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Euclid explorando los misterios del universo oscuro

Actualizado: 7 ene


Un conjunto de cinco imágenes a todo color reveladas por la misión espacial Euclid de la ESA, que muestran su capacidad para crear imágenes astronómicas nítidas en una gran parte del cielo y profundizar en el Universo distante. Estas imágenes demuestran el potencial de Euclides para construir un extenso mapa 3D del Universo, descubriendo secretos ocultos. La misión marca un avance significativo en la observación astronómica, capturando instantáneas detalladas y coloridas de los fenómenos cósmicos.

Primeras imágenes del deslumbrante borde de la oscuridad de Euclides


Euclid Z(ó Euclides en español) es una misión que la Agencia Espacial Europea (ESA) que fué lanzada el 1 de julio de 2023 para explorar la composición y evolución del Universo oscuro y revelar el papel de la gravedad y la naturaleza de la energía y la materia oscura[1]. Apenas tres meses después de su lanzamiento el equipo de Euclid publicó las primeras imágenes y con ello demostró la impresionante capacidad de este telescopio.


Impresión artística de la nave espacial Euclid, una misión de clase media del programa Cosmic Vision de la ESA. La ilustración muestra la misión de Euclides de investigar la expansión del Universo durante los últimos diez mil millones de años, explorando épocas cósmicas desde la preaceleración hasta el presente. Al fondo, se muestra una imagen compuesta del enorme cúmulo de galaxias MACS J0717.5+3745, que combina datos de rayos X del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA (en tonos azul y violeta) con observaciones ópticas del Hubble Space de NASA/ESA. Telescopio

Concepto Euclid


Una fotografía del modelo estructural y térmico del satélite Euclid durante las pruebas de calificación térmica en las instalaciones de Thales Alenia Space en Cannes, Francia. El satélite está integrado en una configuración de vuelo cercano, incluidos los módulos de carga útil y de servicio, y está listo para pruebas de vibración mecánica en las próximas semanas. Euclid es una misión de clase media del programa Cosmic Vision de la ESA diseñada para investigar la expansión del Universo durante los últimos diez mil millones de años. El modelo del satélite, aunque no el modelo de vuelo, se somete a pruebas de estrés térmico y mecánico extremos para validar las predicciones y garantizar su preparación para el lanzamiento. Los principales impulsores del diseño incluyen la calidad y estabilidad del sistema óptico integrado, la capacidad eficiente de estudio del cielo, la orientación precisa y la transmisión de datos confiable. Thales Alenia Space, el contratista principal de la misión, aprovecha la experiencia de las misiones Herschel y Planck de la ESA para diseñar Euclid. La característica única del satélite es su capacidad para mantener un rendimiento óptico estable durante cambios extremos de actitud, como se ha demostrado mediante recientes pruebas de vacío térmico. La integración y las pruebas del telescopio Euclid y el módulo de servicio han comenzado, y las pruebas finales están previstas para 2022 antes del lanzamiento previsto.

Modelo del telescopuio

Credito: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA


¿Qué es Euclid? Euclid es un telescopio espacial que operará en el punto Lagrangiano L2 Sol-Tierra o aproximadamente 4 veces la distancia entre la Tierra y la Luna. Dispone de un espejo primario de 1.2 metros de diámetro y dos detectores, uno que tomará imágenes en luz visible (llamado VIS) y otro para espectros y fotometría en luz infrarroja (llamado NIPS). Euclid es un telescopio con configuración Korsch de tres espejos, y tiene un tamaño de 4.5 metros de alto por 3.1 metros de ancho. Su campo de visión del cielo es de 0.79 x 1.16 grados^2, o aproximadamente 1.5 lunas x 2.3 lunas. Su vida útil prevista es de seis años, pero podría durar 10 u 11 años[2]. También tiene un gran poder de resolución, y aunque es menor que el poder de resolución del Telescopio Espacial Hubble o el Telescopio Espacial James Webb, su campo de visión más amplio lo hace ideal para cartografiar la estructura a gran escala del Universo en todo el espacio y tiempo. Podrá observar miles de millones de galaxias en un radio de 10 mil millones de años luz y en más de un tercio del cielo. Es por ello que podrá hacer un mapa 3D del Universo.


