Día Mundial de la Astronomía: encontraron un nuevo tesoro de galaxias que podría ayudar a revelar secretos del universo
Euclid, un telescopio espacial europeo, capturó recientemente 26 millones de galaxias para revelar los secretos del universo oscuro.
El telescopio espacial Euclid se centrará en explorar aproximadamente un tercio del cielo nocturno a lo largo de sus seis años de funcionamiento, pero se acercará repetidamente a tres regiones del cielo nocturno (resaltadas en amarillo en la imagen oval de arriba) para captar largas exposiciones del espacio profundo. Su primer acercamiento a estas regiones reveló 26 millones de galaxias.
Una misión espacial diseñada para crear un mapa tridimensional del universo publicó recientemente su primer tesoro de datos. Y el hallazgo es impresionante: galaxias de todas las formas y tamaños parecen nadar en un oscuro océano cósmico, salpicado de extraños círculos de luz estelar y agujeros negros supermasivos en erupción.
El equipo que está detrás de Euclid, el telescopio de la Agencia Espacial Europea en cuestión, tiene un ambicioso objetivo: comprender las fuerzas ocultas que unen el cosmos y lo desgarran. Para lograrlo, Euclid va a espiar miles de millones de galaxias durante los próximos seis años, y los científicos utilizarán estas observaciones para discernir la naturaleza amorfa del tejido de la realidad.
En tan solo siete días de observaciones a partir de 2024, Euclid ya ha encontrado la asombrosa cifra de 26 millones de galaxias, además de otros cientos de extrañas características astronómicas. “Es absolutamente fascinante”, sostiene Carole Mundell, astrofísica y Directora científica de la Agencia Espacial Europea.
Se trata de la primera gran salva de datos de Euclid. Los científicos, que acaban de empezar a estudiar las imágenes tomadas, están asombrados. “La primera reacción humana es su belleza. Nos transportan a las profundidades del cosmos”, comenta Mundell. “Pero lo que ha creado eso es una ingeniería exquisita”.
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He aquí cómo la elegante tecnología del telescopio espacial (con alguna ayuda de la inteligencia artificial) está permitiendo a los científicos arrojar luz sobre el oscuro universo.
Los misterios que podrían resolver los datos de Euclid
Dos de los grandes interrogantes de la astrofísica se refieren a la naturaleza de la materia y la energía oscuras, que constituyen el 95% del universo: ¿qué son exactamente y por qué afectan al cosmos de la manera en que lo hacen?
La primera se refiere a una forma de materia aún indetectable que mantiene las galaxias y sus estrellas más unidas de lo que la gravedad por sí sola puede explicar. La segunda es una fuerza invisible que acelera la expansión del universo, aunque las últimas mediciones del cosmos sugieren que la energía oscura podría estar debilitándose con el tiempo.
Los científicos no pueden (por el momento) detectar directamente la materia o la energía oscuras, así que están haciendo lo mejor que pueden hacer: trazar la forma del cosmos estudiando las formas, el movimiento y las posiciones de muchas de sus galaxias.
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El objetivo de Euclid es cartografiar las formas, tamaños y posiciones de las galaxias que descubra. Este mapa ayudará a los científicos a desvelar la llamada telaraña cósmica, la vasta red de filamentos de materia que conectan los cúmulos de galaxias.
Ese es el gran propósito de Euclid, un telescopio espacial europeo bautizado, acertadamente, con el nombre de un matemático griego apodado el “padre de la geometría”. Lanzado en 2023, se encuentra en una zona gravitatoriamente estable del espacio, a casi un millón de kilómetros de la Tierra. Allí estudiará un tercio de todo el cielo y se acercará repetidamente a tres zonas concretas conocidas como los Campos Profundos de Euclid, lo que le permitirá encontrar miles de millones de galaxias.
“Cada galaxia es hermosa”, comenta Adam Amara, astrofísico y científico jefe de la Agencia Espacial Británica. “Pero no lo diseñamos para producir imágenes bonitas. Lo diseñamos para hacer ciencia dura”.
Idealmente, los telescopios tienen amplios campos de visión (para poder ver grandes zonas del cielo), visión de alta resolución (para que los detalles más finos salten a la vista en las fotografías) y alta sensibilidad, para poder detectar incluso la luz estelar más débil y distante. “Normalmente podemos elegir dos de esas tres. Y, por primera vez, Euclid nos ofrece las tres”, celebra Mundell. “Creo que ese es el verdadero poder del telescopio”.
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Telescopio Euclid: la avanzada tecnología que le permite investigar sobre el universo oscuro
Las proezas de Euclid en la caza de galaxias se reducen a tres herramientas. La primera es su telescopio de metro y medio de largo, cuyo espejo capta la luz de las estrellas lejanas antes de que un filtro en forma de prisma la divida en luz visible e infrarroja, que se transmite a dos dispositivos especializados.
Uno de ellos es el instrumento VISible, una cámara muy sensible con una resolución de 600 megapíxeles, 50 veces mejor que la de muchos smartphones actuales. Gracias a un campo de visión muy amplio y a la capacidad de tomar exposiciones extremadamente largas del espacio profundo, puede detectar miles de millones de galaxias a distancias notables, revelando claramente sus formas e idiosincrasias.
“Euclid ya ha tomado imágenes de varias veces más cielo que el Hubble en 25 años”, indica Mike Walmsley, investigador de aprendizaje automático centrado en la astronomía y científico del Consorcio Euclid, con sede en la Universidad de Toronto (Canadá).
