Un equipo de investigadores del Instituto de Física de Cantabria participan en el análisis de datos clave sobre la evolución de galaxias y la materia oscura
La misión Euclid de la Agencia Espacial Europea publica el primer lote de datos de su cartografiado, incluyendo un avance de sus campos profundos
Mediante algoritmos de inteligencia artificial y campañas de ciencia ciudadana, Euclid completa sus resultados científicos
La zona del Campo Profundo Sur de Euclid donde se ven varios cúmulos galácticos enormes, luz intracúmulo y lentes gravitacionales./ ESA/Euclid/Consorcio Euclid/NASA, procesamiento de imágenes por J.-C. Cuillandre, E. Bertin, G. Anselmi.
En Santander, a 19 de marzo de 2025
El
Instituto de Física de Cantabria (IFCA, CSIC-UC) ha tenido un papel clave en los recientes hallazgos de la misión
Euclid, un ambicioso proyecto internacional liderado por la Agencia Espacial Europea (ESA) desde hace seis años, para cartografiar el universo y desentrañar los misterios de la
materia oscura y la energía oscura, los nuevos enigmas de la física del siglo XXI.
Se trata del primer
lote de datos extraído del
cartografiado del cosmos, que incluye cientos de
miles de galaxias de diferentes formas y tamaños que ofrecen información sobre cómo se organizan a gran escala en la red cósmica. Estas galaxias, observadas y analizadas por el equipo científico del Consorcio Euclid, demuestran la potencia de este telescopio, diseñado con el fin de proporcionar
el mapa más preciso de nuestro universo a lo largo del tiempo. Los resultados se han publicado en 27 publicaciones científicas, junto con 7 artículos que describen el procesamiento de estos datos, publicados hoy en arXiv.
De esta forma, se ha dividido una enorme área del cielo en tres mosaicos, donde se ven cúmulos de galaxias, algunos son los más antiguos del universo, núcleos activos de galaxias (conocidos como AGN por sus siglas en inglés), y se ha hecho la primera clasificación de
más de 380.000 galaxias y 500 candidatos a ser lentes gravitacionales (hasta ahora, solo se habían observado unas 150), recopilados mediante la ayuda de inteligencia artificial y campañas de ciencia ciudadana, que ayudarán a entender mejor la distribución de la
materia oscura.
Un catálogo detallado de más de 380.000 galaxias, clasificadas según características como brazos espirales, barras centrales y colas de marea. ESA/Euclid/Consorcio Euclid/NASA, procesamiento de imágenes por M. Walmsley, M. Huertas-Company, J.-C. Cuillandre.
El papel del IFCA en la misión Euclid
Los investigadores del grupo de Cosmología del IFCA,
José M. Diego, Ana Acebrón, Sefa Pamuk y Helena Domínguez, miembros del
Consorcio Euclid, han participado en el análisis de los datos publicados en el
Quick Release 1 (Q1), que cubren 63 grados cuadrados del cielo y representan un
0,45% del total de cielo que el telescopio capturará durante su misión.
El equipo del IFCA ha trabajado en el análisis de datos relacionados con el fenómeno conocido como
lente gravitacional y la formación de estructuras cósmicas, una de las herramientas más potentes para investigar la materia oscura. El investigador
José M. Diego, experto en este fenómeno, destaca que “la resolución y el volumen de datos de Euclid nos están permitiendo descubrir sistemas de lentes gravitacionales en detalle sin precedentes, lo que mejorará nuestras estimaciones sobre la distribución de la materia oscura en el universo”.
Por su parte, las investigadoras del mismo grupo Ana Acebrón y Helena Domínguez han participado en estudios sobre la
morfología y evolución de galaxias, analizando cómo su estructura y propiedades cambian a lo largo de miles de millones de años. Este trabajo es esencial para comparar datos reales con modelos teóricos y simulaciones.
Ana Acebrón, es coautora de algunos de los papers, y ha desempeñado un papel fundamental en la búsqueda de los primeros cúmulos de galaxias, con un fuerte efecto de lente gravitacional, en las observaciones del Q1, que cubren un área de 63,1 grados cuadrados. Ademas ha co-liderado el
Key Project, coordinando a un equipo de investigadores internacionales encargados de realizar una inspección visual de 1260 cúmulos de galaxias. "Gracias a este esfuerzo, se han identificado 83 candidatos a lentes gravitacionales, de los cuales 80 nunca habían sido observados desde el espacio. Estos primeros resultados permiten prever que Euclid detectará más de 4.500 cúmulos que actúen como lentes gravitacionales a lo largo de su misión”, afirma Acebrón.
