El telescopio espacial Euclid ya estudia el "universo oscuro"

(Por Óscar del Barco Novillo). La ESA lanzó desde cabo Cañaveral (Florida), el 1 de julio de 2023, un cohete portando el telescopio espacial Euclid. La misión de este nuevo observatorio es estudiar los componentes más esquivos del universo: la materia oscura y la energía oscura.

Un mes después del lanzamiento, Euclid comenzó a orbitar el segundo punto de Lagrange Sol-Tierra (L2), a un millón y medio de kilómetros de nuestro planeta, ubicación privilegiada donde las atracciones gravitatorias del Sol y la Tierra se "equilibran".

Su parasol bloqueó la luz procedente del Sol, la Tierra y la Luna, para asegurar la estabilidad de sus instrumentos. Desde entonces, apunta hacia el cielo profundo en un intento de desvelar parte de los misterios que aún entraña el universo. Acompaña en esa posición al telescopio espacial James Webb, como perfecto compañero de viaje.

MATERIA OSCURA Y ENERGÍA OSCURA

Es curioso que todo aquello que hemos descubierto en el universo (desde nuestro Sistema Solar hasta las galaxias más lejanas) esté formado por materia ordinaria: partículas elementales como protones, electrones y quarks que se unen para formar átomos. Sin embargo, esta materia observable constituye exclusivamente el 5 % del cosmos. Entonces, la pregunta: ¿en qué consiste el 95 % restante de universo oscuro que aún permanece invisible para nosotros?

Los científicos se dieron cuenta de varios hechos significativos. Por un lado, las estrellas que orbitan alrededor de sus centros galácticos se mueven a más velocidad que la esperada (es decir, cuando sólo se tiene en cuenta la materia ordinaria "que podemos ver"). Esta materia "observable" por sí sola no puede aportar suficiente gravedad para mantener agrupaciones de galaxias. Entra en juego aquí una especie de materia invisible que ni emite ni refleja la luz y que formaría el 25% del universo: la materia oscura.

DETECTAR MATERIA OSCURA

Un método muy empleado por los astrónomos (y que podría utilizarse para detectar materia oscura) se basa en el efecto relativista denominado lente gravitacional. Cuando una concentración de materia se sitúa en nuestra línea de visión puede actuar como una lupa, distorsionando la luz de las galaxias detrás de ella. En las lentes gravitacionales fuertes (debidas a la presencia de objetos muy masivos como cúmulos galácticos o agujeros negros), las deformaciones galácticas son muy evidentes. Cuando las distorsiones de las fuentes de fondo son de menor magnitud hablamos de lupa gravitacional débil. En este caso, las deformaciones solo pueden detectarse analizando un gran número de fuentes de forma estadística. En este sentido, el telescopio espacial Euclid comenzó a medir la forma distorsionada de billones de galaxias para elaborar el mapa 3D más detallado y preciso: los científicos podrán deducir cómo se distribuye la materia oscura en el cosmos.

Se cree que ese 70% está formado por la denominada energía oscura, una especie de "fuerza invisible" no detectada hasta la fecha y que explicaría por qué la expansión del universo durante los últimos cinco mil millones de años se ha acelerado más rápido que lo esperado. Euclid mapeará los últimos 11.700 millones de años de historia cósmica, justo en el momento en que la mayoría de las estrellas se estaban formando.

LOS INSTRUMENTOS DE EUCLID

Al igual que los telescopios espaciales Hubble o James Webb, Euclid pertenece al tipo de telescopios reflectores: utiliza espejos para enfocar la luz y producir imágenes. Su espejo primario mide 1,2 m de diámetro (la mitad que el Hubble y unas 5 veces menor que el Webb) y su peso en órbita es de 2 toneladas. Así, logrará abarcar la tercera parte del cielo y medir la forma, posición y distancia de galaxias a 10.000 millones de años luz. Además, elaborará un mapa tridimensional detallado del cosmos. Para ello, Euclid cuenta a bordo con los instrumentos VIS y NISP que analizarán, respectivamente, la luz visible e infrarroja del universo primitivo.

La cámara VIS registrará la luz visible desde los 550 nanómetros (color verde-amarillento) hasta el rojo más extremo con un mosaico de 36 sensores CCD con una capacidad de resolución de 16 megapíxeles cada una. Obtendrá imágenes nítidas de las galaxias, lo que permitirá medir su forma con precisión. El instrumento NASP opera en el infrarrojo cercano (al igual que el James Webb) y cuenta con 16 detectores de 4 megapíxeles cada uno y medirá el brillo y la intensidad de la luz emitida por galaxias lejanas y permitirá conocer sus distancias (mediante el efecto de desplazamiento hacia el rojo). Además, proporcionará el mayor campo de visión en el rango del infrarrojo desde el espacio (cientos de veces mayor que el Webb).

Este nuevo observatorio espacial podrá responder cuestiones sobre la naturaleza de la materia y energía oscura, el cambio en la aceleración del universo o, incluso, si la teoría general de la relatividad de Einstein es válida a escalas mayores del cosmos. Desarrollará en un estudio de cinco años con un equipo de 2000 científicos de todo el mundo recopilando datos. No será tarea simple, pues el análisis de esta ingente cantidad de datos podría llevar otros cinco años más. Mientras, Euclid (en honor al matemático griego Euclides, padre de la geometría) intentará desentrañar ese fascinante universo oscuro.

Universidad de Zaragoza, España.