Las primeras imágenes del telescopio Euclid: un viaje al universo oscuro
Nunca antes un telescopio espacial había sido capaz de obtener imágenes astronómicas tan nítidas en una región tan amplia del cielo y a una distancia tan lejana, hasta 10.000 millones de años luz. Las cinco imágenes recibidas ilustran el potencial de Euclid y demuestran que el telescopio está listo para crear el mapa 3D más extenso del universo hasta la fecha.
Investigadores de la Facultad de Ciencias y de la Escuela de Ingeniería Informática de la Universidad de Valladolid participan en la misión Euclid puesta en marcha por la Agencia Espacial Europea (ESA) en el año 2011. Esta misión tiene por objetivo investigar la materia y la energía oscura, que componen el 95% del cosmos, y configurar el mapa más detallado hasta el momento del espacio.
Para revelar la influencia de la materia y energía oscuras en el universo visible, durante los próximos seis años Euclid observará las formas, distancias y movimientos de miles de millones de galaxias en un radio de hasta 10.000 millones de años luz. Así, creará el mapa tridimensional del universo más grande hasta ahora. El registro del cosmos que hace Euclid es excepcional por su capacidad para crear una imagen visible e infrarroja notablemente nítida en una gran región del cielo de una sola vez. “El telescopio Euclid se diferencia de otros telescopios, como el James Webb, en su campo de visión. Una imagen de Euclid es un 100 veces más grande que las enviadas por su antecesor y conserva una resolución similar”, especifica el investigador senior de la UVa y del consorcio Euclid, Fernando Buitrago.
Esta mejora en el campo de visión respecto a telescopios anteriores permitirá ver cúmulos de galaxias enteros de un solo vistazo. Por otro lado, si hasta ahora telescopios como el James Webb o el Hubble permitían estudiar el centro de las galaxias, este nuevo dispositivo permitirá analizar también la luz difusa y conocer los límites de las galaxias. “En la UVa nos encargamos de uno de los objetivos complementarios de la misión: encontrar razones físicamente motivadas para asignar tamaños a las galaxias. Conocer la parte más oscura y los límites de las galaxias permitirá analizar la evolución que han sufrido. Es decir, pretendemos ver cómo han ido cambiando las galaxias desde el principio del universo hasta ahora con la mayor cantidad de imágenes hechas hasta la fecha”, explica el investigador del departamento de Física Teórica, Atómica y Óptica.
Para realizar este estudio sobre la composición y evolución de las galaxias, ocho investigadores de la Universidad de Valladolid, miembros del paquete de trabajo de Luz Difusa del consorcio, están desarrollando programas y algoritmos basado en Inteligencia Artificial. El grupo de investigadores de la UVa está liderado por el investigador senior del Departamento de Física Teórica, Atómica y Óptica, Fernando Buitrago; y por el investigador principal del Departamento de Informática, Benjamín Sahelices.
Una aproximación al universo a través de los ojos de Euclid
Las imágenes publicadas por primera vez en el día de hoy reflejan la capacidad especial de Euclid: las observaciones muestran la totalidad de los objetos celestes, desde estrellas brillantes hasta galaxias débiles, sin dejar de ser extremadamente nítidas, incluso cuando se hace zoom sobre galaxias distantes. Estas primeras imágenes ilustran ya la enorme cantidad de datos que Euclid proporcionará desde principios de 2024 sobre nuestro universo. Numerosos miembros del consorcio internacional coinciden en afirmar que este nuevo telescopio revolucionará la comprensión de cómo la materia y la energía oscura determinan el origen y la evolución del universo.
Cada una de las cinco imágenes que hoy conocemos contiene individualmente una gran cantidad de información nueva sobre el universo cercano. Por lo que, en los próximos meses, los científicos del Consorcio Euclid analizarán estas imágenes y comenzarán a publicar artículos científicos en la revista Astronomy & Astrophysics, junto con artículos sobre los objetivos científicos de la misión Euclid y el rendimiento del instrumento. “En muy poco tiempo vamos a poder acceder a numerosos artículos de primera ciencia, ente ellos, alguno en el que participaremos los investigadores de la UVa. Sin embargo, hasta mediados del próximo año no habrá ciencia sobre el cartografiado total”, adelanta Buitrago.