El segundo dispositivo es el Espectrómetro y Fotómetro de Infrarrojo Cercano, otra cámara ultrasensible que capta la luz infrarroja y puede, entre otras cosas, medir lo distantes que están las galaxias de la Tierra. Cuando se superpongan a las imágenes visuales de luz de Euclid, los científicos esperan generar un mapa tridimensional del universo a medida que vayan obteniendo más datos.
“Es realmente la combinación de estos dos instrumentos lo que nos permite probar la energía oscura”, explica Valeria Pettorino, física y científica del proyecto Euclid de la Agencia Espacial Europea.
El universo tiene 13 800 millones de años. El ingenio técnico de Euclid le permite ver galaxias que se formaron hace 10 500 millones de años. Esto significa que “Euclid no es solo un detective del universo oscuro”, dice Mundell. “También es una máquina del tiempo”.
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Al ampliar una de las imágenes de campo profundo de Euclid, esta imagen muestra la nebulosa Ojo de Gato, o NGC 6543, brillando intensamente en medio de un mar de otras galaxias y estrellas. La nebulosa alberga una estrella moribunda y se encuentra a unos 3000 años luz de la Tierra.
Los tipos de galaxias que acaba de descubrir el Telescopio Euclid
Entre los millones de galaxias que Euclid ha documentado se encuentra un conjunto de cuásares lejanos, galaxias cuyos núcleos de agujeros negros supermasivos son deslumbrantemente brillantes. “Las imágenes de Euclid son tan nítidas (unas cinco veces más nítidas que desde el suelo) que tenemos una visión totalmente nueva de las galaxias”, asegura Walmsley.
Otro fenómeno de los datos de Euclid que obsesiona a los cosmólogos son las lentes gravitacionales. A veces, cuando algo masivo (por ejemplo, una galaxia con mucha materia oscura) se sitúa frente a otra galaxia más distante, la luz de esa galaxia distante se deforma alrededor de la que está en primer plano, como si estuviera enfocada por una lente.
Este proceso se conoce como lente gravitacional y puede revelar galaxias lejanas que, de otro modo, habrían sido invisibles incluso para telescopios como el de Euclid. En raras ocasiones, la luz antigua que se deforma alrededor de las galaxias del primer plano puede formar rasgos luminosos distintivos conocidos como lentes fuertes.
Antes de Euclid, y tras décadas de observaciones modernas del cielo nocturno, los astrónomos habían identificado unas 1000 lentes intensas. “En unos pocos días, Euclid sale y encuentra 500, así de fácil”, dice Amara. “Es alucinante”.
Durante una fase de pruebas en septiembre de 2023, Euclid captó esta imagen de la galaxia NGC 6505. Una investigación posterior reveló que el telescopio había captado una potente lente gravitatoria denominada anillo de Einstein.
En un primer plano del anillo de Einstein, la luz de una galaxia que está a 4420 millones de años luz ha formado un círculo alrededor de la galaxia NGC 6505, que está a sólo 590 millones de años luz.
La imagen de Euclid de una galaxia llamada NGC 6505 capta un ejemplo de una lente potente llamada anillo de Einstein, donde la luz forma un círculo alrededor del objeto distante. Se cree que estas potentes lentes son una excelente forma de comprender la materia oscura, ya que la contorsión de la luz puede indicar cuánta materia oscura, aún imperceptible, está presente en la galaxia en primer plano.
Amara espera encontrar cientos de miles de lentes potentes en los próximos seis años, así como muchos ejemplos de lentes gravitatorias débiles.
Usar la IA para navegar por un océano de galaxias
La cantidad de objetos astrofísicos resplandecientes abrumó al equipo de Euclid. “Una vez superada la sensación de asombro, magia y sobrecogimiento, empezamos a pensar: Un astrofísico no puede interrogar a millones y millones de galaxias”, dice Mundell. “Y ahí es donde ha entrado en juego la inteligencia artificial (IA)”.
Los programas de inteligencia artificial son muy buenos reconociendo patrones. Uno de estos programas, llamado ZooBot, se ha desplegado para ayudar a los científicos de Euclid a clasificar galaxias. Recientemente, se presentaron imágenes de galaxias a unos 10.000 voluntarios humanos y se les pidió que las filtraran en cajas en función de sus formas y características. A continuación, se entrenó a ZooBot con estos datos y se le dio rienda suelta en la semana de observaciones de Euclid.
“Llevaría unos 150 años examinar todas las galaxias razonablemente nítidas del nuevo conjunto de imágenes de Euclid”, explica Walmsley. Pero a la velocidad del rayo, ZooBot ha clasificado más de 380 000 galaxias en función de sus formas, tamaños y características.
Aún queda mucho por hacer, y Euclid ya está dando resultados. “Estamos recibiendo más de 100 gigabytes de datos al día”, apunta Pettorino. “A finales de 2026, tenemos que liberar un año de observaciones para un total de más de dos petabytes, lo que equivale a 31 años viendo la televisión con el mejor streaming de vídeo”.
El escritor Douglas Adams escribió en una ocasión: “El espacio es grande. No vas a creer lo inmenso, enorme y alucinantemente grande que es”. Y sigue siendo cierto. Pero Euclid está convirtiendo este vacío expansivo en un lienzo tecnicolor rebosante de galaxias.
“Solo hay una cantidad finita de cielo”, dice Amara. “Y estamos empezando a llenarlo todo”.
