La misión Euclid de la Agencia Espacial Europea (ESA), con participación de la Universidad de Salamanca, ha publicado su primer gran conjunto de datos. Con esta publicación, que recoge la luz de más de mil millones de objetos y abarca una extensión del cielo equivalente a 9500 lunas llenas, el 'detective' del universo oscuro de la ESA sienta las bases para la creación del mayor mapa 3D del cosmos jamás realizado.

La información hecha pública, Data Release 1 (DR1)-Foundation, recoge cerca de 13 meses de observaciones y constituye el primer lanzamiento importante de datos de la misión desde el lanzamiento del telescopio espacial en julio de 2023. Por primera vez, ofrece a la comunidad científica las piezas del rompecabezas necesarias para empezar a elaborar un mapa 3D detallado del cosmos, algo fundamental para resolver los numerosos misterios del universo oscuro, como la energía oscura, la materia oscura y la red cósmica.

En la explotación científica de estas observaciones participa actualmente un equipo del Departamento de Física Fundamental de la USAL integrado por Fernando Atrio-Barandela, catedrático de Física Teórica e investigador del Grupo de Gravitación y Cosmología Relativista; Ruchika, investigadora posdoctoral; y Diego Martín González, estudiante de doctorado. La USAL forma parte del Consorcio Euclid desde 2013 y desarrolla su actividad en el marco del proyecto LIBRAE (Looking at the Infrared Background Radiation Anisotropies with Euclid), de la NASA.

Los investigadores salmantinos trabajan en el análisis de la información obtenida por el telescopio espacial para profundizar en el conocimiento de la naturaleza de la materia y la energía oscuras. Su actividad, encuadrada en el grupo de trabajo Primeval Universe (Universo primitivo), se centra también en el estudio de la radiación procedente de los primeros objetos cósmicos, con el objetivo de caracterizar los mecanismos que condujeron a la formación de las galaxias. Asimismo, participan en una de las líneas científicas prioritarias de Euclid, orientada a medir la velocidad del sistema solar con respecto a la distribución media de materia en el universo.

Los datos contienen espectros e imágenes, incluidos grandes mosaicos del cielo. "Esto es mucho más que imágenes bonitas; hoy marcamos un hito científico en nuestro estudio del cosmos", afirma la directora de Ciencia de la ESA, la profesora Carole Mundell. "Esta importante publicación de datos de Euclid representa el mayor cartografiado de este tipo realizado desde el espacio, sentando las bases para futuros descubrimientos en un nuevo régimen para la astronomía y demostrando la excelencia de la tecnología y la ciencia europeas, y de la colaboración internacional", añade.

"La extraordinaria calidad y magnitud de este conjunto de datos permitirán realizar una amplia gama de estudios sobre el cosmos. Estos datos públicos facilitarán descubrimientos por parte de investigadores de todo el mundo, maximizando así el impacto científico de la misión. Este lanzamiento, que solo incluye los datos del primer año de la misión, es solo el principio. Sienta las bases para un conjunto de datos más extenso y completo en el futuro", afirma Francisco Castander, investigador del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC) y del Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), y miembro del consorcio Euclid.

Ciencia de vanguardia

La publicación de hoy es la primera en demostrar las habilidades de Euclid como explorador del cielo. Su alcance, sus mosaicos panorámicos y su amplia cobertura del cielo -tanto en luz visible como en el infrarrojo cercano- admite una amplia gama de nuevas investigaciones científicas. DR1-Foundation es la primera publicación sustancial de datos: un total de 1,7 millones de GB de datos, que incluyen más de 900 millones de galaxias, cerca de 15000 candidatos a lentes gravitacionales fuertes, más de 60 millones de candidatos a cuásares -los núcleos brillantes de galaxias distantes-, los espectros de más de 160 millones de fuentes y los resultados del Euclid Wide Survey, que abarcan 1900 grados cuadrados del cielo.

