La misión Euclid revela un universo oscuro oculto en nuevas imágenes

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Messier 78 es un vivero de formación estelar envuelto en un velo de polvo interestelar ubicado a 1.300 años luz de la Tierra. Utilizando su cámara infrarroja, Euclides expuso por primera vez regiones ocultas de formación estelar y cartografió complejos filamentos de gas y polvo con un detalle sin precedentes. Crédito: ESA/Euclid/Consorcio Euclid/NASA, procesamiento de imágenes por J.-C Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; Licencia estándar CC BY-SA 3.0 IGO o ESA

Euclid, una misión de la ESA con NASAEl apoyo de , tiene como objetivo mapear el cielo y estudiar la materia y la energía oscuras. Sus nuevas imágenes y datos revelan importantes descubrimientos científicos, incluidos planetas que flotan libremente y enanas marrones, lo que mejora nuestra comprensión del universo.

La misión Euclid ha publicado cinco nuevas imágenes que muestran la capacidad del telescopio espacial para explorar dos misterios cósmicos a gran escala: la materia oscura y la energía oscura. La materia oscura es una sustancia invisible cinco veces más extendida en el universo que la materia “ordinaria”, pero cuya composición se desconoce. “Energía oscura” es el nombre que recibe la fuente desconocida que está provocando que el universo se expanda cada vez más rápidamente. La misión Euclid está liderada por la ESA (la Agencia Espacial Europea) con contribuciones de la NASA,

Mapeo cósmico y precisión

Para 2030, Euclid creará un mapa cósmico que cubrirá 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, diseñados para estudiar áreas más pequeñas con más detalles. Entonces los científicos podrán mapear la presencia de materia oscura con mayor precisión que nunca. También pueden utilizar este mapa para estudiar cómo cambia la fuerza de la energía oscura con el tiempo.

El cúmulo de galaxias Abell 2764 (arriba a la derecha), fotografiado por el telescopio Euclid de la ESA, contiene cientos de galaxias. El área fuera del cúmulo también contiene galaxias distantes que tienen el mismo aspecto que cuando el universo tenía sólo 700 millones de años. Crédito: ESA/Euclid/Consorcio Euclid/NASA, procesamiento de imágenes por J.-C Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; Licencia estándar CC BY-SA 3.0 IGO o ESA

Las cinco nuevas imágenes muestran vistas de diferentes tamaños: de una región de formación estelar en el vía Láctea galaxia hasta cúmulos de cientos de galaxias, y fueron tomadas poco después del lanzamiento de Euclid en julio de 2023 como parte de su Programa de Observaciones de Liberación Temprana. La misión publicó cinco imágenes de este programa el año pasado como un adelanto de lo que ofrecería Euclid, antes de que los científicos analizaran los datos.

Nuevas imágenes y disponibilidad de búsqueda.

Las nuevas imágenes, los artículos científicos asociados y los datos están disponibles en el sitio web de Euclid. Un programa pregrabado de la ESA sobre estos hallazgos está disponible en ESA TV y YouTube.

Los planificadores de la misión del próximo telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA utilizarán los hallazgos de Euclid para informar el trabajo complementario de Roman sobre la energía oscura. Los científicos utilizarán Roman, con su sensibilidad y nitidez mejoradas, para ampliar el tipo de ciencia que permite Euclides al estudiar galaxias más débiles y distantes.

La visión de Euclides del grupo de galaxias Dorado muestra signos de interacción y fusión de galaxias. Las capas de materia blanca y amarilla brumosa, así como las “colas” curvas que se extienden hacia el espacio, proporcionan evidencia de interacción gravitacional entre galaxias. Crédito: ESA/Euclid/Consorcio Euclid/NASA, procesamiento de imágenes por J.-C Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; Licencia estándar CC BY-SA 3.0 IGO o ESA

Espacio curvo y lentes gravitacionales

En particular, Euclid ayudará a los científicos a estudiar la materia oscura observando cómo este misterioso fenómeno distorsiona la luz de galaxias distantes, como se muestra en una de las nuevas imágenes que muestran un cúmulo de galaxias llamado Abell 2390. La masa del cúmulo de galaxias, que incluye galaxias oscuras . materia, crea curvas en el espacio. La luz de galaxias más distantes que viajan a lo largo de estas curvas parece doblarse o doblarse, de manera similar a la forma en que aparece la luz al atravesar el vidrio deformado de una ventana vieja. A veces, la distorsión es tan poderosa que puede crear anillos, arcos nítidos o múltiples imágenes de la misma galaxia, 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 computacional detallado para detectar y revelar la presencia de cúmulos de materia oscura aún más pequeños. Al mapear esta materia oscura y rastrear la evolución de estos cúmulos a lo largo del tiempo, los científicos estudiarán cómo la aceleración hacia afuera de la energía oscura ha cambiado la distribución de la materia oscura.

