Nuestro Universo es aún una gran incógnita, un mapa por trazar donde los dragones en los márgenes representan todo lo que nos queda por descubrir. El pasado 24 de febrero, los asistentes a la ponencia: “Euclid: el telescopio Hubble europeo, pero con esteroides” acompañaron a Fernando Buitrago en un viaje de 10.000 millones de años luz hacia las estrellas, las mismas que contempla el telescopio espacial europeo a 1,5 millones de kilómetros de nuestro planeta. El objetivo de la misión Euclid es, ni más ni menos, que cartografiar el Universo para crear un mapeado 3D de miles de millones de galaxias.
En representación de la misión Euclid está Buitrago, a quién regresar al que fue su hogar académico, Tenerife, le hacía una ilusión especial. Aún recuerda con cariño como él y sus compañeros, la primera generación en cursar el máster en Astrofísica de la Universidad de La Laguna, pasaron su primera noche en el Observatorio del Teide en el año 2006. Por aquel entonces soñaba con resolver los misterios de las estrellas, a lo que finalmente ha dedicado su trayectoria profesional.
Antes de emprender el viaje por el cosmos, Buitrago quiso llevarnos al pasado, para comparar la exploración espacial con la de nuestro propio planeta. El astrónomo sentenció que tenemos la sensación equivocada de que España no ha llevado la voz cantante en la ciencia, pero nada más lejos de la realidad. Hace 500 años, la misión de Fernando de Magallanes y Juan Sebastián Elcano probó de forma fehaciente que el mundo era esférico, una hazaña que el investigador denominó “la misión Apolo 11 del siglo XVI”.
Cartografiar el Universo y la superficie terrestre son, no obstante, desafíos muy diferentes debido a la inmensa magnitud de nuestro cosmos. El Telescopio Espacial Hubble ha permitido a la comunidad científica hacer una estimación del total de galaxias que existen en el Universo observable. Mediante el estudio de pequeñas porciones del cielo con imágenes de muy alta definición, el resultado es, aproximadamente, de dos billones de galaxias, información que la misión Euclid quiere ampliar y transformar en el mayor mapa del espacio creado hasta ahora. Los datos obtenidos por la Sonda Espacial Gaia, de la Agencia Espacial Europea (ESA), han posibilitado que se cataloguen 2.000 millones de estrellas en dichas galaxias y se estima que, solo en la Vía Láctea, quedan aún un billón por descubrir.
¿Cuánto queda por conocer en el espacio?
Un gran porcentaje del Universo nos es aún desconocido y una de sus mayores incógnitas es la materia oscura. Como su nombre indica, esta no emite luz, y su existencia no puede explicarse mediante nuestro modelo estándar de partículas. Se empezó a hablar de materia oscura a finales del siglo XX, cuando la comunidad astronómica se dio cuenta de que el Universo no solo se expandía, sino que lo hacía cada vez más rápido. “Si las galaxias, por gravedad, intentan comprimir todo hacia dentro, tiene que haber algo que explique su expansión, cada vez más acelerada”, comentó Buitrago. Sin embargo, en sus propias palabras: “aún no tenemos ni repajolera idea de lo que es”.
Investigadores del IAC estiman que más del 85% del espacio está compuesto por esta incógnita científica, por materia y energía oscura. Mientras tanto, la materia bariónica ordinaria representa apenas el 5% del total, lo que convierte a los seres vivos, en palabras de Buitrago, en “las trazas de yogur del Universo”. La distribución de la materia oscura se determina mediante la combinación de varios principios. Uno de ellos es el efecto de lente gravitacional, que ocurre cuando una gran concentración de masa curva los rayos de luz de objetos situados detrás. Este fenómeno explica las formas inusuales de algunas galaxias, ya que son las que se encuentran tras el cúmulo de masa.
Otro principio que se tiene en cuenta son las oscilaciones acústicas de bariones, una medición que se basa en las ondas sonoras primordiales originadas 300.000 años después del Big Bang. Estas son provocadas por la lucha entre la fuerza de la gravedad y la presión de la radiación. Al combinar el efecto gravitacional y las oscilaciones acústicas de bariones, los astrónomos serán capaces de determinar con exactitud cómo está repartida la materia oscura en el cosmos. “Conociendo el reparto de materia tanto oscura como luminosa se puede calcular el poder total de la gravedad en el Universo”, explicó el investigador.
Zwicky y Rubin, padre y madre de la materia oscura
Las primeras teorías sobre la materia oscura fueron formuladas en 1933 por el astrónomo suizo Fritz Zwicky, quien empleó el Teorema de Virial para explicar la actuación del Cúmulo de Coma como lente gravitacional. Como bien destacó Buitrago, “Zwicky se dio cuenta de que, a la velocidad a la que se movían estas galaxias, la gravedad no era suficiente para explicar cómo se juntaban”.
Fue Vera Rubin, astrónoma estadounidense que da nombre al Observatorio Astronómico Nacional de Chile, la primera en descubrir cómo la materia oscura mantenía unidos a los cúmulos espirales. Sus investigaciones sobre la velocidad alcanzada por las estrellas externas y centrales de la galaxia le permitieron argumentar que debía existir una materia no luminosa que influía gravitatoriamente todo a su alrededor. Esa materia, según el consenso actual de la comunidad científica, es la materia oscura, objeto de estudio de Euclid.
Un desafío más allá de la observación y la física
El ambicioso proyecto de la Agencia Espacial Europea (ESA) tuvo un coste total de 1.400 millones de euros y contó con la participación de más de 300 instituciones europeas, 21 países y 3.500 científicos, entre los que se encuentra el propio Buitrago, profesor titular de la Universidad de Valladolid y colaborador externo del Instituto de Astrofísica y Ciencias del Espacio (Portugal). El esfuerzo de todas las entidades y personas involucradas tuvo su máxima recompensa el 1 de julio de 2023, cuando el telescopio despegó con éxito a bordo de un cohete Falcon 9 de SpaceX desde Cabo Cañaveral, Florida.
Según Buitrago: “a día de hoy, Euclid ha proporcionado más información al mundo de la astronomía que toda la recolectada a lo largo de la historia del Hubble”. La ingente cantidad de datos que Euclid envía a la Tierra diariamente, aproximadamente 800 gigabytes supercomprimidos, hace imprescindible el apoyo de la Inteligencia Artificial y el machine learning. Por esta razón, Buitrago lamentó que no hubiera “astrónomo ni grupo de astrónomos capaces de procesar toda esta información”. Euclid, se convierte entonces en el legado inmortal de científicos que, al no poder observar para siempre las estrellas, ceden la tarea a su telescopio, como otros, a los que Buitrago rindió homenaje, le cedieron a él a la misión de conquistar el Universo oscuro.
