Les noves dades de l'Euclid, el telescopi espacial de l'ESA que descobreix l'espai profund
La missió, que vol descobrir els secrets de la matèria i l'energia obscura, ha descobert 26 milions de galàxies i n'ha classificat més de 380.000 de fins a 10.500 milions d'anys llum de distància i 500 candidates a lents gravitatòries
Anomenat "el detectiu de l'univers obscur", el telescopi espacial Euclid, que té la missió de fer el mapa 3D en alta resolució d'un terç de l'espai profund, ens acosta una mica a desvelar els secrets de l'energia i la matèria fosca que expandeix l'univers i, explorant la història còsmica de les galàxies, saber cap on anirà en el futur.
L'Agència Espacial Europea (ESA) ha fet públic aquest dimecres un conjunt de dades recollides pel telescopi espacial que corresponen a tres camps de l'espai profund. És una primera visió de 63 graus quadrats del cel, dels 14.000 que la missió cartografiarà fins al 2030.
Aquestes tres zones s'exploraran amb més detall els pròxims anys, "cada camp profund s'explorarà entre 30 i 52 vegades durant la missió de sis anys de l'Euclid, cada vegada millorant la resolució", explica Valeria Pettorino, científica del projecte Euclid de l'ESA. La científica destaca la informació que ja ha recollit el telescopi, que inclou 26 milions de galàxies, la més allunyada, a 10.500 milions d'anys llum.
"És impressionant com una observació de les àrees de camp profund ja ens ha donat una gran quantitat de dades que es poden utilitzar per a diversos propòsits en astronomia: des de formes de galàxies, fins a lents gravitacionals fortes, cúmuls i formació d'estrelles, entre d'altres."
La publicació de dades també inclou nombrosos cúmuls de galàxies, nuclis galàctics actius i fenòmens transitoris, així com el primer estudi de classificació de més de 380.000 galàxies i de 500 possibles lents gravitatòries compilades mitjançant el treball científic, la intel·ligència artificial i la col·laboració ciutadana.
La directora de ciència de l'ESA, Carole Mundell, qualifica l'Euclid com "la màquina de descobriment definitiva" i les dades que ofereix com a "tresor d'informació" que ajudaran els científics a respondre les qüestions més intrigants que configuren l'univers.
Entendre l'energia i la matèria obscura
La missió d'observació i cartografia de l'Euclid té com a objectiu recollir la màxima informació del nostre univers per descobrir com funciona, és a dir, entendre millor l'energia obscura i la matèria obscura.
La matèria obscura i energia obscura són el 95% de l'energia total de l'univers, la resta, el que veiem i entenem -- estrelles, galàxies, planetes, gas-- és només el 5% de l'energia, ha explicat a TV3 l'astrofísic de l'ESA Xavier Dupac.
"L'única manera d'entendre millor la matèria obscura i l'energia obscura és veure com les galàxies es van agrupant al voltant de la massa obscura que domina, cauen als pous de matèria obscura i van fent estructures al voltant. Mesurant la posició i la distància al cel de cada galàxia, podem fer un mapa còsmic amb molt detall."
Amb aquest mapa 3D "podrem reconstruir la història de l'univers", diu Dupac, "veient de quina forma l'energia obscura exerceix la seva força a l'univers": per una banda, la gravitació agrupa les galàxies i l'energia obscura té l'efecte oposat, accelera l'expansió de l'espai i les galàxies tendeixen a allunyar-se més ràpid.
Un univers sempre en expansió?
Una altra de les qüestions sobre el funcionament de l'energia obscura és si aquest efecte expansiu ha estat sempre així al llarg de la història de l'univers: el paradigma de "la matèria obscura freda", que vol determinar si aquest efecte és una constant cosmològica com va plantejar Einstein o si és que l'energia obscura té un funcionament més complex.
"Les dades actuals diuen que hi ha aquest component misteriós que podria ser una constant cosmològica, i amb l'Euclid, i altres missions, volem descobrir si es pot mesurar una desviació respecte a aquesta constant", diu Dupac.
Aquest coneixement podria fer canviar, o no, el concepte de l'univers en constant expansió. "Mesurant la velocitat de les galàxies es veu que s'allunyen i això només es pot explicar amb l'expansió de l'univers", diu Dupac, però cal saber com s'ha expandit al llarg de la història passada.
