Galaxias que se fusionan y viveros de estrellas: el telescopio espacial Euclid afina nuestra visión del cosmos

Si dirigimos un telescopio de aficionado hacia la constelación de Orión, podemos distinguir una mancha difusa con dos estrellas muy brillantes en su interior. Se trata de la nebulosa, conocida como Messier 78 (M78), que el telescopio espacial Spitzer, de la NASA, captó con mayor precisión en 2011, para revelarnos que se trataba en realidad de dos nebulosas redondas “excavadas en las oscuras nubes de polvo circundantes”. Trece años después, los ojos infrarrojos del telescopio espacial Euclid, de la ESA, nos muestran esta formación en todo su esplendor, como “un vibrante vivero de estrellas envuelto en polvo interestelar” en el que se pueden observar más de 300.000 objetos nuevos respecto a la resolución anterior. 

Esta es una de las cinco imágenes que el Consorcio Euclid ha revelado este jueves con motivo de la publicación de sus primeros artículos científicos, un año después del lanzamiento del telescopio y para completar la fase de Observaciones de Publicación Temprana. Los investigadores que forman parte de este proyecto creen que este instrumento nos ofrecerá un poder de observación sin precedentes y ayudará a trazar el mapa más preciso de nuestro universo a lo largo del tiempo. 

“Las primeras imágenes de Euclid son asombrosas”, asegura Francisco Castander, investigador del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC) y del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC). “Demuestran su enorme potencial científico, cubriendo grandes campos con una resolución sin precedentes. Aunque originalmente se pensaron como una mera muestra del potencial de la misión, han dado lugar a muchos resultados científicos interesantes que ahora se publican”.

El objetivo de Euclid es rastrear los cimientos en forma de red ocultos del cosmos, mapear miles de millones de galaxias en más de un tercio del cielo, explorar cómo se formó y evolucionó nuestro universo a lo largo de la historia cósmica y estudiará los más misteriosos de sus componentes fundamentales: la energía oscura la y materia oscura.

El conjunto de observaciones iniciales se ha centrado en 17 objetos astronómicos, desde nubes cercanas de gas y polvo hasta cúmulos distantes de galaxias, antes del muestreo principal que realizará Euclid.  

Las primeras imágenes revelan que el telescopio espacial puede detectar cúmulos de estrellas individuales en grupos distantes y cúmulos de galaxias; identificar una rica cosecha de nuevas galaxias enanas; ver la luz de las estrellas arrancadas de sus galaxias madre, y mucho más.

Las imágenes obtenidas por Euclid son al menos cuatro veces más nítidas que las que podemos tomar con telescopios terrestres. Cubren grandes extensiones de cielo a una profundidad incomparable, mirando hacia el universo distante utilizando luz visible e infrarroja. “Esta es la simulación más detallada y completa de un estudio de galaxias jamás realizada. Estamos muy emocionados de publicar este catálogo simulado de galaxias para ayudar a explotar la riqueza de información cosmológica que aportarán los datos del estudio”, sostiene Pablo Fosalba, investigador del ICE-CSIC y del IEEC.

Estas son las nuevas imágenes reveladas por Euclid:

1. Messier 78, “un vibrante vivero de estrellas”

Esta imagen muestra a Messier 78 y expone por primera vez regiones ocultas de formación estelar, mapeando sus complejos filamentos de gas y polvo con un detalle sin precedentes y descubriendo estrellas y planetas recién formados. Los instrumentos de Euclid pueden detectar objetos de unas pocas veces la masa de Júpiter. Los científicos están utilizando este conjunto de datos para estudiar la cantidad y proporción de estrellas y objetos más pequeños (subestelares) que se encuentran aquí, claves para comprender la dinámica de cómo se forman y cambian las poblaciones de estrellas con el tiempo.

2. Abell 2390, un cúmulo de más de 50.000 galaxias

La imagen de Euclid del cúmulo de galaxias Abell 2390 revela más de 50.000 galaxias y muestra una hermosa exhibición de lentes gravitatorias, que representan arcos curvos gigantes en el cielo, algunos de los cuales son en realidad múltiples vistas del mismo objeto distante.

Euclid utilizará lentes (donde la luz que viaja hacia nosotros desde galaxias distantes es doblada y distorsionada por la gravedad) como técnica clave para explorar el universo oscuro, midiendo indirectamente la cantidad y distribución de materia oscura tanto en cúmulos de galaxias como en otros lugares. Los científicos de Euclid también están estudiando cómo las masas y el número de cúmulos de galaxias en el cielo han cambiado con el tiempo, revelando más sobre la historia y la evolución del Universo.

3. NGC 6744, una galaxia con detalle exquisito

En esta imagen, Euclid muestra NGC 6744, un arquetipo del tipo de galaxia que actualmente forma la mayoría de las estrellas del Universo local. El amplio campo de visión de Euclid cubre toda la galaxia, capturando no sólo la estructura espiral en escalas mayores sino también detalles exquisitos en escalas espaciales pequeñas. Esto incluye franjas de polvo con forma de plumas que emergen como espuelas de los brazos espirales, que se muestran aquí con una claridad increíble. 

Los científicos están utilizando este conjunto de datos para comprender cómo el polvo y el gas están relacionados con la formación de estrellas; mapear cómo se distribuyen las diferentes poblaciones de estrellas en las galaxias y dónde se están formando las estrellas actualmente; y desentrañar la física detrás de la estructura de las galaxias espirales, algo que aún no se comprende del todo tras décadas de estudio.

4. Abell 2764, galaxias en la 'edad oscura’

Esta vista muestra el cúmulo de galaxias Abell 2764 (arriba a la derecha), que comprende cientos de galaxias dentro de un vasto halo de materia oscura. Euclid captura muchos objetos en esta porción de cielo, incluidas galaxias de fondo, cúmulos más distantes y galaxias en interacción que desprenden corrientes y capas de estrellas. Esta vista completa de Abell 2764 y sus alrededores, obtenida gracias al impresionantemente amplio campo de visión de Euclid, permite a los científicos determinar el radio del cúmulo y ver sus alrededores con galaxias lejanas todavía encuadradas. Las observaciones de Euclid de Abell 2764 también están permitiendo a los científicos explorar más a fondo las galaxias en las lejanas edades oscuras cósmicas, como ocurre con Abell 2390.

 5. El Dorado, una brillante fusión de galaxias  

En esta imagen, Euclid captura galaxias evolucionando y fusionándose en acción en el grupo de galaxias del Dorado, con hermosas colas de marea y capas vistas como resultado de interacciones en curso. Los científicos están utilizando este conjunto de datos para estudiar cómo evolucionan las galaxias, mejorar nuestros modelos de la historia cósmica y comprender cómo se forman las galaxias dentro de halos de materia oscura. 

Esta imagen muestra la versatilidad de Euclid: aquí se ve una amplia gama de galaxias, desde muy brillantes hasta muy débiles. Gracias a la combinación única de Euclid de gran campo de visión, notable profundidad y alta resolución espacial, puede capturar características diminutas (cúmulos de estrellas), más amplias (núcleos de galaxias) y extendidas (colas de marea), todo en un solo cuadro. Los científicos también están buscando cúmulos de estrellas individuales distantes conocidos como cúmulos globulares para rastrear su historia y dinámica galáctica.