El espejo principal de 1,2 metros de diámetro de la misión Euclid de la ESA, visto durante el montaje, la integración y las pruebas. Este espejo, junto con cinco espejos más pequeños, está hecho de carburo de silicio (SiC), una cerámica que se encuentra naturalmente en el espacio. El SiC, conocido por su dureza y ligereza en comparación con el vidrio, es un material clave para la astronomía espacial debido a su alta conductividad térmica y resistencia a los cambios de temperatura. La fabricación del espejo implicó darle forma al polvo de SiC en un bloque sólido, sinterizarlo a 2100°C, recubrirlo con SiC adicional, pulirlo y recubrirlo con plata. Los instrumentos de Euclides, incluido el instrumento VIsible (VIS) y el espectrómetro y fotómetro de infrarrojo cercano (NISP), utilizan estos espejos para mapear la distribución 3D de galaxias hasta a 10 mil millones de años luz de distancia, contribuyendo a nuestra comprensión de la energía y la materia oscuras. En el universo.

Primeras imágenes del deslumbrante borde de la oscuridad de Euclides Credit: Credit

ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA

Durante los primeros meses después del lanzamiento, el equipo de la ESA probó y preparó el observatorio para observaciones científicas, lo que llamamos la puesta en servicio del telescopio. Finalmente, el 2 de noviembre de 2023, la ESA publicó las primeras imágenes a todo color de cinco objetos cercanos y en el Universo distante[3]. Estas imágenes revelan el potencial de este telescopio y lo que puede hacer con sus imágenes astronómicas nítidas de grandes zonas del cielo.


Euclid, el detective del Universo oscuro, capturó una de sus primeras imágenes de la 'Galaxia Oculta' (IC 342 o Caldwell 5), mostrando su sensibilidad y óptica excepcionales. La galaxia, difícil de observar debido a su ubicación detrás del disco de la Vía Láctea, está oscurecida por polvo, gas y estrellas. El instrumento de infrarrojo cercano de Euclid le permitió penetrar el polvo, revelando la luz de numerosas estrellas frías y de baja masa que constituyen la masa de la galaxia. Esta imagen representa la misión de Euclides de revelar la influencia oculta de la materia y la energía oscuras en miles de millones de galaxias a lo largo de su vida.

Galaxia Espiral IC 342 a traves de Euclid Credit: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA


Una de estas imágenes es la galaxia espiral IC 342 o Caldwell 5. Esta galaxia es difícil de observar porque el polvo, el gas y las estrellas en el disco de nuestra galaxia oscurecen nuestra vista. Sin embargo, Euclid NISP puede mirar a través del polvo y medir toda la galaxia con tan solo tomar una observación de una hora! La imagen revela la luz de muchas estrellas frías y de baja masa que dominan la masa total de la galaxia[4]. Sin embargo, hay más información que se puede extraer de esta imagen. Si hacemos un acercamiento a las regiones exteriores de la galaxia veremos también muchas galaxias distantes, las cuales pueden usarse para construir una imagen 3D del Universo. Esta imagen fue creada con datos tomados con los detectores VIS y NISP. Aquí las estrellas calientes tienen un tono blanco azulado, el gas hidrógeno excitado aparece en un color azulado y las regiones ricas en polvo y gas molecular tienen un tono rojo claro. Las galaxias de fondo distantes desplazadas al rojo aparecen muy rojas.


Euclides captura una vista panorámica y detallada de la Nebulosa Cabeza de Caballo, también conocida como Barnard 33, situada en la constelación de Orión. La Cabeza de Caballo, que se asemeja a una nube oscura con forma de cabeza de caballo, está aproximadamente a 1.375 años luz de distancia, lo que la convierte en la región de formación de estrellas gigantes más cercana a la Tierra. Situada justo al sur de la estrella Alnitak en el cinturón de tres estrellas de Orión, es parte de la expansiva nube molecular de Orión. La excepcional capacidad de Euclides para obtener imágenes rápidamente de vastas áreas del cielo con gran detalle es evidente en esta observación de una hora. La imagen muestra la paleta de colores distintiva de la misión, que representa diferentes longitudes de onda. Las estrellas calientes aparecen de color blanco azulado, el gas hidrógeno excitado en azul y las regiones ricas en polvo y gas molecular en un tono rojo claro. Las galaxias de fondo distantes desplazadas al rojo aparecen muy rojas. El campo estelar, con estrellas de diferentes tamaños y colores, se suma al tapiz cósmico de la imagen.

Nebulosa Cabeza de Caballo Vista desde Euclid

Credit: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, image processing by J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi


Otra imagen es la vista panorámica de la famosa Nebulosa Cabeza de Caballo en la constelación de Orión. A aproximadamente 1,375 años luz de distancia, Horsehead es una región gigante de formación de estrellas y la más cercana a la Tierra. Ubicada en la región del cinturón de la Nebulosa de Orión, justo al sur de la estrella Alnitak, esta región de formación estelar tomó su nombre de la forma del rasgo más prominente de la región, que evoca la cabeza de un caballo. Con Euclid, el equipo de la ESA construyó esta vista amplia de la región en aproximadamente una hora. Las tenues nubes en la parte superior de la imagen, las que parecen niebla que se levanta de la nube, son hidrógeno ionizado (átomos de hidrógeno que han perdido sus electrones). Estos se producen por la disociación o división de moléculas en la parte más expuesta de la nube densa, debido a la intensa radiación producida por las estrellas mucho más allá de la parte superior de esta imagen.