"Si arribem a entendre la matèria obscura i l'energia obscura, es podrà predir amb més precisió la història futura de l'univers. Tenim dubtes, no sabem si es continuarà expandint sempre o pot arribar un moment que ho deixi de fer."
Classificació de galàxies: IA i col·laboració ciutadana
S'espera que l'Euclid capturi imatges de més de 1.500 milions de galàxies durant sis anys i que enviï al voltant de 100 GB de dades cada dia. Un volum de dades tan gran com és la de fer descobriments, i un repte a l'hora de buscar, analitzar i catalogar galàxies.
"L'Euclid és una mina d'or de dades i el seu impacte serà de gran abast, des de l'evolució de les galàxies fins als objectius de cosmologia més gran de la missió", diu l'experta en dades Clotilde Lai, de l'Institut Euclid Lai d'Astrofísica de París, a França.
Això ha estat possible a través d'algoritmes d'IA i la col·laboració de milers de voluntaris i experts en ciència ciutadana. L'algoritme d'IA Zoobot, creat a la universitat de Toronto, va ser entrenat per 9.976 voluntaris humans que li van ensenyar, durant una campanya intensiva d'un mes, a reconèixer les característiques de les galàxies per classificar les imatges de l'Euclid.
El resultat ha estat el primer catàleg detallat de més de 380.000 galàxies, que s'han classificat segons característiques com ara braços espirals, barres centrals i cues de marea que es dedueixen de galàxies fusionades.
Aquest primer catàleg representa només el 0,4% del nombre total de galàxies de resolució similar que s'espera que reculli l'Euclid. El catàleg final recopilarà la morfologia detallada de galàxies de magnituds que mai s'havien pogut mesurar abans, cosa que ajudarà, segons els científics, a entendre com es formen els braços espirals i com creixen els forats negres supermassius.
Descobriment de lents gravitacionals
La llum que viatja cap a nosaltres des de galàxies llunyanes es doblega i distorsiona per la matèria normal i fosca en primer pla. Aquest efecte s'anomena lent gravitacional o gravitatòria i és una de les eines que utilitza l'Euclid per revelar com es distribueix la matèria fosca per l'univers.
Quan les distorsions són molt evidents, es coneix com a lent forta, que pot donar lloc a característiques com ara anells d'Einstein, arcs i múltiples lents d'imatge.
La col·laboració entre científics, IA i una xarxa de ciència ciutadana també ha permès publicar un primer catàleg de 500 galàxies candidates a lents fortes, gairebé totes desconegudes.
Aquest tipus de lent es produeix quan una galàxia en primer pla i el seu halo de matèria fosca actuen com a lent, distorsionant la imatge d'una galàxia de fons al llarg de la línia de visió cap a l'Euclid.
Quan aquestes distorsions són més petites i subtils es parla de lents febles i només es poden detectar analitzant un gran nombre de galàxies d'una manera estadística.
El gran volum de dades que en els pròxims anys podrà recollir l'Euclid permetrà mesurar les formes distorsionades de milers de milions de galàxies durant 10.000 milions d'anys d'història còsmica, i proporcionarà una visió en 3D de la distribució de la matèria fosca al nostre Univers.
"L'Euclid està cobrint molt ràpidament àrees cada cop més grans del cel gràcies a les seves capacitats de topografia sense precedents", diu Pierre Ferruit, gerent de la missió Euclid de l'ESA, al Centre d'Astronomia Espacial Europea (ESAC), seu de l'Arxiu Científic d'Astronomia, on estaran disponibles les dades del telescopi espacial.
Les dades de l'Euclid
L'Euclid es va enlairar el juliol del 2023 i va iniciar les seves observacions el 14 de febrer del 2024. El novembre del 2023 ja va enviar les primeres fotografies, i el maig i l'octubre del 2024 es va donar a conèixer la primera peça del gran mapa de l'univers.
Fins ara, aquest telescopi astronòmic ha observat uns 2.000 graus quadrats, aproximadament el 14% de l'àrea total prevista fins que acabi la missió el 2030.
