Las capacidades del telescopio espacial Euclid son revolucionarias: por ejemplo, se pueden visualizar simultáneamente en la misma imagen de gran formato los cúmulos de galaxias más grandes y los planetas errantes distantes sin una estrella madre. Por lo tanto, Euclid permite obtener conocimientos detallados y de gran alcance con una precisión sin precedentes. Los astrofísicos esperan que los datos obtenidos proporcionen información sobre la materia oscura y su distribución tridimensional en el universo. Además, el telescopio espacial permite recoger la luz dispersada de las «estrellas huérfanas» que se han alejado de su galaxia de origen.
La misión de Euclides
El telescopio espacial Euclid comenzó a funcionar regularmente en 2023 y está orbitando el punto L2 de Lagrange en el sistema Sol-Tierra, a aproximadamente 1,5 millones de kilómetros de la Tierra. Se suma a otros satélites artificiales como el Telescopio Espacial James Webb (JWST) y el satélite de astrometría Gaia de la ESA. A bordo del Euclid se encuentran dos instrumentos para estudiar la luz en el rango de longitud de onda visual e infrarroja de 530 a 2020 nanómetros. Durante el período de funcionamiento previsto de seis años, se utilizará, entre otras cosas, para determinar con precisión las posiciones tridimensionales de dos mil millones de galaxias.
Para ello, Euclid escaneará el 35% de todo el cielo, detectando objetos a distancias de hasta diez mil millones de años luz. Al mapearlos, se puede descifrar la distribución de galaxias en grupos y cúmulos para diferentes corrimientos al rojo y, por lo tanto, distancias. Esto permite poner a prueba los modelos teóricos de la cosmología. Además de las imágenes visualmente fascinantes, los datos de Euclid se utilizaron para crear un catálogo con hasta once millones de objetos en luz visual y cinco millones de objetos en luz infrarroja en un solo día.
Resultados únicos
Después de las cinco primeras imágenes de Euclides publicadas el 7 de noviembre de 2023, la ESA presenta ahora cinco imágenes más que no son en absoluto inferiores a las anteriores. Incluyen los dos cúmulos de galaxias 2390 y 2764 clasificados en el catálogo de Abell, la espectacular nebulosa de reflexión Messier 78, la galaxia espiral NGC 6744, dos galaxias en interacción del grupo Dorado y varias secciones ampliadas de todas las imágenes. La radiación visual e infrarroja se combinan para formar imágenes en colores falsos para resaltar mejor ciertas estructuras. «Con una resolución cuatro veces mayor que la de los telescopios terrestres, no es exagerado decir que las imágenes de Euclides son insuperables», afirmó la directora científica de la ESA, Carole Mundell.
«Con una resolución cuatro veces mayor que la de los telescopios terrestres, no es exagerado decir que las imágenes de Euclides son insuperables».Carole Mundell, directora científica de la ESA
Aquí se presentan las tres nuevas imágenes más interesantes: una imagen ampliada del cúmulo de galaxias Abell 2390, que contiene una lente gravitacional, la nebulosa de reflexión Messier 78 en una imagen de gran angular y dos galaxias del grupo Dorado.
Desviación de la luz cósmica
El cúmulo de galaxias Abell 2390 se encuentra en la constelación de Pegaso, a una distancia de unos tres mil millones de años luz de la Tierra. El detalle muestra un maravilloso ejemplo de la redirección gravitacional y la distorsión de la luz por grandes acumulaciones de materia. Los arcos curvos de objetos distantes más allá del cúmulo de galaxias son claramente visibles, algunos de ellos incluso han sido fotografiados varias veces. Midiendo la desviación de la luz, es posible estimar la masa total del cúmulo de galaxias y compararla con la materia visible. La proporción de materia oscura se puede calcular a partir de la proporción.
Lente galáctica | El cúmulo de galaxias Abell 2390 se encuentra aproximadamente a tres mil millones de años luz de la Tierra en la constelación de Pegaso. Los cúmulos de este tipo contienen grandes cantidades de materia oscura. Este detalle de una imagen ampliada en falso color de Euclides muestra claramente los efectos de una fuerte lente gravitacional y la luz de las estrellas en el espacio intergaláctico, aquí teñido de gris.
Las estructuras grises en el centro de la imagen muestran la luz de estrellas que han sido separadas de sus galaxias madre y ahora se mueven a través del espacio intergaláctico. Los instrumentos de Euclides son particularmente adecuados para observar esta luz difusa entre galaxias. Las “huérfanas estelares” podrían a su vez ayudar a determinar la distribución de la materia oscura. Las lentes gravitacionales como las de Abell 2390 son objetos clave para el estudio de la materia oscura.
Danza de las galaxias
Un poco más cerca de nuestro hogar galáctico se encuentra el grupo de galaxias Dorado en la constelación del Pez Espada. Es uno de los grupos de islas más grandes del mundo en el cielo austral y, por lo tanto, se encuentra en el límite difuso de un cúmulo de galaxias, es decir, un conjunto muy grande de galaxias con numerosos miembros. La imagen muestra dos de los objetos más brillantes del grupo Dorado, la galaxia elíptica NGC 1549 a una distancia de unos 50 millones de años luz de la Tierra y la galaxia lenticular NGC 1553 a una distancia de casi 80 millones de años luz. Aparecen en el cielo con solo doce minutos de arco de diferencia y forman un par que interactúa gravitacionalmente entre sí.
