Il telescopio spaziale Hubble ha permesso di osservare una supernova proprio durante l’esplosione. Ciò grazie al fatto che la sua apparizione era stata predetta. Per la prima volta, l’utilizzo di complessi calcoli legati alla teoria della relatività hanno permesso di cogliere la supernova soprannominata Refsdal nel momento in cui è esplosa. È la prima volta che un risultato del genere è stato conseguito sfruttando l’effetto di lente gravitazionale dell’ammasso galattico MACS J1149.5 + 2223, che ha curvato la luce proveniente da quella stella mostrando l’esplosione più volte in diverse aree del cielo.

Il soprannome Refsdal è stato dato alla supernova in onore dell’astrofisico norvegese Sjur Refsdal (1935-2009), celebre nel campo dell’astronomia proprio per il suo lavoro pionieristico riguardante il fenomeno delle lenti gravitazionali. Negli anni ’60 pubblicò vari articoli sull’argomento, in particolare sull’uso di quest’effetto per misurare l’espansione dell’universo.

La supernova SN Refsdal venne scoperta nel novembre 2014 e da subito mostrò l’influenza dell’effetto di lente gravitazionale. Infatti, gli scienziati videro quattro immagini della supernova disposte secondo la forma chiamata Croce di Einstein attorno a una delle galassie che fanno parte dell’ammasso MACS J1149.5 + 2223.

Quest’immagine multipla dimostrava che gli astronomi stavano osservando un fenomeno dovuto a una lente gravitazionale perciò c’era la possibilità che la supernova SN Refsdal apparisse ancora. Si stima che l’esplosione sia avvenuta quasi dieci miliardi di anni fa e il percorso contorto della sua luce le permette di raggiungere la Terra in vari momenti. Sette modelli dell’ammasso galattico MACS J1149.5 + 2223 sono stati usati per calcolare il momento e l’area dove sarebbe apparsa la nuova immagine ma è stato tutt’altro che facile.

I calcoli dovevano tenere conto degli effetti gravitazionali delle varie galassie che fanno parte dell’ammasso MACS J1149.5 + 2223. Per raccogliere i dati necessari a capire come le varie galassie avrebbero curvato la luce proveniente dalla supernova SN Refsdal non bastava il telescopio spaziale Hubble. C’è stata una collaborazione internazionale con l’utilizzo dello spettrografo MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) installato sul VLT (Very Large Telescope) dell’ESO e dell’osservatorio Keck.

Nonostante ciò, è rimasto un certo grado di approssimazione perché i ricercatori stavano studiando gli effetti di un ammasso galattico distante circa 5,3 miliardi di anni luce. L’ammasso MACS J1149.5 + 2223 è comunque ben conosciuto perché è uno di quelli utilizzati nelle osservazioni all’interno del programma Hubble Frontier Fields. Si tratta di un’indagine della durata di tre anni che ha lo scopo di ottenere le osservazioni più approfondite dell’universo sfruttando gli effetti di lente gravitazionale di sei ammassi galattici per esplorare regioni più distanti.

A causa delle approssimazioni nei calcoli, il telescopio spaziale Hubble ha cominciato a osservare l’ammasso MACS J1149.5 + 2223 alla fine di ottobre. L’11 dicembre la supernova SN Refsdal è apparsa, dimostrando che i modelli erano corretti. È stata una grande occasione per testare i modelli della distribuzione della materia all’interno di quest’ammasso galattico, compresa la materia oscura. È stata anche un’altra dimostrazione delle sinergie possibili tra il telescopio spaziale Hubble e telescopi al suolo.