La misión nominal termina en, aproximadamente, seis años, aunque se espera que pueda alargarse algunos años más. Sin embargo, la explotación de datos, debido a la gran cantidad que va a llegar, puede durar más de dos décadas.
- El cúmulo de Perseo
El cúmulo de galaxias en la constelación de Perseo. Créditos: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA. Procesado de imagen: J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; CC BY-SA 3.0 IGO.
Esta instantánea de Euclid es una revolución para la astronomía. La imagen muestra 1000 galaxias pertenecientes al cúmulo de Perseo y más de 100.000 galaxias adicionales aún más lejos en el fondo.
Muchas de estas galaxias débiles no se habían observado antes. Algunas de ellas están tan distantes que su luz ha tardado 10 mil millones de años en llegar hasta nosotros. Al cartografiar la distribución y las formas de estas galaxias, los cosmólogos/as podrán descubrir más sobre cómo la materia oscura dio forma al universo que vemos hoy.
Esta es la primera vez que una imagen tan grande nos permite capturar tantas galaxias en el Cúmulo de Perseo con un nivel de detalle tan alto. El Cúmulo de Perseo es una de las estructuras más masivas conocidas en el universo, ubicada a ‘sólo’ 240 millones de años luz de la Tierra.
Los y las astrónomas demostraron que los cúmulos de galaxias como Perseo sólo pueden haberse formado si hay materia oscura presente en el universo. Euclid observará numerosos cúmulos de galaxias como Perseo a lo largo del tiempo cósmico, revelando el elemento ‘oscuro’ que las mantiene unidas.
- Galaxia espiral IC 342
Galaxia espiral IC 342. Créditos: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA. Procesado de imagen: J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; CC BY-SA 3.0 IGO.
A lo largo de su vida, Euclid obtendrá imágenes de miles de millones de galaxias, revelando la influencia invisible que la materia y la energía oscura tienen sobre ellas. Por eso es apropiado que una de las primeras galaxias que observó Euclid reciba el sobrenombre de ‘Galaxia Oculta’, también conocida como IC 342 o Caldwell 5. Gracias a su visión infrarroja, Euclid ya ha descubierto información crucial sobre las estrellas de esta galaxia, que es semejante a la Vía Láctea.
- Galaxia irregular NGC 6822
Galaxia irregular NGC 6822. Créditos: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, Procesado de imagen: J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; CC BY-SA 3.0 IGO.
Para crear un mapa 3D del universo, Euclid observará la luz de galaxias a 10 mil millones de años luz. La mayoría de las galaxias del universo temprano no se parecen a una espiral prototípica, sino que son irregulares y pequeñas. Son los componentes básicos de galaxias más grandes como la nuestra y todavía podemos encontrar algunas de estas galaxias relativamente cerca de nosotros. Esta primera galaxia enana irregular que observó Euclid se llama NGC 6822 y se encuentra muy cerca, a sólo 1,6 millones de años luz de la Tierra.
- Cúmulo globular NGC 6397
Esta brillante imagen muestra la visión de Euclid de un cúmulo globular llamado NGC 6397. Este es el segundo cúmulo globular más cercano a la Tierra, ubicado a unos 7.800 años luz de distancia. Los cúmulos globulares son conjuntos de cientos de miles de estrellas unidas por la gravedad. Actualmente, ningún otro telescopio aparte de Euclid puede observar un cúmulo globular completo en una sola observación y, al mismo tiempo, distinguir tantas estrellas en el cúmulo. Estas estrellas débiles hablan sobre la historia de la Vía Láctea y sobre dónde se encuentra la materia oscura.
- La nebulosa Cabeza de Caballo
La nebulosa Cabeza de Caballo. Créditos: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA. Procesado de imagen: J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; CC BY-SA 3.0 IGO.
Euclid muestra una espectacular panorámica y detallada vista de la nebulosa Cabeza de Caballo, también conocida como Barnard 33 y que es parte de la constelación de Orión. En la nueva observación de Euclid de esta guardería estelar, los científicos/as esperan encontrar muchos planetas con una masa similar a la de Júpiter, tenues y nunca antes vistos, en su infancia celestial, así como jóvenes enanas marrones y estrellas recién nacidas.