Un par de galaxias en interacción | No es una visión poco común en el cosmos a medida que las galaxias se acercan e interactúan entre sí. Esta imagen de Euclides, también en falso color, muestra dos galaxias del grupo Dorado a unos 50 a 80 millones de años luz de la Tierra, que han formado grandes brazos de marea a través de su interacción.
Las capas de gas expulsado y los grandes canales de marea indican esta interacción. Los datos obtenidos nos permitirán comprender mejor la evolución de las galaxias y la materia oscura que las rodea. Gracias a la combinación única de Euclid de amplio campo de visión, notable profundidad de campo y alta resolución espacial, se pueden capturar pequeños cúmulos de estrellas, grandes núcleos galácticos y extensos brazos de marea en una sola imagen.
Lugares de nacimiento ocultos
La nebulosa de reflexión Messier 78 en la constelación de Orión es la más brillante de su tipo. Después de los objetos extragalácticos Abell 2390 y el grupo Dorado, encontramos Messier 78 en nuestra galaxia, a unos 1.350 años luz de la Tierra. Con su cámara infrarroja, Euclid penetra profundamente en la región de formación estelar incrustada y hace visibles regiones previamente ocultas. Aquí están naciendo nuevas estrellas y planetas. Los instrumentos del telescopio pueden utilizarse para detectar planetas con una masa igual a la de Júpiter.
Belleza polvorienta | Euclides proporcionó esta impresionante imagen visual e infrarroja de Messier 78 en la constelación de Orión. Las estrellas y planetas que nacen en esta nebulosa de reflexión, a 1.300 años luz de nosotros, suelen permanecer ocultos detrás de densas nubes de polvo y gas. Con la ayuda de Euclides podemos profundizar en ello por primera vez.
Sólo en esta imagen de Messier 78, el «ojo infrarrojo» de Euclides registró más de 300.000 objetos nuevos. Para comprender cómo se forman y cambian las poblaciones estelares durante largos períodos de tiempo, es esencial estudiar la distribución espacial y la relación de las estrellas con objetos de menor masa, como los planetas.
luz fantasmal
Un campo especial de investigación son las estrellas huérfanas que deambulan entre galaxias en el espacio intergaláctico. El análisis de las primeras imágenes de Euclides ha revelado más de 1,5 billones de objetos de este tipo en el cúmulo de galaxias de Perseo. Las estrellas se forman dentro de las galaxias, por lo que su numerosa presencia fuera de estas estructuras es un descubrimiento fascinante. Las estrellas huérfanas observadas se caracterizan por un tono azulado y su disposición en grupos.
Se supone que las estrellas provienen de las regiones exteriores de las galaxias o provienen de pequeñas galaxias enanas que se disolvieron en el fuerte campo gravitacional. Los científicos esperaban que las estrellas huérfanas orbitaran la galaxia más grande del cúmulo. Sin embargo, un estudio de la Universidad de Nottingham encontró que las estrellas huérfanas en el cúmulo de la galaxia Perseo orbitan en un área entre las dos islas más brillantes del mundo.
«Esto sugiere que el enorme cúmulo puede haberse fusionado recientemente con otro grupo de galaxias», informa Jesse Golden-Marx, astrónomo de la Universidad de Nottingham. » La luz dispersa de las estrellas huérfanas brilla más de 100.000 veces más tenue que el cielo nocturno más oscuro de la Tierra. Pero su emisión se extiende sobre un volumen tan grande que, en conjunto, representa alrededor del 20% de la luminosidad de todo el cúmulo”, afirma Matthias Kluge, autor principal del estudio del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre de Munich.
Vagabundos solitarios
Además de las imágenes visualmente magníficas, las primeras publicaciones científicas de Euclides también demuestran la capacidad del telescopio para detectar planetas solitarios con pocas masas de Júpiter. También se les llama planetas rebeldes. Son objetos de masa planetaria que flotan alrededor del universo sin estar ligados gravitacionalmente a una estrella en particular. El número exacto de estos planetas es difícil de determinar debido a su bajo brillo y tamaño. En octubre de 2023, se descubrieron varios cientos de candidatas dentro de un cúmulo de estrellas en la constelación del Trapecio y la Nebulosa de Orión utilizando el telescopio espacial James Webb. Las masas de estos cuerpos celestes oscilan entre la mitad y 14 veces las masas de Júpiter.
Un estudio de 2021 estima que sólo en nuestra galaxia el número de planetas a la deriva asciende a varios miles de millones. Por tanto, podrían ser mucho más comunes de lo esperado y representar candidatos potenciales para la materia oscura. Incluso si nuestro conocimiento actual sugiere que no hay suficientes objetos para hacer esto, sigue siendo una pregunta abierta que los estudios de Euclides intentarán responder.
vista
El revolucionario diseño de Euclid le permite capturar imágenes con una claridad similar a la del Telescopio Espacial Hubble, pero en una sección del cielo 175 veces más grande. Durante los próximos años, Euclid lo utilizará para examinar las regiones exteriores de cúmulos estelares, mapear poblaciones estelares, descubrir nuevos cúmulos globulares y galaxias enanas, y mucho más.
