El equipo del telescopio espacial europeo Euclid publicó ayer día 7 de noviembre de 2023 las primeras imágenes a color obtenidas por este observatorio espacial. Las imágenes corresponden a cinco objetos astronómicos bastante famosos, como es el cúmulo de galaxias de Perseo, la galaxia espiral IC 342, la galaxia irregular NGC 6822, el cúmulo globular NGC 6397 y la nebulosa Cabeza de Caballo (Barnard 33). Las imágenes, como no podía ser de otra forma, son hermosas y espectaculares, pero hay que recordar que Euclid no es un telescopio generalista como el Hubble o el James Webb. Es decir, su objetivo no es estudiar todo tipo de objetos astronómicos uno a uno, sino que ha sido diseñado para observar un tercio de la bóveda celeste (el 36%) para analizar la materia y energía oscuras, los dos componentes que forman el 95% de la masa del Universo.

Euclid tiene un espejo primario de 1,2 metros de diámetro, grande, pero bastante más pequeño que el Hubble —2,4 metros— o el JWST —6,5 metros—, lo que le permite obtener, con ayuda de una óptica e instrumentos adecuados, unas imágenes con un gran campo de visión. Esta característica, que puede ser una desventaja para un telescopio generalista, es una ventaja para un telescopio destinado a escudriñar gran parte del cielo como es Euclid. Por este motivo las imágenes publicadas pueden recordar a las obtenidas por algunos astrofotógrafos. Sin embargo, hay una diferencia crucial, y es que Euclid observa también en el infrarrojo, lo que se nota en las imágenes al tener una paleta de colores «ficticios» con el fin de incorporar estas longitudes de onda invisibles al ojo humano, una paleta que las diferencia de las imágenes en el visible.

Euclid solo tiene dos instrumentos: la cámara VIS (Visible Imager) y el espectrómetro NISP (Near Infrared Spectrum Photometer). VIS opera en el visible y NISP en el infrarrojo cercano. VIS observa el rango visible e infrarrojo cercano de 0,55 a 0,92 micras, con un campo de visión de 0,557º cuadrados, mientras que NISP funciona en el rango infrarrojo de 0,92 a 2 micras y su campo también es de 0,55º. VIS solo produce imágenes pancromáticas —o sea, en blanco y negro—, mientras que NISP es un espectrómetro-fotómetro con varios filtros. Para obtener las imágenes a color que se publicaron ayer, cada una de 8800 x 8800 píxeles, se han combinado datos de VIS y NISP. Para el falso color se han asignado a los filtros azul, verde y rojo las longitudes de onda de 0,7, 1,1 y 1,7 micras, respectivamente, empleando datos en visible de VIS y de las bandas Y (0,92 a 1,1 micras) y H (1,4 a 2 micras) de NISP. O sea, lo que para nuestros ojos es luz roja, aparece como azul en estas imágenes, en las que los otros filtros corresponden al infrarrojo.

Otra característica llamativa de las imágenes de Euclid es que las estrellas más brillantes presentan un patrón de difracción de seis picos, lo que recuerda a las imágenes del James Webb. Esto se debe a que el soporte —la «araña»— del espejo secundario tiene tres brazos(en el caso del Hubble, que tiene cuatro brazos, los objetos que aparecen saturados tienen cuatro puntas, mientras que las estrellas del JWST tienen seis puntas principales y otras más pequeñas por la combinación del patrón de difracción debido al espejo hexagonal y a los tres soportes del secundario). Esta característica nos permite identificar las imágenes de los telescopios espaciales simplemente viendo el patrón de difracción de las estrellas brillantes (para no confundir las imágenes de Euclid y el JWST, los dos telescopios infrarrojos, nos podemos fijar en el patrón secundario de las estrellas de este telescopio).

A finales de julio, apenas un mes después del despegue, Euclid llegó al punto de Lagrange ESL2 del sistema Tierra-Sol, a 1,5 millones de kilómetros de distancia —Euclid está situado en una órbita de halo alrededor de este punto de 400 000 x 800 000 kilómetros— y poco después envió las primeras imágenes de los instrumentos VIS y NISP. Sin embargo, el periodo de puesta a punto del telescopio fue relativamente movidito. El sistema de guiado FGS (Fine Guidance Sensor) se mostró incapaz de fijar la posición de las estrellas de referencia, un fallo potencialmente muy grave para un telescopio, pues si no eres capaz de apuntar dónde quieres durante el tiempo suficiente, el telescopio puede ser inservible. Aparentemente, la causa del problema fue que los efectos de las partículas del viento solar y los rayos cósmicos sobre los sensores del FGS resultaron mayores de lo esperado, generando un ruido que saturó los detectores. Por suerte, una actualización del software ayudó a solucionar el problema y el FGS funcionó como estaba previsto.

Otro problema que asustó al equipo de la misión fue que algunas imágenes del instrumento VIS estaban iluminadas por luz solar que se había colado por la óptica a determinados ángulos con el Sol, un efecto sorprendente teniendo en cuenta la complejidad y calidad del sistema óptico de Euclid. Tras investigar el asunto, y como era previsible, la óptica resultó ser inocente. La causa del reflejo era un componente de unos de los propulsores del telescopio, que a determinados ángulos no se queda dentro de la sombra del satélite y permanece iluminado. Aunque parece ser que este efecto ya se había previsto antes del lanzamiento —más les vale—, la intensidad de la luz reflejada era mayor de la esperada al tener en cuenta las capas de material aislante que rodean este componente. A pesar de que la misión no corre peligro, este es un fallo bastante más grave, pues afecta a un 10% de todas las imágenes del instrumento VIS. Como resultado el proceso de toma de imágenes tendrá que cambiar para evitar observaciones a determinados ángulos con el Sol. Según la ESA, el impacto en el tiempo previsto para lograr la misión principal todavía se está evaluando. Lógicamente, la ESA ha pasado de puntillas sobre el asunto, pero se trata de una metida de pata relativamente importante teniendo en cuenta que estamos hablando de un telescopio espacial y una de las prioridades en este tipo de misiones es modelar con exactitud la luz reflejada por aquellos componentes del propio telescopio que puedan afectar a la óptica.

Sea como sea, en los próximos seis años Euclid debe observar 1500 millones de galaxias para analizar su forma y medir así la cantidad de materia oscura que hay en la línea de visión al ser deformadas por los efectos de lente gravitatoria débil (weak lensing). También obtendrá unos 50 millones de espectros de galaxias con el fin de determinar su distancia, un dato que nos dará información sobre la expansión del Universo y la energía oscura. Cuando termine su misión primaria, Euclid habrá generado nada más y nada menos que 100 petabytes de datos, unos datos que prometen revolucionar nuestro conocimiento sobre el Universo oscuro.

Referencias:

• https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Missions/Euclid/(result_type)/images