Cúmulo de galaxias Euclides Abell 2390

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 galaxias aparecen manchadas y curvadas, un efecto llamado lente gravitacional fuerte que puede usarse para detectar materia oscura. Crédito: ESA/Euclid/Consorcio Euclid/NASA, procesamiento de imágenes por J.-C Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; Licencia estándar CC BY-SA 3.0 IGO o ESA

Instrumentos y capacidades de observación.

“Debido a que la energía oscura es un efecto relativamente pequeño, necesitamos estudios más grandes que nos brinden más datos y una mejor precisión estadística”, dijo Mike Seiffert, científico del proyecto Euclid de la NASA en el Jet Propulsion Laboratory de la NASA en el sur de California. “No es algo que nos permita acercarnos a una galaxia y estudiarla en detalle. Necesitamos observar un área mucho más grande y aún así poder detectar estos efectos sutiles. Para lograrlo, 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 (VIS) y el espectrómetro y fotómetro de infrarrojo cercano (NISP). 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 segundo plano son generalmente más brillantes en longitudes de onda infrarrojas.

“La observación de un cúmulo de galaxias con ambos instrumentos nos permite ver galaxias a distancias más amplias de las que podríamos alcanzar utilizando sólo el espectro visible o el infrarrojo”, dijo JPLJason Rhodes, investigador principal del equipo científico de energía oscura Euclid de la NASA. “Y Euclid puede producir este tipo de imágenes profundas, amplias y de alta resolución cientos de veces más rápido que otros telescopios”. »

Galaxia Euclides NGC 6744

El amplio campo de visión de Euclides captura toda la galaxia NGC 6744 y muestra a los astrónomos áreas clave de formación estelar. La formación de estrellas es el principal medio por el cual las galaxias crecen y evolucionan. Por lo tanto, esta investigación es esencial para comprender por qué las galaxias tienen el aspecto que tienen. Crédito: ESA/Euclid/Consorcio Euclid/NASA, procesamiento de imágenes por J.-C Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; Licencia estándar CC BY-SA 3.0 IGO o ESA

Descubrimientos más allá de la energía oscura

Mientras que la materia oscura y la energía oscura están en el corazón de Euclides. La misión tiene varias otras aplicaciones astronómicas. El mapa celeste a gran escala de Euclides puede utilizarse, por ejemplo, para descubrir objetos débiles y observar cambios en objetos cósmicos, como el cambio de brillo de una estrella. Los nuevos resultados científicos de Euclides incluyen la detección de planetas flotantes (planetas que no orbitan alrededor de estrellas), difíciles de encontrar debido a su baja luminosidad. Además, los datos revelan enanas marrones recientemente descubiertas. Se cree que se forman como estrellas, pero no lo suficientemente grandes como para comenzar la fusión en sus núcleos, estos objetos resaltan las diferencias entre estrellas y planetas.

“Los datos, imágenes y artículos científicos publicados marcan ahora el comienzo de los resultados científicos de Euclid y muestran una diversidad científica sorprendentemente grande más allá del objetivo principal de la misión”, dijo Seiffert. “Lo que ya observamos a través de la amplia visión de Euclides ha producido resultados que estudian planetas individuales, características de nuestra galaxia, la Vía Láctea y la estructura del universo a gran escala. Es a la vez emocionante y un poco abrumador mantenerse al día con todos los desarrollos.

Las contribuciones y el apoyo de Euclides

Tres equipos científicos apoyados por la NASA contribuyen a la misión Euclid. Además de diseñar y fabricar la electrónica del chip sensor para el instrumento fotómetro y espectrómetro de infrarrojo cercano (NISP) de Euclid, JPL también dirigió la compra y entrega de los detectores NISP. Estos detectores, junto con la electrónica del chip sensor, fueron probados en el Laboratorio de Caracterización de Detectores de la NASA en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard en Greenbelt, Maryland. El Centro Científico Euclid de la NASA en IPAC (ENSCI), en Caltech en Pasadena, California, archivará datos científicos y apoyará la investigación científica realizada en los Estados Unidos. JPL es una división de Caltech.

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