Los científicos del Consorcio Euclid han seleccionado tres parches extremadamente oscuros del cielo que serán objeto de las observaciones más profundas de la misión. con el objetivo de explorar objetos raros y débiles en el Universo. La posición de los campos profundos de Euclides, uno en el cielo del norte y dos en el cielo del sur, se anunció la semana pasada. durante la reunión anual del consorcio en Helsinki, Finlandia.

Con lanzamiento programado en 2022, La misión Euclid de la ESA está logrando grandes avances tanto en el hardware como en los preparativos científicos. Una vez en el espacio Euclides examinará una parte significativa del cielo y tomará imágenes de miles de millones de galaxias en todo el Universo para investigar los últimos diez mil millones de años de nuestra historia cósmica.

La mayor fracción de las observaciones de la misión se dedicará a la encuesta Euclid wide, cubriendo unos 15 000 grados cuadrados, más de un tercio de todo el cielo, con una combinación sin precedentes de nitidez y sensibilidad.

Las observaciones permitirán a los científicos investigar dos fenómenos cosmológicos:la evolución de cómo las galaxias se agrupan durante los últimos 10 mil millones de años, y la distorsión de las imágenes de galaxias debido a la presencia de materia oscura y ordinaria interviniendo entre ellos y nosotros, un efecto llamado lente gravitacional. Estos dos fenómenos abordan el objetivo científico clave de la misión:profundizar en la historia de la expansión del Universo y caracterizar la aceleración de esta expansión durante los últimos miles de millones de años. algo que se cree que es causado por la misteriosa energía oscura.

Además, Aproximadamente el 10% del tiempo de observación de Euclides se dedicará a un estudio profundo, observando repetidamente solo tres parches del cielo:los Campos Profundos de Euclides. El tiempo restante se dedicará a calibraciones dedicadas de los dos complejos de Euclides, instrumentos muy sensibles:el generador de imágenes visible, VIS, y el espectrofotómetro de infrarrojo cercano, NISP.

Los tres campos se seleccionaron cuidadosamente para contener una cantidad mínima de estrellas brillantes de la Vía Láctea, que "eclipsan" fuentes débiles como galaxias distantes; de partículas de polvo del medio interestelar de la Vía Láctea, que oculta la luz de la luz tenue, fuentes distantes; y de la llamada luz zodiacal - el difuso resplandor del polvo en el Sistema Solar, lo que afecta la sensibilidad de las observaciones.

Con un área acumulada de 40 grados cuadrados, equivalente a poco más de 200 veces la huella de la Luna llena en el cielo, Los Campos Profundos de Euclides abarcan una porción de la esfera celeste que, aunque mucho más pequeño que la amplia encuesta de la misión, sigue siendo bastante notable para un estudio profundo.

"La elección de Euclid Deep Fields ha sido un proceso complejo debido a muchas limitaciones instrumentales y científicas, y estamos muy contentos con esta solución que fue aprobada recientemente por la comunidad científica Euclid, "dijo Roberto Scaramella del Instituto Nacional de Astrofísica de Italia, Euclid Survey Scientist y líder del Euclid Consortium Survey Group.

La selección de los campos se presentó el 4 de junio durante la reunión anual del Consorcio Euclid, que está dirigido por Yannick Mellier del Institute d'Astrophysique en París, Francia, y cuenta con 1500 científicos de toda Europa, Estados Unidos y Canadá.

Uno de los tres campos, el Euclides Deep Field North, con un área de 10 grados cuadrados, se encuentra muy cerca del Polo Eclíptico Norte, en la constelación de Draco, el dragón. La proximidad al polo eclíptico asegura la máxima cobertura durante todo el año; se eligió la posición exacta para obtener la máxima superposición con uno de los campos profundos examinados por el caballo de batalla infrarrojo de la NASA, el telescopio espacial Spitzer.

Los otros dos campos se encuentran en el cielo del sur. El desafío consistía en seleccionar una región lo más cercana posible al Polo Eclíptico Sur, que proporcionaría la mejor cobertura, mientras que al mismo tiempo evita fuentes brillantes en esa área, que es el hogar de la Gran Nube de Magallanes, uno de los vecinos galácticos de nuestra Vía Láctea.

El campo profundo de Euclides Fornax, también abarca 10 grados cuadrados, se encuentra en la constelación sur de Fornax, el horno. Abarca el Chandra Deep Field South, mucho más pequeño, una región del cielo de 0,11 grados cuadrados que ha sido extensamente estudiada en las últimas dos décadas con los observatorios de rayos X Chandra de la NASA y XMM-Newton de la ESA, así como el telescopio espacial Hubble de la NASA / ESA y los principales telescopios terrestres.