Todos estos datos sentarán las bases para futuras investigaciones sobre la estructura a gran escala del universo. La publicación completa del DR1 estará lista a mediados de 2027; una etapa posterior del DR1 incluirá, además, datos sobre cúmulos de galaxias y lentes gravitacionales débiles. "Esto es un cambio de escala con respecto a publicaciones anteriores de Euclid, que incluían algunos días de observaciones de aproximadamente 60 grados cuadrados del cielo", afirma Valeria Pettorino, científica responsable del proyecto Euclid de la ESA.

Un telescopio para descubrir objetos únicos

En el espacio, por encima de la atmósfera terrestre -que difumina las imágenes y atenúa la luz-, Euclid puede llevar a cabo cartografiados del cielo profundos y de gran alcance, algo que los telescopios con base terrestre no pueden lograr. Como resultado, esta publicación de datos presenta una cantidad de objetos cósmicos muy superior a la de cualquier cartografiado anterior, ampliando los límites de detección de objetos poco comunes y distantes. Entre ellos se incluyen lentes gravitacionales y cúmulos de galaxias.

Las lentes gravitacionales fuertes detectadas por Euclid son extremadamente únicas y se forman cuando la luz que nos llega de galaxias distantes se ve distorsionada de manera significativa por una galaxia situada en primer plano. Esta publicación contiene el mayor catálogo de lentes fuertes recopilado hasta la fecha: más extenso que todos los catálogos anteriores juntos.

"Las lentes gravitacionales fuertes ofrecen una perspectiva única del universo oscuro, lo que nos permite 'pesar' galaxias individuales __EMDASH__incluida su materia oscura invisible__EMDASH__ y explorar cómo se expande el universo", afirma Natalie Lines, de la Universidad de Portsmouth (Reino Unido) y miembro del consorcio Euclid. "Hace más de diez años, pronosticamos que Euclid revolucionaría el campo del descubrimiento de lentes gravitacionales fuertes. Ese día por fin ha llegado", añade.

Los cúmulos de galaxias revelan cómo se forma y organiza la materia en todo el universo. "Euclid no solo mira hacia atrás en el tiempo; lo hace a través de enormes áreas del cielo", añade  Barbara Sartoris, miembro del consorcio Euclid y perteneciente al laboratorio JL Lagrange, en Niza (Francia). "Esto nos ofrece una perspectiva sin precedentes de grandes muestras de antiguos cúmulos de galaxias que antes estaban fuera de nuestro alcance. Los exploraremos en los próximos meses para comprender cómo crecieron estos gigantes y descifrar qué nos revelan sobre el universo oscuro", concluye.

Tan solo el principio

Lanzada en 2023, la misión Euclid se encuentra en proceso de obtener imágenes de miles de millones de galaxias en todo el universo y de medir las distancias de millones de ellas, a lo largo de un periodo de seis años. La misión inició sus observaciones científicas rutinarias el 14 de febrero de 2024. En noviembre de 2023 y mayo de 2024, el mundo pudo apreciar por primera vez la calidad de las imágenes de Euclid, y en octubre de 2024 se publicó la primera parte de su gran mapa del universo. Euclid presentó un conjunto preliminar de datos de cartografiado en marzo de 2025 y junio de 2026.

Con este lanzamiento, Euclid comienza a desentrañar los misterios del universo oscuro. La comunidad científica puede analizar el conjunto de datos para determinar las distancias a galaxias individuales y situarlas dentro de la estructura tridimensional del universo, conectándolas con la gran red invisible que constituye la red cósmica. Esta labor de medición de distancias y cartografiado es realizada por Euclid mediante espectroscopía: descomponiendo la luz de las galaxias en ‘arcoíris’ que nos informan sobre su distancia y, en el caso de las más brillantes, también sobre su origen y composición.

Pese a su gran tamaño, el conjunto de datos solo abarca alrededor del 14% de la superficie total del cielo que Euclid explorará. La primera publicación completa de datos (denominada Data Release 1), prevista para mediados de 2027, se basará en la de hoy y añadirá elementos fundamentales al rompecabezas cósmico; entre ellos, observaciones de lentes gravitacionales débiles __EMDASH__que complementarán a las de lentes fuertes__EMDASH__ y cálculos sobre cómo las galaxias y los cúmulos de galaxias se integran en la red cósmica.

