El telescopio espacial Euclid toma espectaculares primeras imágenes

El ambicioso telescopio espacial Euclid de la Agencia Espacial Europea va camino de descifrar los secretos de la materia y la energía oscuras

El lunes (31 de julio), el telescopio Euclid de la Agencia Espacial Europea envió sus primeras imágenes a la Tierra. Y si bien estos retratos fundamentales son ciertamente fascinantes, también confirman que los instrumentos del observatorio espacial están funcionando en óptimas condiciones.

El éxito de Euclid hasta ahora es realmente emocionante porque, en pocas palabras, el propósito de esta máquina es mapear el lado oscuro de nuestro universo analizando miles de millones de galaxias que residen a hasta 10 mil millones de años luz de distancia. Mejor aún, la agencia también dice que este ambicioso mapa estará en "3D", porque incluirá el elemento del tiempo para mostrar cómo esos reinos evolucionaron junto con un cosmos en proceso de maduración.

"Las excelentes primeras imágenes obtenidas utilizando los instrumentos visibles y del infrarrojo cercano de Euclid abren una nueva era para la cosmología observacional y la astronomía estadística", dijo en un comunicado Yannick Mellier, astrónomo del Instituto de Astrofísica de París y líder del Consorcio Euclid. "Marcan el comienzo de la búsqueda de la naturaleza misma de la energía oscura".

Euclid se lanzó el 1 de julio desde Cabo Cañaveral en Florida. Ahora flotando a unos 1,6 millones de kilómetros de la Tierra, se unió al Telescopio Espacial James Webb el 28 de julio en lo que se conoce como el segundo punto de Lagrange. Durante los próximos meses, los científicos seguirán probando la máquina hasta que comience a desarrollar oficialmente su épico estudio cósmico.

En un momento profundizaremos en lo que significa una máquina cazadora del universo oscuro, pero primero, analicemos las impresionantes imágenes llenas de estrellas de Euclides.

Las imágenes que ves arriba fueron tomadas con un instrumento de Euclid llamado VIS, que significa "Instrumento Visible". Como sugiere su nombre, VIS captura el universo a través de la parte del espectro electromagnético que es visible para el ojo humano, longitudes de onda entre 550 y 900 nanómetros.

A la izquierda, puede ver el campo de visión completo de VIS y, a la derecha, una versión ampliada. La ESA compara el alcance del primer plano con aproximadamente un cuarto del ancho y alto de la luna llena vista desde la Tierra.

Algunos aspectos destacados de los retratos de VIS incluyen rayos cósmicos que atraviesan el campo, una gran cantidad de estrellas brillantes imperdibles y, lo más importante, algunas manchas borrosas. Esas manchas, explica la ESA, son galaxias que Euclid investigará más a fondo mientras desarrolla un mapa muy detallado de nuestro universo, con energía oscura y todo.

"Las pruebas terrestres no proporcionan imágenes de galaxias o cúmulos estelares, pero aquí están todas en este único campo", dijo en el comunicado Reiko Nakajima, científica del instrumento VIS. "Es hermoso verlo y es un placer hacerlo con las personas con las que hemos trabajado durante tanto tiempo".

A continuación, llegamos a NISP, que significa Fotómetro y Espectrómetro de Infrarrojo Cercano de Euclid. Como dice la ESA, NISP tiene dos funciones. En primer lugar, puede obtener imágenes de galaxias en luz infrarroja, o luz invisible para los ojos humanos que se sitúa entre 950 y 2020 nanómetros en el espectro electromagnético. El telescopio espacial James Webb también aprovecha esas longitudes de onda infrarrojas, razón por la cual los científicos suelen decir que está revelando un universo invisible. Literalmente lo es.

En segundo lugar, NISP puede medir con precisión cuánta luz emite cada galaxia; este último bit puede decirnos qué tan lejos están esas galaxias.

Las imágenes NISP que ve arriba son bastante similares al conjunto VIS en que el lado izquierdo incluye el campo completo de NISP mientras que el derecho muestra una sección ampliada.

Pero antes de llegar al detector NISP, la luz del espacio profundo capturada por Euclid también pasa a través de algunos filtros interesantes. Y eso ofrece algunos resultados bastante impresionantes. Estos filtros pueden hacer cosas como medir el brillo en una longitud de onda infrarroja específica, lo que ayuda con las mediciones de distancia galáctica del NISP.