La investigadora del grupo de Cosmología,
Helena Domínguez, ha participado en varios trabajos que exploran la relación entre la morfología de las galaxias y su masa o la tasa de formación estelar, y su evolución en el tiempo cósmico. “La clasificación morfológica se ha basado en métodos clásicos, como el ajuste de modelos a los perfiles de luminosidad de las galaxias, así como en algoritmos de inteligencia artificial supervisados y no supervisados”, explica la astrofísica del IFCA. También ha colaborado en la detección de lentes gravitacionales mediante modelos de inteligencia artificial.
“Yo he trabajado en la parte más teórica dentro de Euclid desarrollando modelos matemáticos más sofisticados para predecir la estructura a gran escala del universo, en concreto he estudiado el
impacto de los neutrinos en la distribución de la materia y la evolución de las galaxias. Sabemos, por experimentos previos, que existen tres tipos de neutrinos, cada uno con una masa diminuta, y se espera que Euclid sea capaz de medir la suma de las masas de estos neutrinos. Esto es especialmente interesante porque aún no se ha confirmado el mecanismo por el cual estas partículas adquieren su masa. Personalmente, me parece muy emocionante, porque arroja luz sobre una de las grandes preguntas abiertas de la física moderna”, explica
Sefa Pamuk, investigador del IFCA.
Reconstrucción de la ‘red cósmica’
Gracias a Euclid, el equipo científico ha conseguido reconstruir lo que se conoce como la
red cósmica, una estructura enorme de filamentos de galaxias que muestra cómo la materia se organiza en el cosmos. Los llamados
campos Q1 ilustran lo que los científicos analizarán para cartografiar la estructura a gran escala del universo a lo largo del tiempo cósmico, e investigar la naturaleza de la
materia y la energía oscura en los próximos años. Con una superficie en el cielo de aproximadamente 63 grados cuadrados, equivalente a más de 300 veces la superficie de la Luna llena, estas observaciones representan las mayores áreas contiguas de cielo jamás observadas con un telescopio espacial óptico de infrarrojo cercano.
Además, Euclid ha revolucionado el estudio de los
núcleos galácticos activos (AGN), los periodos de gran actividad de los
agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias. Usando inteligencia artificial, se han catalogado miles de nuevos
cuásares rojos, proporcionando pistas sobre la relación entre la fusión de galaxias y la evolución de estos objetos extremos.
Inteligencia artificial y
Zooinverse, una plataforma de ciencia ciudadana
Se espera que Euclid capture imágenes de
más de 1.500 millones de galaxias a lo largo de seis años, enviando alrededor de 100 GB de datos diariamente. Un conjunto de datos tan grande supone oportunidades de nuevos descubrimientos, pero también enormes retos a la hora de buscar, analizar y catalogar galaxias. El avance de los algoritmos de inteligencia artificial (IA), unido a miles de voluntarios en proyectos de ciencia ciudadana organizados por Euclid, está desempeñando un papel fundamental.
Un ejemplo es la primera campaña de ciencia ciudadana de Euclid, lanzada en agosto de 2024 en la plataforma
Zooniverse, donde millones de voluntarios clasificaron miles de galaxias que han sido fundamentales para poder entrenar el algoritmo de aprendizaje supervisado.
El catálogo resultante, se basa en el 0,45% de los 100 millones de galaxias que Euclid capturará con detalle. Además, gracias a este gran volumen de datos de alta calidad, se han observado diferencias respecto a las formas y características de las galaxias simuladas.
Los próximos pasos de la misión incluyen la publicación de más conjuntos de datos y el inicio del
mapeo detallado del universo
para estudiar la energía oscura, con nuevas oportunidades para el equipo del IFCA de seguir contribuyendo a la exploración del cosmos.
Sobre Euclid
Euclid es una misión europea, construida y operada por la ESA, con contribuciones de la NASA. El Consorcio Euclid, formado por más de 2.000 científicos de 300 institutos en 15 países europeos, entre ellos España, EE.UU., Canadá y Japón, es responsable de proporcionar los instrumentos científicos y el análisis de datos científicos. Euclid es una misión de clase media del Programa de Visión Cósmica de la ESA. Además, en Euclid participan alrededor de 80 empresas europeas, de las cuales 9 son españolas, entre ellas Airbus, Alter Technology, Crisa, Deimos Space, GTD, Navair, Sener y Thales Alenia Space España.
Más información:
- Los artículos científicos del Consorcio Euclid ya están disponibles (aquí) y pueden consultarse en la web oficial de la misión (aquí) y en ArXiv.
- Las tres vistas previas del campo profundo ahora se pueden explorar en ESASky:
ESA / ICE / IFCA Comunicación