La contribución española a Euclid 

Euclid cuenta con un telescopio de 1,2 metros de diámetro y dos instrumentos a bordo: VIS (VISible instrument) y NISP (Near-Infrared Spectrometer and Photometer). Este último es un espectrómetro y fotómetro de infrarrojo cercano, que fue construido con una amplia participación española. El Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC), el Instituto de Física de Altas Energías (IFAE) y el Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) han participado, desde 2006, en los conceptos iniciales de la misión y han sido responsables del diseño, la construcción, el montaje y las pruebas de validación del conjunto de rueda de filtros (FWA, por sus siglas en inglés) del instrumento NISP. Esta rueda de filtros está diseñada para poder determinar con mayor precisión la distribución espectral de energía de las galaxias, así como su distancia.

La Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT), en colaboración con el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha sido responsable del diseño, construcción y validación de la electrónica de control del Instrumento NISP. En cuanto a la explotación científica de Euclid, el ICE-CSIC y el Port d’Informació Científica (PIC), centro gestionado por el IFAE y por el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), han sido los responsables de las simulaciones cosmológicas de la misión que han servido para estudiar su optimización y preparar el software para el procesado y análisis de los datos. Además, el PIC es el centro de datos científicos de la misión en España.

El ICE-CSIC y el IEEC también coordinan las predicciones de los modelos cosmológicos de los principales observables de la misión que son los efectos de las lentes gravitacionales y la agrupación de las galaxias. Por su parte, el IFAE, el ICE-CSIC y el IEEC participan en las medidas de los corrimientos al rojo y las distorsiones observadas en las galaxias lejanas.

Euclid es una misión europea, construida y operada por la ESA, que cuenta con contribuciones de sus Estados miembros y de la NASA. El consorcio Euclid -integrado por más de 2000 científicos y científicas de 300 instituciones de 15 países europeos, Estados Unidos, Canadá y Japón- es el responsable de proporcionar los instrumentos científicos y de realizar el análisis de los datos científicos. 

En más de 20 instituciones españolas, cerca de 100 científicos y científicas trabajan en la preparación de la explotación científica de la misión, con el fin de desentrañar los misterios del universo oscuro. Estas instituciones incluyen el CAB (Centro de Astrobiología), el CEFCA (Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón), el CIEMAT (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas), el CITIC (Centro de investigación TIC de la Universidade da Coruña), el DIPC (Donostia International Physics Center), el IAA-CSIC (Instituto de Astrofísica de Andalucía), el IAC (Instituto de Astrofísica de Canarias), el ICCUB (Institut de Ciències del Cosmos de la Universitat de Barcelona), el ICE-CSIC (Instituto de Ciencias del Espacio), el IEEC (Institut d'Estudis Espacials de Catalunya), el IFAE (Institut de Física d'Altes Energies), el IFCA (Instituto de Física de Cantabria), el IFT (Instituto de Física Teórica),  el IPARCOS-UCM (Instituto de Física de Partículas y del Cosmos - Universidad Complutense de Madrid), el PIC (Port d'Informació Científica), la UAH (Universidad de Alcalá), la UAM (Universidad Autónoma de Madrid), la UPCT (Universidad Politécnica de Cartagena), la UPV/EHU (Universidad del País Vasco), la UPM (Universidad Politécnica de Madrid), la USAL (Universidad de Salamanca), la UV (Universitat de València), la UVa (Universidad de Valladolid) y la Universidad de Zaragoza.

La ESA seleccionó a Thales Alenia Space como contratista principal para la construcción del satélite y su módulo de servicio, mientras que Airbus Defence and Space fue elegida para desarrollar el módulo de carga útil, incluido el telescopio. La NASA proporcionó los detectores del instrumento NISP. Cerca de 80 empresas europeas participaron en Euclid, 9 de ellas españolas, entre las que se encuentran Airbus, Alter Technology, Crisa, Deimos Space, GTD, Navair, Sener y Thales Alenia Space España.