Una instantánea innovadora de Euclides que muestra 1.000 galaxias dentro del cúmulo de Perseo y más de 100.000 galaxias al fondo, cada una albergando cientos de miles de millones de estrellas. Galaxias débiles nunca antes vistas, algunas tan distantes como 10 mil millones de años luz, se revelan con un detalle sin precedentes. Esta imagen a gran escala ayuda a los cosmólogos a mapear la distribución y las formas de las galaxias, desvelando información sobre cómo la materia oscura influyó en la formación del Universo observable. El cúmulo de Perseo, ubicado a 240 millones de años luz de distancia, se encuentra entre las estructuras más masivas conocidas y contiene miles de galaxias inmersas en una vasta nube de gas caliente. Los astrónomos han demostrado que los cúmulos de galaxias como Perseo sólo podrían haberse formado si hubiera materia oscura presente en el Universo.

Clúster de Perseo Credit: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA


La imagen del cúmulo de Perseo, a unos 240 millones de años luz de distancia, también es espectacular. Muestra con gran detalle las aproximadamente 1,000 galaxias que son miembros del cúmulo, junto con unas 100,000 galaxias distantes, esparcidas por toda la imagen y haciendo posible que Euclid capture la luz que pudo haber tardado unos 10 mil millones de años en llegar hasta nosotros. El estudio de este cúmulo proporcionará pistas para comprender la materia oscura, ya que la masa total de todas las galaxias del cúmulo de Perseo no es suficiente para explicar las velocidades medidas de cada una de ellas.


Una imagen astronómica cuadrada que muestra cientos de miles de estrellas esparcidas por la negra extensión del espacio. Las estrellas exhiben variaciones en tamaño y color, que van desde el azul (indicativo de estrellas más jóvenes) hasta el blanco y el amarillo/rojo (característico de las estrellas más viejas). Concentradas en el centro de la imagen, más estrellas forman un conglomerado esferoide conocido como cúmulo globular, mantenido unido por la gravedad. Algunas estrellas parecen ligeramente más grandes y presentan seis picos de difracción".

NGC6397 Credit: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA


Euclides también observó una amplia zona del cúmulo globular NGC 6387. Este tipo de cúmulos tienen cientos de miles de estrellas unidas por la gravedad, similar a lo que mantiene unidas a las galaxias en el cúmulo de Perseo, pero en una escala mucho menor. Este cúmulo está a sólo 7,800 años luz de la Tierra y es el segundo cúmulo globular más cercano a nosotros.

Una imagen astronómica cuadrada que muestra una extensión negra del espacio salpicada de numerosas estrellas. La mayoría de las estrellas aparecen como puntos, mientras que las estrellas más concentradas forman una forma redonda irregular en el centro de la imagen, indicativa de una galaxia irregular. La región central de la galaxia parece más blanca, mientras que los bordes exhiben un tono amarillento. En toda la galaxia, varias burbujas rosadas indican regiones activas de formación de estrellas. Las estrellas varían en color, desde el azul hasta el blanco y el amarillo/rojo contra el fondo cósmico. Algunas estrellas son ligeramente más grandes y se caracterizan por seis picos de difracción.

Galaxia NGC6822 Irr Credit ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA


Finalmente, tenemos una impresionante imagen de alta resolución de la galaxia irregular NGC 6822 que Euclid pudo construir en aproximadamente una hora. Esta galaxia, ubicada a 1.67 millones de años luz de la Tierra, podría tener información relevante para el estudio de la formación de galaxias, que nos dice que galaxias irregulares pequeñas como NGC 6822 ayudan a formar galaxias más grandes y mejor diseñadas, como la Vía Láctea.


Con Euclid, los astrónomos explorarán cómo se ha expandido el Universo y cómo se ha formado la estructura a lo largo de la historia cósmica, revelando más sobre el papel de la gravedad y la naturaleza de la energía y la materia oscura.


Referencias:


[1] https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Euclid_overview

[2] https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2023/06/Eye_of_Euclid

[3]https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Euclid/Euclid_s_first_images_the_dazzling_edge_of_darkness

[4]https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Euclid/Euclid_s_view_of_spiral_galaxy_IC_342



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