Euclid halló en un año más lentes cósmicos que todas las búsquedas previas juntas

El telescopio espacial Euclid de Europa ha encontrado más lentes gravitacionales fuertes en aproximadamente un año de mapeo del cielo que todas las búsquedas anteriores juntas. Su primer gran lanzamiento de datos, publicado por la Agencia Espacial Europea, contiene aproximadamente quince mil candidatos a lente de alta confianza. En cada uno, la gravedad de una galaxia en primer plano desvía la luz de una galaxia más distante formando arcos, anillos o imágenes duplicadas.

Eso importa porque una lente funciona como una balanza. La cantidad de desviación muestra cuánta masa hay en la galaxia en primer plano, incluida la materia oscura que ningún telescopio puede ver directamente. Hasta ahora, los astrónomos estudiaban estos sistemas un hallazgo raro a la vez. Con un catálogo tan grande, pueden estudiarlos como población, y el mismo lanzamiento añade más de novecientos millones de galaxias al trabajo más amplio de mapear el universo oscuro.

El lanzamiento, llamado DR1-Foundation, cubre aproximadamente 1,900 grados cuadrados de cielo, un área aproximadamente 9,500 veces la de la Luna llena. Contiene más de mil millones de objetos catalogados, más de 60 millones de candidatos a cuásar, espectros de más de 160 millones de fuentes y aproximadamente 1.7 millones de gigabytes de datos. Además, cubre solo el 14% del área que Euclid tiene previsto estudiar.

«El efecto de lente fuerte proporciona una visión única del Universo oscuro, permitiéndonos ‘pesar’ galaxias individuales, incluida su materia oscura invisible, y explorar cómo se expande el Universo», dijo Natalie Lines de la Universidad de Portsmouth, miembro del Consorcio Euclid y primera autora del artículo del catálogo de lentes.

Cómo Euclid seleccionó 15,000 lentes de entre 900 millones de galaxias

Las lentes son raras. Solo aproximadamente una de cada varios miles de galaxias se alinea lo suficiente con una fuente de fondo para actuar como tal, y muchas imágenes con lente son demasiado pequeñas para resolverse a través del desenfoque de la atmósfera terrestre. Euclid observa desde el espacio con un espejo de 1.2 metros y dos instrumentos: VIS, una cámara de luz visible que produce imágenes nítidas, y NISP, que toma imágenes en infrarrojo cercano y divide la luz en espectros.

La búsqueda comenzó con aproximadamente 900 millones de fuentes en el lanzamiento y mantuvo los 68 millones que pasaron un primer corte del catálogo. Cinco modelos de aprendizaje automático puntuaron esos objetos. Los más prometedores fueron enviados a unos 7,000 científicos ciudadanos en el proyecto Space Warps, alojado en la plataforma Zooniverse, quienes realizaron más de 4.5 millones de clasificaciones de 300,000 objetos. Finalmente, 67 expertos en lentes inspeccionaron más de 30,000 sistemas y los calificaron.

Las calificaciones importan. De los 15,072 candidatos de alta confianza, 6,073 son de grado A, que el equipo etiqueta como «lente segura», y 8,999 son de grado B, etiquetados como «lente probable». Otros 9,010 sistemas de grado C «posibles» se publican por separado. Luego, el software intentó reproducir cada sistema de grado A y B con un modelo de lente, y para más de 9,500 lentes el equipo estimó distancias y las propiedades físicas de la galaxia en primer plano.

La mayoría de esas galaxias en primer plano son masivas y ya no forman nuevas estrellas. Se encuentran a un corrimiento al rojo típico de 0,68, una medida de cuánto la expansión del universo ha estirado su luz, que está más lejos que las muestras de lentes anteriores de telescopios terrestres.

De hallazgos raros a un censo de miles

El primer lente fuerte, un cuásar que aparecía dos veces en el cielo, fue identificado hace casi 50 años. Desde entonces, los mayores estudios terrestres, que juntos cubren la mayor parte del cielo visible desde la Tierra, habían encontrado alrededor de 3,000 lentes de este tipo galaxia-detrás-de-galaxia, según el Consorcio Euclid. Los 15,072 candidatos de alta confianza de Euclid superan en número a todos los catálogos anteriores combinados.

Cada uno de ellos fue encontrado con el mismo telescopio y el mismo método. Cuando las lentes provienen de muchos estudios y métodos de selección diferentes, son difíciles de comparar. Una muestra uniforme única permite a los investigadores hacer preguntas estadísticas, como cómo cambia la materia oscura alrededor de galaxias masivas de una galaxia a otra, que unos pocos cientos de sistemas dispares no pueden responder.

La escala de la cobertura del cielo también es nueva. El área en este lanzamiento es aproximadamente diez veces más cielo de lo que el Telescopio Espacial Hubble ha observado en 35 años, según el consorcio. Los lanzamientos anteriores de Euclid contenían unos pocos días de observaciones sobre aproximadamente 60 grados cuadrados. Valeria Pettorino, científica del proyecto Euclid de la ESA, describió el salto como «un cambio de escala».

El catálogo también contiene tipos raros que solían ser descubrimientos únicos. Enumera 84 candidatos a lente de doble plano fuente, en los que una galaxia en primer plano produce lente de dos galaxias de fondo a diferentes distancias, más de 1,000 candidatos a lente formados por galaxias de disco, y varios cientos de cuásares con lente y núcleos galácticos activos. Antes de Euclid, las dos primeras clases tenían pocos ejemplos conocidos.

