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[Foto de portada: Simulación de la red cósmica de materia oscura y galaxias, siendo la mayor simulación del universo hasta la fecha © Joachim Stadel]

El universo, con sus innumerables galaxias y cuerpos celestes, es un enigma fascinante que sigue cautivando a la humanidad. Entre todas sus maravillas, existe un fenómeno cósmico que, como tantos otros, lleva décadas desconcertando a los científicos: la materia oscura. Según estimaciones de la ESA, esta representa aproximadamente una cuarta parte del cosmos.

Hipotéticamente, la materia oscura es una forma de materia que no emite, refleja ni interactúa con la radiación electromagnética, lo que la hace invisible a los telescopios tradicionales. Su existencia se postuló para explicar las discrepancias entre los efectos gravitatorios observados y la materia visible en el universo. Aunque su naturaleza sigue siendo desconocida, la existencia de la materia oscura se ha deducido por su influencia gravitatoria en el movimiento de las estrellas y las galaxias.

Por otro lado, la evolución del universo en expansión obliga, según los modelos, a la existencia de una forma de energía que también se desconoce su naturaleza y nombrada por ese motivo energía oscura, siendo a su vez la mayor parte del universo, y suponiendo un 70-75% de la composición del universo.

La importancia de investigar la materia y energía oscuras

Investigar la materia y energía oscuras es de gran importancia por varias razones. En primer lugar, comprender su naturaleza nos ayudará a entender la formación y evolución de las galaxias. La materia oscura actúa como un andamiaje gravitatorio sobre el que se forman las galaxias, determinando su distribución y dando forma a sus estructuras. Al descubrir sus propiedades, obtendremos una visión profunda de los mecanismos que tejen el tapiz cósmico que observamos hoy.

Para ahondar en el enigma de la materia y energías oscuras, la ESA concibió la misión EUCLID, bautizada así en honor del matemático Euclides de Alejandría. El lanzamiento de la misión tuvo lugar el pasado 1 de julio.

El objetivo principal de EUCLID es crear un mapa tridimensional de la distribución de la materia oscura en el universo y analizar la expansión acelerada del universo, impulsada por la energía oscura. Mediante la observación de los sutiles efectos de lente gravitatoria débiles (que miden la distorsión de galaxias distantes, causada por la materia oscura sobre la luz de galaxias lejanas) y el efecto de las oscilaciones acústicas bariónicas (basadas en mediciones de la agrupación de galaxias), EUCLID obtendrá una imagen tridimensional precisa de la forma y distribución evolutiva de la materia oscura y ordinaria (o bariónica) en el cosmos y cómo ha influido en el crecimiento de las estructuras cósmicas a lo largo de miles de millones de años. Esto permitirá reconstruir los últimos miles de millones de años de la historia de la expansión del universo, estimando la aceleración causada por la misteriosa energía oscura con una precisión del 10%, y las posibles variaciones en la aceleración, con una precisión también del 10%.

El observatorio espacial EUCLID está equipado con un conjunto de instrumentos de vanguardia diseñados para realizar un estudio exhaustivo del cosmos. Se estima que más de 1.200 profesionales, de más de 100 laboratorios en 15 países, la analizarán; se procesarán más de 10 petabytes de imágenes en bruto, el equivalente a 2.000 años de video en HD. Por tanto, la transmisión de datos es un elemento clave de la misión.

En este sentido, desde Sener se han proporcionado cuatro componentes críticos para el éxito de la misión:

• El AOCS (Sistema de Control de Actitud, o apuntamiento, y Órbita), con diversos equipos sensores y actuadores en varios puntos del satélite, y que estabiliza y controla el apuntamiento del satélite y el telescopio, y realiza las maniobras necesarias tanto en órbita como en actitud.
• El ADPM (del inglés Antenna Deployment and Pointing Mechanism), a cargo del despliegue y movimiento de la antena de alta ganancia, que permite la comunicación con el centro de operaciones en Tierra de la ingente cantidad de información generada.
• El mecanismo de tres grados de libertad (M2M), que permite el reenfoque del espejo secundario, necesario para adquirir las imágenes con la suficiente calidad, tras el enfriamiento de todo el instrumento óptico hasta alcanzar una temperatura estable de -173 grados centígrados.
• Las antenas omnidireccionales de TTC en banda X, encargadas de las comunicaciones durante las fases no científicas y de seguridad de la misión.

Potencial impacto de la comprensión de la materia y energía oscuras

EUCLID ayudará a mejorar nuestra comprensión del universo. Al proporcionar observaciones detalladas de la materia y la energía oscuras, generará una gran cantidad de datos que podrán utilizarse para probar y refinar los modelos y teorías existentes. Los hallazgos de la misión servirán de guía para futuras investigaciones, permitiendo a los científicos desentrañar los secretos del cosmos de forma más exhaustiva.

Además, los avances tecnológicos desarrollados durante estas investigaciones tendrán aplicaciones de largo recorrido y gran alcance. Los instrumentos de vanguardia y las técnicas de procesamiento de datos desarrollados en el camino nos dotarán de mayores capacidades tecnológicas, beneficiando a diversos campos como la observación de la Tierra, la investigación climática y las ciencias planetarias.

La investigación de la materia y energía oscuras es uno de los mayores retos de la ciencia moderna. La misión EUCLID, como uno de los más recientes hitos en este campo, representa un avance que, sin duda, nos proporcionará mucha información sobre la que permanecer atentos en las próximas décadas, ayudándonos a comprender mejor el tejido invisible que mantiene unido el cosmos.