Euclid ofrece la visión más profunda sobre el "Universo Oscuro"

 Esta imagen muestra un área del Campo Profundo Sur de Euclid. Esta zona ha sido ampliada 70 veces en comparación con el gran mosaico. Varios cúmulos de galaxias enormes son visibles en esta imagen, así como luz dentro del cúmulo y lentes gravitacionales. El cúmulo cerca del centro se llama J041110.98-481939.3, y se encuentra a casi 6.000 millones de años luz de distancia. Credits: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, image processing by J.-C. Cuillandre, E. Bertin, G. Anselmi

El 19 de marzo de 2025, la misión Euclid de la Agencia Espacial Europea publicó su primer catálogo de datos de este telescopio espacial, incluyendo un adelanto de sus campos profundos. Cientos de miles de galaxias de diferentes formas y tamaños toman protagonismo y muestran un atisbo de su distribución a gran escala en la red cósmica.

La publicación de datos, que cubre una enorme área del cielo en tres mosaicos, también incluye numerosos cúmulos de galaxias, núcleos galácticos activos y fenómenos transitorios, así como el primer estudio de clasificación de más de 380.000 galaxias y 500 candidatos a lentes gravitacionales compilados a través de esfuerzos combinados de inteligencia artificial y ciencia ciudadana. Todo esto sienta las bases para la amplia gama de temas que el detective del Universo oscuro Euclid se dispone a abordar con su rico conjunto de datos.

Trazando la Red Cósmica en los Campos Profundos de Euclid

Euclid ha explorado las tres áreas en el cielo donde eventualmente proporcionará las observaciones más profundas de su misión. En solo una semana de observaciones, con un único escaneo hasta ahora de cada región, Euclid ya ha detectado 26 millones de galaxias. Las más lejanas se encuentran a 10,5 mil millones de años luz de distancia. Los campos también contienen una pequeña población de quásares brillantes que se pueden ver mucho más lejos. En los próximos años, Euclid pasará sobre estas tres regiones decenas de veces, capturando muchas más galaxias lejanas, lo que hará que estos campos sean realmente «profundos» al final de la misión nominal en 2030. 

Pero el primer vistazo de 63 grados cuadrados del cielo, el área equivalente a más de 300 veces la Luna llena, ya da un impresionante anticipo de la escala del gran atlas cósmico de Euclid una vez la misión esté completa. Este atlas cubrirá un tercio de todo el cielo -14 000 grados cuadrados - con un detalle de alta calidad.

Para responder a los misterios para los que está diseñado, Euclid mide la enorme variedad de formas y la distribución de miles de millones de galaxias de forma muy precisa con su instrumento visible por imágenes (VIS) de alta resolución, mientras que su instrumento de infrarrojo cercano (NISP) es esencial para desentrañar las distancias y masas de las galaxias. Las nuevas imágenes ya muestran esta capacidad para cientos de miles de galaxias, y empiezan a insinuar su organización a gran escala en la red cósmica. Estos filamentos de materia ordinaria y materia oscura se entretejen a través del cosmos, y a partir de ellos, las galaxias se forman y evolucionan. Se trata de una pieza esencial para la comprensión de la naturaleza misteriosa de la materia oscura y la energía oscura, que juntas parecen constituir el 95% del Universo.

Esta es una ampliación del Campo Profundo Norte de Euclid, que muestra la Nebulosa Ojo de Gato en el centro de la imagen, a unos 3.000 años luz de distancia. También conocida como NGC 6543, esta nebulosa es un "registro fósil" visual de la dinámica y la evolución tardía de una estrella moribunda. Esta estrella moribunda está perdiendo sus capas exteriores coloridas. Credits: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, image processing by J.-C. Cuillandre, E. Bertin, G. Anselmi

Humanos e A Clasifican Más de 380.000 Galaxias

Se espera que Euclid capture imágenes de más de 1,5 mil millones de galaxias durante seis años, enviando alrededor de 100 GB de datos cada día. Un conjunto de datos tan impresionantemente grande crea increíbles oportunidades de descubrimiento, pero enormes desafíos cuando se trata de buscar, analizar y catalogar galaxias. El avance de los algoritmos de inteligencia artificial (IA), en combinación con miles de voluntarios y expertos humanos haciendo ciencia ciudadana, está jugando un papel fundamental.

Un hito importante en este esfuerzo es el primer catálogo detallado de más de 380 000 galaxias, que se han clasificado atendiendo a ciertas características como brazos espirales, barras centrales y colas de marea que infieren la fusión de galaxias. El catálogo está creado por el algoritmo de IA «Zoobot». Durante una intensa campaña de un mes en Galaxy Zoo llevada a cabo el año pasado, 9976 voluntarios humanos trabajaron juntos para enseñar a Zoobot a reconocer las características de las galaxias clasificando imágenes de Euclid. 

Este primer catálogo divulgado hoy representa apenas el 0,4% del total de galaxias de similar resolución que se espera sean fotografiadas a lo largo de la vida de Euclid. El catálogo final presentará la morfología detallada de al menos un orden de magnitud más de galaxias nunca antes medidas, ayudando a los científicos a responder cómo se forman los brazos espirales y cómo crecen los agujeros negros supermasivos.  

Esta imagen muestra ejemplos de galaxias en diferentes formas, todas captadas por Euclid durante sus primeras observaciones de las áreas del Campo Profundo. Como parte de la publicación de datos, se publicó un catálogo detallado de más de 380.000 galaxias, las cuales han sido clasificadas según características como brazos espirales, barras centrales y colas de marea que indican galaxias en fusión. Credits: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, image processing by J.-C. Cuillandre, E. Bertin, G. Anselmi

Un Motor de Descubrimiento de Lentes Gravitacionales

La luz que viaja hacia nosotros desde galaxias distantes está "doblada" y distorsionada por la materia normal y oscura en primer plano. Este efecto se llama lente gravitacional y es una de las herramientas que Euclid utiliza para revelar cómo se distribuye la materia oscura a través del Universo. 

Cuando las distorsiones son muy aparentes, el fenómeno se conoce como «lente fuerte», y puede dar lugar a características como los anillos de Einstein, arcos, y múltiples lentes fotografiadas. 

Utilizando un barrido inicial por modelos de IA, seguido de inspección de ciencia ciudadana, e investigación y modelado por personal experto, hoy se publica un primer catálogo de 500 candidatas a lentes fuertes galaxia-galaxia, casi todas ellas desconocidas hasta ahora. Este tipo de lente ocurre cuando una galaxia en primer plano y su halo de materia oscura actúan como lente, distorsionando la imagen de una galaxia en el fondo a lo largo de la línea de visión de Euclid. 

Con la ayuda de estos modelos, Euclid capturará unos 7.000 candidatas en la importante publicación de datos de cosmología prevista para finales de 2026, y del orden de 100.000 lentes fuertes galaxia-galaxia para el final de la misión, alrededor de 100 veces más de lo que se conoce actualmente. 

Euclid también podrá medir las lentes «débiles», es decir, distorsiones de las fuentes de fondo mucho menores. Distorsiones tan sutiles solo pueden detectarse analizando un gran número de galaxias de forma estadística. En los próximos años, Euclid medirá las formas distorsionadas de miles de millones de galaxias a lo largo de 10 mil millones de años de historia cósmica, proporcionando así una visión 3D de la distribución de la materia oscura en nuestro Universo.

 

Esta imagen muestra ejemplos de lentes gravitacionales que Euclid capturó en sus primeras observaciones de las áreas de Campo Profundo. Credits: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, image processing by J.-C. Cuillandre, E. Bertin, G. Anselmi

Fuente: NASANET