El lanzamiento contiene más que lentes

Otros artículos publicados con los datos muestran su alcance. Un equipo resolvió 15 sistemas estelares tenues en estrellas individuales por primera vez, cinco de ellos nuevos descubrimientos. Uno de los nuevos, Ursa Minor II, se encuentra a unos 65,000 años luz de distancia en el halo de la Vía Láctea y contiene solo unas 40 veces la masa del Sol en estrellas, lo que lo convierte en uno de los sistemas estelares menos luminosos conocidos.

Un segundo estudio midió las formas de más de 40 millones de galaxias formadoras de estrellas, una muestra 440 a 52,800 veces más grande que estudios comparables con el Telescopio Espacial James Webb. Entre las galaxias de menor masa, confirmó que las galaxias alargadas en forma de cigarro se vuelven más raras a medida que el universo envejece, mientras que los discos aplanados dominan.

Lo que DR1-Foundation no resuelve

El objetivo principal de Euclid es medir la energía oscura, la causa inexplicada de la expansión acelerada del universo, y mapear la materia oscura a lo largo de la historia cósmica. Este lanzamiento aún no hace eso. Las mediciones necesarias para la cosmología, incluidos los mapas de lente débil y el agrupamiento de galaxias, todavía están en producción y llegarán con el lanzamiento completo del primer conjunto de datos.

Las lentes en sí mismas siguen siendo candidatas. Solo los sistemas de grado A están calificados como seguros, y el equipo de descubrimiento escribe que la calificación de expertos sigue siendo subjetiva, por lo que corrigió los sesgos de los inspectores individuales. La búsqueda también pasó por alto algunas lentes reales. El equipo estima que encontró aproximadamente el 73% de los sistemas definitivos en el área, y el resto probablemente sean más débiles o más ambiguos. Confirmar sistemas individuales requerirá observaciones de seguimiento, incluidos espectros.

Los artículos científicos son preimpresos. Los ocho artículos científicos y 18 artículos técnicos publicados con los datos están destinados a un número especial de la revista Astronomy & Astrophysics y aún no han completado la revisión por pares.

La cobertura del cielo también es parcial. Al 14% del estudio planificado, la muestra puede no representar todo el cielo, y los científicos del consorcio encontraron algunas regiones cuya calidad de datos difiere del resto mientras verificaban el procesamiento.

«Esto es solo el 14% de lo que Euclid finalmente pretende entregar, pero ya podemos ver que las promesas hechas hace más de diez años sobre el alcance de los esfuerzos científicos que Euclid apoyaría están empezando a cumplirse», dijo Marc Sauvage, astrofísico de la Comisión de Energías Alternativas y Energía Atómica de Francia (CEA) y líder del Consorcio Euclid.

Preguntas sobre el primer lanzamiento de datos de Euclid

¿Qué contiene el lanzamiento DR1-Foundation de Euclid?

Aproximadamente 13 meses de observaciones que cubren 1,900 grados cuadrados de cielo: alrededor de 10,000 imágenes científicas, catálogos de más de mil millones de objetos, incluidos más de 900 millones de galaxias, espectros de más de 160 millones de fuentes, alrededor de 15,000 candidatos a lente fuerte y más de 60 millones de candidatos a cuásar. En total, asciende a aproximadamente 1.7 millones de gigabytes.

¿Qué es una lente gravitacional fuerte?

Se forma cuando una galaxia masiva en primer plano desvía la luz de una galaxia muy detrás de ella, de modo que la galaxia de fondo aparece como arcos, un anillo o varias copias. La cantidad de desviación revela la masa total de la galaxia en primer plano, incluida su materia oscura, y la magnificación permite a los astrónomos estudiar galaxias de fondo que de otro modo serían demasiado débiles.

¿Cuántas galaxias ha mapeado Euclid hasta ahora?

Más de 900 millones de galaxias están catalogadas en este lanzamiento, que cubre aproximadamente el 14% del área de estudio planificada. La ESA espera que la misión completa catalogue alrededor de 1,500 millones de galaxias.

¿Alguien puede usar los datos de Euclid?

Sí. La ESA ha hecho público el lanzamiento y lo aloja en su plataforma Euclid Data Space, donde los usuarios pueden explorar, visualizar y analizar las imágenes, catálogos y espectros sin descargarlos.

¿Cuándo medirá Euclid la energía oscura?

No con este lanzamiento. La ESA y el Consorcio Euclid planean los primeros resultados de cosmología, basados en lente débil y agrupamiento de galaxias, para el lanzamiento completo del primer conjunto de datos a mediados de 2027.

Los resultados de cosmología están previstos para mediados de 2027

Euclid se lanzó en julio de 2023 y comenzó el trabajo de estudio rutinario el 14 de febrero de 2024. Las observaciones en este lanzamiento se recopilaron entre la primavera de 2024 y la primavera de 2025, y la ESA las publicó el 12 de noviembre de 2026. El DR1 completo, con los primeros resultados de cosmología, está previsto para mediados de 2027, y DR2, con aproximadamente tres veces más cielo, está planeado para 2029.

El primer lente fuerte, el Cuásar Gemelo, fue identificado en 1979. Para el final de su estudio de seis años, se espera que Euclid encuentre más de 100,000 candidatos a lente de alta confianza, cada uno una balanza natural para pesar la materia oscura de una galaxia.

Referencia: Euclid Collaboration: Lines et al., “Euclid Data Release 1 (DR1). Euclid Lens Identification Pipeline and Scientific Exploration (ECLIPSE) A: Strong lens catalogue overview,” submitted to Astronomy & Astrophysics, 2026. arXiv:2611.15883. DOI: 10.48550/arXiv.2611.15883

Etiquetas: astronomía, esa, materia oscura, energía oscura, euclid, galaxias