"Aunque estas primeras imágenes de prueba aún no se pueden utilizar con fines científicos, me alegro de que el telescopio y los dos instrumentos funcionen ahora magníficamente en el espacio", afirmó Knud Jahnke, del Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA) de Heidelberg, que trabaja en instrumento NISP de Euclid, dijo en un comunicado.

Y, de hecho, uno de estos filtros es el motivo por el que NISP nos ofreció una tercera imagen de prueba.

Además de parecerse a un salvapantallas de computadora de principios de 2000, esta imagen es importante porque cada raya representa un espectro de luz individual de una galaxia o estrella. Euclid tiene un dispositivo conocido como "grism" que básicamente puede dividir la luz cósmica en un espectro completo de longitudes de onda antes de enviar los datos al NISP.

Con este proceso, los científicos pueden determinar, por ejemplo, a qué distancia está una determinada galaxia y de qué está compuesta químicamente.

"Hemos visto imágenes simuladas, hemos visto imágenes de pruebas de laboratorio", dijo en el comunicado William Gillard, científico de instrumentos del NISP. "Todavía me resulta difícil comprender que estas imágenes son ahora el universo real. Tan detalladas, simplemente asombrosas".

Ahora, si todavía estás atascado en el hecho de que Euclides puede ayudarnos a comprender el universo oscuro, esto es lo que eso significa.

La energía oscura y su cómplice, la materia oscura, constituyen algunas de las cuestiones más importantes y fascinantes que existen en la astronomía actual. Ninguno de los fenómenos puede ser visto por los ojos humanos, pero aún así parecen mantener unido nuestro universo.

Para empezar, el espacio se expande constantemente hacia afuera en todas direcciones como un globo que no se puede explotar. Pero lo extraño es que este globo parece estar ocurriendo a velocidades que los científicos no pueden explicar con todas las cosas visibles en nuestro universo. Por lo tanto, algo más debe estar actuando para acelerar la expansión cósmica. Los científicos llaman a ese "algo" energía oscura.

Mientras tanto, dentro del universo en expansión, parece haber una especie de pegamento que asegura que las galaxias se mantengan en su lugar y dicta la forma en que están dispuestas. Por ejemplo, los científicos calculan que el gas intergaláctico y las estrellas a menudo se mueven como si una gravedad extra los atrajera. Presumiblemente, esto se debe a que algún tipo de material invisible rodea las galaxias en las que viven estos objetos (quizás como un halo) y, por lo tanto, ejerce fuerzas gravitacionales sobre ellas. Ese "pegamento" invisible se conoce como materia oscura.

La materia oscura y la energía oscura no están necesariamente formadas por una o dos cosas. Podrían estar formados por varios componentes diferentes. Los científicos simplemente los utilizan como términos generales para describir lagunas en nuestra comprensión.

Lo único que sabemos con seguridad, ahora mismo, es que el universo oscuro existe.

Pero si la misión de Euclides de mapear exquisitamente el universo durante los próximos seis años tiene éxito, tal vez los científicos obtengan algunas pistas sobre qué es realmente el universo oscuro.

Esto se debe a que, a medida que la materia y la energía oscuras interactúan con las cosas en el espacio, trazar la distribución y evolución de esas cosas puede decirnos dónde encaja el universo oscuro en la historia.

"Tengo plena confianza en que el equipo detrás de la misión logrará utilizar Euclid para revelar tanto sobre el 95% del universo del que actualmente sabemos tan poco", dijo en el comunicado el director general de la ESA, Josef Aschbacher.

"Después de más de 11 años de diseñar y desarrollar Euclid, es estimulante y enormemente emotivo ver estas primeras imágenes", dijo en el comunicado el director del proyecto Euclid, Giuseppe Racca. "Es aún más increíble cuando pensamos que aquí vemos sólo unas pocas galaxias, producidas con un ajuste mínimo del sistema. El Euclides, completamente calibrado, finalmente observará miles de millones de galaxias para crear el mapa 3D del cielo más grande jamás creado".

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Monisha Ravisetti es el editor de astronomía de Space.com. Cubre agujeros negros, explosiones de estrellas, ondas gravitacionales, descubrimientos de exoplanetas y otros enigmas ocultos en la estructura del espacio y el tiempo.

Jonathan O'Callaghan

Dhananjay Khadilkar

Kyle Dawson y Will Percival