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Imágenes de Euclid revelan una amplia vista del universo oscuro
La misión Euclid, liderada por la ESA (Agencia Espacial Europea) con aportes de la NASA, ha publicado cinco nuevas imágenes que muestran la capacidad de este telescopio espacial para explorar dos misterios cósmicos a gran escala: la materia oscura y la energía oscura.
Más de 50.000 galaxias son visibles en esta imagen de Abell 2390, un cúmulo de galaxias situado a 2.700 millones de años luz de la Tierra. Cerca del centro de la imagen, algunas de las galaxias se ven borrosas y curvas, debido a un efecto llamado lente gravitacional fuerte que se puede utilizar para detectar la materia oscura. Foto: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, procesamiento de imágenes por J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi
La materia oscura es una sustancia invisible cinco veces más común en el universo que la materia “normal”, pero que tiene una composición desconocida. “Energía oscura” es el nombre que recibe la fuerza de origen desconocido que hace que el universo se expanda cada vez más rápido.
Para 2030, Euclid creará un mapa cósmico que cubra casi un tercio del cielo, utilizando un campo de visión mucho más amplio que el de los telescopios espaciales Hubble y James Webb de la NASA, los cuales están diseñados para estudiar regiones más pequeñas con mayor detalle.
Luego, los científicos marcarán los lugares con presencia de materia oscura con mayor precisión que nunca. También pueden usar este mapa para estudiar cómo la fuerza de la energía oscura ha cambiado con el tiempo.
Las cinco nuevas imágenes muestran vistas de diferentes tamaños —desde una región de formación estelar en la galaxia de la Vía Láctea hasta cúmulos de cientos de galaxias— y fueron obtenidas poco después del lanzamiento de Euclid, en julio de 2023, como parte de su programa de primeras observaciones científicas.
El año pasado, la misión publicó cinco imágenes de ese programa como una antesala de lo que ofrecería Euclid, antes de que los científicos analizaran los datos.
Los planificadores de la misión con el próximo telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA utilizarán los hallazgos de Euclid para orientar el trabajo complementario de Roman sobre la energía oscura.
Los científicos utilizarán Roman, con su mejor sensibilidad y nitidez, para ampliar el tipo de ciencia que Euclid hace posible mediante el estudio de las galaxias más tenues y lejanas.
Una manera en que Euclid ayudará a los científicos a estudiar la materia oscura es observando cómo este misterioso fenómeno deforma la luz de las galaxias lejanas, tal como se ve en una de las nuevas imágenes que muestra un cúmulo de galaxias llamado Abell 2390. La masa del cúmulo de galaxias, que incluye materia oscura, crea curvas en el espacio.
La luz de las galaxias más lejanas que viaja sobre esas curvas parece doblarse o arquearse, de modo similar a como se ve la luz cuando pasa a través del vidrio deformado de una ventana vieja. A veces, la deformación es tan poderosa que puede crear anillos, arcos pronunciados o varias imágenes de la misma galaxia: esto es un fenómeno llamado lente gravitacional fuerte.
Los científicos interesados en explorar los efectos de la energía oscura buscarán principalmente un efecto más sutil, llamado lente gravitacional débil, que requiere un análisis informático detallado para detectar y revelar la presencia de acumulaciones aún más pequeñas de materia oscura.
Al cartografiar esa materia oscura y rastrear cómo evolucionan estas acumulaciones a lo largo del tiempo, los científicos investigarán cómo la aceleración hacia afuera de la energía oscura ha cambiado la distribución de la materia oscura.
“Debido a que la energía oscura es un efecto relativamente débil, necesitamos mapas más grandes para obtener más datos y una mejor precisión estadística”, dijo Mike Seiffert, científico de proyectos de la NASA para la misión Euclid en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL, por sus siglas en inglés) de esta agencia en el sur de California.
“No es algo en lo que podamos acercarnos a una galaxia y estudiarla en detalle. Tenemos que observar una región mucho más grande, pero aun así ser capaces de detectar estos efectos sutiles. Para que esto sucediera, necesitábamos un telescopio espacial especializado como Euclid”.
El telescopio utiliza dos instrumentos que detectan diferentes longitudes de onda de luz: el generador de imágenes de luz visible y el espectrómetro y fotómetro del infrarrojo cercano (VIS y NISP, por sus siglas en inglés, respectivamente).
Las galaxias en primer plano emiten más luz en longitudes de onda visibles (aquellas que el ojo humano puede percibir), mientras que las galaxias en el fondo suelen ser más brillantes en longitudes de onda infrarrojas.
“Observar un cúmulo de galaxias con ambos instrumentos nos permite ver galaxias a una gama más amplia de distancias de lo que podríamos lograr usando solo luz visible o infrarroja”, dijo Jason Rhodes, del JPL e investigador principal del equipo científico de la NASA para la misión Euclid que trabaja en la energía oscura.
“Y Euclid puede hacer este tipo de imágenes profundas, amplias y de alta resolución cientos de veces más rápido que otros telescopios”.
Si bien la materia oscura y la energía oscura son fundamentales para Euclid, la misión tiene una diversidad de otras aplicaciones astronómicas.
El extenso mapa del cielo de Euclid se puede utilizar, por ejemplo, para descubrir objetos tenues y observar cambios en los objetos cósmicos, tal como una estrella que cambia de brillo.
Los nuevos resultados científicos de Euclid incluyen la detección de planetas que flotan libremente (planetas que no orbitan alrededor de estrellas), los cuales son difíciles de encontrar debido a su apariencia tan tenue. Además, los datos han revelado enanas marrones recién descubiertas.
Se cree que estos objetos se forman como estrellas, pero no alcanzan a ser lo suficientemente grandes como para comenzar la fusión en sus núcleos, y ellos resaltan las diferencias entre las estrellas y los planetas.
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