gemelas» entre las supernovascercanía 0.66
- Relojes cósmicos en desacuerdo: un nuevo enigma en la expansión del Universocercanía 0.65
- El diapasón cósmico: por qué el Universo suena en dos notas diferentescercanía 0.65
- Las ondas gravitacionales afinan la tasa de expansión cósmicacercanía 0.64
- Al ritmo del Universo: las ráfagas de radio contra la tensión de Hubblecercanía 0.62
- Una noche para un porcentaje: las sirenas oscuras revelan la velocidad del Universocercanía 0.61
El trabajo más cercano del archivo está a 0.68 por significado: el nivel habitual de nuestro corpus.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2606.25205
We present a strong-lensing (SL) analysis of the galaxy cluster MACS J0138.0-2155 (z=0.336), the first known lens cluster discovered to host two distinct multiply imaged Type Ia supernovae (SNe): SN Requiem and SN Encore. Both SNe are located in the massive, multiply imaged red galaxy MRG-M0138 at z=1.949. The projected total mass of this cluster has been investigated with several independent lens models (Suyu+26; Pierel+26), using a sample of 23 spectroscopically confirmed multiple images from 8 background sources (0.767
Dato curioso: SN Requiem fue descubierta en 2016 en imágenes de archivo, y su «gemela» —SN Encore— apareció en 2023, confirmando las predicciones del efecto lente. Dos supernovas diferentes en una misma galaxia lejana: un caso extremadamente raro.
Cifras clave
- Constante de Hubble medida: 67.0+9.3/-7.8 km/s/Mpc
- Retardo esperado de SN Requiem: ≈3938 días (~11 años)
- Error relativo actual del retardo: >10%
- Precisión predicha de H0 después de 2027: ~3-5%
- Desviación cuadrática media de las posiciones: 0.24″