La Universidad de Valladolid (UVa) ha contribuido a los últimos avances de la misión Euclid de la Agencia Espacial Europea (ESA), destinada a construir el mayor atlas de universo e investigar su lado oscuro, que acaba de clasificar cientos de miles de galaxias de diferentes formas y tamaños. En estas primeras fases de la misión, juegan un papel destacado investigadores del Laboratory Of Disruptive And Interdisciplinary Sciences (LADIS) de la UVa, liderados por Fernando Buitrago y Benjamín Sahelices, investigadores de la Facultad de Ciencias y la Escuela de Ingeniería Informática de Valladolid, respectivamente.

Mediante algoritmos de inteligencia artificial, proyectos de ciencia ciudadana y la colaboración de más de un millar de investigadores de todo el mundo la misión Euclid lanza sus primeros resultados científicos que abarcan una superficie en el cielo de aproximadamente 63 grados cuadrados, lo que equivaldría a más de 250 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, informa Ical.

El 1 de julio de 2023 despegaba desde la base de Cabo Cañaveral la nave Falcon 9, desarrollada por SpaceX para lanzar al espacio el telescopio espacial Euclid. Este telescopio de 1,2 metros de diámetro, capaz de observar todo el cielo accesible desde su órbita con una profundidad sin precedentes, mostraba sus primeras imágenes durante el mes de noviembre retrotrayéndose hasta una distancia de 10.000 millones de años luz. Hoy la Agencia Espacial Europea publica los primeros resultados científicos producidos por los investigadores del consorcio.

La Universidad de Valladolid ha participado activamente en esta producción de resultados, especialmente a través del estudio de las galaxias. "Desde la Universidad de Valladolid participamos en uno de los objetivos complementarios de la misión como encontrar razones físicamente motivadas para asignar tamaños a las galaxias. Estudiando la parte más oscura y los límites de las galaxias podremos analizar la evolución que han sufrido. Es decir, nos remontamos hasta el principio del universo con la mayor cantidad de imágenes hechas hasta la fecha para ir analizando los cambios", explicó Buitrago, investigador del departamento de Física Teórica, Atómica y Óptica. Para ello, los investigadores cuentan con las imágenes de cientos de miles de galaxias de diferentes formas y tamaños que cobran protagonismo y ofrecen un vistazo de su organización a gran escala en la red cósmica. Estas imágenes de las galaxias demuestran la potencia sin precedentes de este telescopio, diseñado para proporcionar el mapa más preciso del Universo a lo largo del tiempo.

Se espera que Euclid capture imágenes de más de 1.500 millones de galaxias a lo largo de seis años, enviando entre 200 y 300 gigabytes de datos diariamente. Un conjunto de datos tan impresionantemente grande genera increíbles oportunidades de descubrimiento, pero también enormes desafíos a la hora de buscar, analizar y catalogar galaxias. "Al llegar al centro de datos, normalmente con archivos auxiliares aumentan 10 veces. Y después hay locos como yo que, además, hacen un análisis paralelo de los datos... A partir de 2026, no nos va a valer ni si quiera con los ordenadores de la Agencia Espacial Europea. Por ello otro reto al que nos enfrentamos ahora mismo es buscar formas de ser más verdes por lo menos con la electricidad que gastamos", reconoció el investigador de la UVa.

En este contexto, los investigadores del consorcio plantearon el pasado verano una iniciativa de ciencia ciudadana para catalogar las diferentes galaxias. "En agosto de 2024, lanzamos una primera campaña de ciencia ciudadana en la plataforma Zooniverse, reclutando a miles de voluntarios para entrenar un algoritmo de aprendizaje profundo que clasifica las morfologías de las galaxias. Los voluntarios, que no tenían que tener ningún tipo de conocimiento previo, rellenaban cuestionarios relacionados con las formas de las galaxias que veían en fotos. Posteriormente, se le daban todas las respuestas a un algoritmo para irlo entrenando y conseguir que de forma autónoma mediante inferencias catalogue las galaxias", explica Buitrago.

El catálogo resultante de este proyecto de ciencia ciudadana, basado en el primer 0,45 por ciento de los aproximadamente 100 millones de galaxias que Euclid finalmente capturará con detalle, ya ha demostrado ser valioso para los investigadores. Además, gracias a este gran volumen de datos de alta calidad, los científicos pudieron observar diferencias con respecto a las formas y características de las galaxias simuladas. También investigaron cómo diferentes entornos, tasas de formación de estrellas y morfologías están vinculados y conducen a la evolución de las galaxias en diversas épocas del Universo.

Euclid cartografía el Universo a lo largo del tiempo cósmico y rastrea la evolución de las estructuras a gran escala que forman la denominada red cósmica. Con estos primeros datos recibidos los investigadores han recuperado con éxito filamentos de galaxias y han explorado su papel en la morfología y la alineación de las galaxias mucho más allá de los límites previos, así como las propiedades y entornos que hacen que los cúmulos de galaxias se conecten a estos filamentos. Por primera vez, se está estudiando la red cósmica de forma estadística en un área muy extensa. Como componentes clave de la red cósmica, se han descubierto y caracterizado numerosos cúmulos de galaxias previamente desconocidos, algunos de los primeros tiempos del Universo, y muchos de ellos con fuertes características de lente gravitacional.

Además, gracias al vasto campo de visión de Euclid y a su capacidad para detectar objetos tenues y distantes, los investigadores han identificado miles de nuevas galaxias enanas candidatas, así como miles de misteriosos candidatos a pequeños puntos rojos, objetos del universo temprano observados por primera vez hace unos años con el JWST. Euclid también ha permitido determinar las galaxias anfitrionas de varias fuentes brillantes transitorias, así como las propiedades físicas de galaxias rojas masivas y polvorientas del universo temprano, lo que demuestra una vez más la capacidad de Euclid para proporcionar datos muy valiosos de una amplia gama de objetos y edades cósmicas.