Elaborar el mapa más completo del universo con ayuda de un colombiano

El telescopio más famoso de estos últimos años es quizás el James Webb, de la NASA, que ha sido considerado una de las más poderosas herramientas enviadas al espacio. Los datos que ha recopilado, le han permitido a la comunidad científica conocer más de cerca los detalles del Universo.

El telescopio más famoso de estos últimos años es quizás el James Webb, de la NASA, que ha sido considerado una de las más poderosas herramientas enviadas al espacio. Los datos que ha recopilado, le han permitido a la comunidad científica conocer más de cerca los detalles del Universo.

Sin embargo, hace un año otro telescopio fue lanzado al espacio con la misión de elaborar el mapa más completo y preciso de nuestro Universo. Será en 3D y ayudará a los astrónomos a ver con precisión qué tan rápido se expande. Se trata de Euclid.

Entre las tareas que tiene este telescopio de la Agencia Espacial Europea (ESA por sus siglas en inglés), conocido también como “el detective del lado oscuro del universo”, está ayudar a los astrónomos a entender dos de los mayores enigmas sobre el universo. El primero de ellos es la materia oscura que, ahorrándonos las partes técnicas, parece ser una especie de “material adhesivo” que mantiene unidas a las galaxias. Es algo que no vemos, pero que posiblemente es esencial en el andamiaje del universo.

El otro “misterio” que ayudará a resolver tiene que ver con la energía oscura, que parece ser la responsable de la expansión del Universo. Los datos que arroje Ecluid serán claves para dar claridad sobre esa energía que proviene de una fuente misteriosa.

Hace poco, a propósito del año de su lanzamiento, se conocieron los primeros datos científicos de esta misión y se publicaron las primeras imágenes a todo color del cosmos, con una mayor nitidez de las que conocíamos. En este proceso, del que hacen parte 2.600 científicos, participó el colombiano Santiago Casas, investigador postdoctoral de Física Teórica de Astropartículas y Cosmología y del Instituto de Física Teórica de Partículas y Cosmología (TTK) de la Universidad Técnica de Aquisgrán, en Alemania.

Casas asegura que las fotos tomadas por Euclid, que podrá cubrir hasta un tercio del cielo visible, ayudarán a elaborar el mayor catálogo de imágenes de galaxias jamás creado.

Graduado de física, Casas empezó a acercarse al proyecto de este telescopio hace 10 años, mientras realizaba su doctorado en física teórica con énfasis en cosmología en la Universidad de Heidelberg, en Alemania. Allí, inició trabajando en la parte teórica de los elementos que se podrían analizar con esta herramienta. Su labor, señala, se centró en “realizar predicciones futuras de cómo iban a ser los datos y simular cuáles modelos se podrían ceñir y refutar con el poder estadístico de Euclid”.

Luego de unos años en París, donde estuvo trabajando en un centro de investigación en energías atómicas y renovables, Casas regresó a Alemania al grupo de física de la Universidad Técnica de Aquisgrán para continuar con sus labores en Euclid. Esta vez cambió sus funciones y, desde entonces, de la mano del profesor Julien Lesgourgues, se ha centrado en modelar los datos y en preparar los códigos que se deben tener listos para analizarlos.

Este proceso consiste en elaborar todas las herramientas que se necesitan para comparar los datos con la teoría y con el modelo científico. Se centran en neutrinos (que se encuentran en todo el universo y se producen por reacciones nucleares), la energía oscura y la materia oscura.

Con los datos que se buscan recopilar con el satélite, añade el astrofísico, se podrá determinar la masa de los neutrinos. Además, ayudará a los científicos a entender mejor las propiedades de la materia y la energía oscura.

Para determinar, por ejemplo, la masa de los neutrinos o las propiedades de la materia oscura y la energía oscura, Casas y Lesgourgues tendrán la tarea de comparar los datos recopilados con el Euclid, que comenzó a cartografiar el cielo el 14 de febrero, con diversas simulaciones del universo, las cuales se llevarán a cabo bajo diferentes supuestos. Como explica Casas, estas simulaciones son fundamentales para el equipo porque ofrecen una variedad de datos, como aquellos que muestran que el universo depende a gran escala de las propiedades de los neutrinos, la materia oscura y la energía oscura.

El siguiente paso, cuenta Casas, quien vivió en Costa Rica durante parte de su niñez y adolescencia, se centra en ajustar los parámetros del modelo a los datos observacionales. Para ello, se apoyan de los cálculos elaborados en el Centro de Computación de Alto Rendimiento de la Universidad Técnica de Aquisgrán y, además, desarrollaron dos códigos que facilitan estos análisis. Se trata del CLASS y MontePython.

A los ojos de Casas, este catálogo, que se irá armando poco a poco con las piezas que recopile en estos seis años el Euclid, se podrá comprender en detalle el proceso de formación de las grandes estructuras del universo, como los cúmulos de galaxias o los filamentos cósmicos, a lo largo de los últimos tres mil millones de años.

“Estas nuevas cinco imágenes solo son el comienzo del mayor catálogo de fotos de galaxias jamás creado, pues por cada foto tiene entre 50.000 y 100.000 galaxias”, comenta.

Las primeras imágenes a color del Euclid

Quienes estudian el Universo estiman que solo entendemos (y vemos) el 5%. Para escudriñar en el porcentaje restante, el equipo de científicos detrás de Euclid elaboró una serie de herramientas que le permiten al telescopio observar las distancias, formas y velocidades de cientos de miles de millones de galaxias. De acuerdo con la ESA, son sofisticados artefactos con los que podrá alcanzar objetos de hasta 10.000 millones de años luz de distancia.

En la primera de las fotos de la más reciente entrega, Euclid retrató a Abell 2390, un cúmulo donde se concentran más de 50.000 galaxias. Para conseguir la imagen, empleó lo que los investigadores llaman “lentes gravitacionales”, que miden indirectamente la cantidad y distribución de materia oscura. El telescopio también capturó otro cúmulo de galaxias. Se trata de Abell 2764, que está conformado por cientos de galaxias dentro de una enorme región de materia oscura.

Otra de las imágenes publicadas es de la nebulosa Messier 78, la cual fue tomada con la ayuda de la cámara infrarroja, que permite recopilar información más precisa sobre las estrellas de este objeto, ubicadas en la constelación Orión, y del polvo que la oculta. Euclid también tomó una foto de una galaxia similar a la Vía Láctea: la NGC 6744. Por primera vez, se pudo observar con mucha claridad las estructuras que la rodean.

La última imagen es la del grupo de galaxias Dorado. De acuerdo con la ESA, en esta foto se pueden observar “galaxias que están evolucionando y fusionándose”. El objetivo es elaborar un mapa del universo en tres dimensiones y para ello es esencial tomar diversos retratos de todas esas galaxias, sus posiciones en el cielo y de su corrimiento al rojo. Este último dato, cuenta Casas, indica qué tan distantes están estas galaxias de nosotros y la velocidad con la que se mueven y con la que se alejan de nosotros.

Pero, ¿por qué si ya se había lanzado un telescopio tan potente como el James Webb se tomó la decisión de enviar al espacio a Euclid? La respuesta, dice Casas, es porque el objetivo de Euclid no es hacer fotos específicas, ni bonitas de un objeto como una galaxia o un agujero negro. Su función es tomar fotos de todo el cielo y, para ello, cuenta con una característica especial: tiene un campo de vista mucho más ancho que el de James Webb.

Esto, añade Casas, quien recientemente pasó a ser parte del equipo de la Universidad de Portsmouth, en Reino Unido, se puede observar en estas primeras imágenes, pues en una foto se cuenta con un campo de visión mucho más grande. Incluso en una sola podemos ver 50.000 galaxias en el fondo, pero, en el caso del Webb se necesitan tomar varias para tener toda la galaxia.

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