El tercero y más grande de los campos es Euclid Deep Field South, cubriendo 20 grados cuadrados en la constelación sur de Horologium, el reloj de péndulo. Este fue el más complejo de los tres para seleccionar debido a varias razones técnicas, también teniendo en cuenta las capacidades de los futuros telescopios terrestres de campo amplio como el Gran Telescopio de Encuesta Sinóptica. Este campo no ha sido cubierto hasta la fecha por ningún estudio de cielo profundo y, por lo tanto, tiene un gran potencial para nuevos, emocionantes descubrimientos.

"Estamos convencidos de que Euclid Deep Fields se convertirá en un objetivo preferido en los próximos años para las observaciones de múltiples longitudes de onda realizadas por muchos telescopios en tierra y en el espacio". y con suerte será tan útil y renombrado como otros famosos campos profundos examinados en el pasado, "agrega Scaramella.

A diferencia de las aproximadamente 30000 observaciones de una sola visita que se necesitan para cubrir la encuesta Euclid wide, cada uno apunta a un campo ligeramente separado del otro y con una superposición mínima, el satélite realizará múltiples visitas a Euclid Deep Fields. Cada campo profundo se observa al menos 40 veces para descubrir fuentes hasta dos magnitudes más débiles que en el estudio amplio.

El levantamiento profundo de Euclides tiene una función doble:mientras, por un lado, Proporciona un conjunto de datos precisos para validar el análisis cosmológico principal basado en la encuesta amplia, en el otro, El regreso a las mismas porciones del cielo en numerosas ocasiones también es esencial para el monitoreo de la estabilidad y los propósitos de calibración durante el transcurso de la misión.

Los tres campos profundos proporcionan una ventana para examinar grandes cantidades de galaxias, mirando hacia atrás a la época en que se formaron las primeras estrellas y galaxias, que ocurrió en los primeros mil millones de años de la historia del Universo. Debido a la expansión cósmica, la luz emitida por estas galaxias se desplaza al rojo hacia el infrarrojo, para que se detecten mejor en longitudes de onda infrarrojas, que son poco accesibles desde el suelo debido a la atmósfera terrestre. La obtención de datos comparables a los del estudio profundo de Euclid desde el suelo requeriría varias decenas de años de tiempo de observación continua desde las mejores instalaciones de infrarrojo cercano.

Juntos, el área acumulada relativamente grande de 40 grados cuadrados, la profundidad de la prospección y las capacidades espectroscópicas y de imagen de Euclid en el infrarrojo maximizan las posibilidades de descubrimientos de la prospección profunda. El estudio detectará varios cientos de miles de galaxias por grado cuadrado; en el caso de las fuentes más distantes (con un corrimiento al rojo superior a seis, correspondientes a épocas cósmicas cuando el Universo tenía menos de mil millones de años) las estimaciones de la tasa de detección varían entre unas pocas decenas y como máximo unos pocos cientos de fuentes por grado cuadrado, con la incertidumbre tan alta debido a las malas estadísticas de los datos de observación existentes. Esto cambiará con Euclides, que puede estudiar un área de este tamaño en un tiempo mucho más corto de lo que necesitaría Hubble o incluso el futuro Telescopio Espacial James Webb de NASA / ESA / CSA.

Las detecciones del estudio profundo de Euclid son objetivos interesantes para las observaciones de seguimiento con instalaciones futuras como el telescopio espacial James Webb, programado para su lanzamiento en 2021, el Telescopio Extremadamente Grande (ELT) del Observatorio Europeo Austral (ESO) que se está construyendo en Chile, y radiotelescopios de próxima generación como Square Kilometer Array (SKA) que se instalarán en Sudáfrica y Australia en la década de 2020. La observación repetida de Euclid Deep Fields también permitirá el descubrimiento y análisis de fuentes cuyo brillo y propiedades varían con el tiempo.

En la actualidad, hay programas en curso para observar partes de Euclid Deep Fields con Spitzer y varios telescopios terrestres:Keck, Subaru el Gran Telescopio Canarias (GTC) y el Very Large Telescope (VLT) de ESO. El estudio profundo de Euclid permitirá una multitud de investigaciones emocionantes e inesperadas, especialmente cuando se combinan los datos con encuestas independientes de los mismos campos que se realizarán utilizando otros observatorios de última generación que estarán disponibles en un futuro próximo. Estos incluyen el telescopio de rayos X eROSITA de conducción alemana, que se lanzará a finales de este mes, y el Large Synoptic Survey Telescope liderado por EE. UU., actualmente en construcción en Chile, y el futuro observatorio espacial de infrarrojo cercano de la NASA, SPHEREx.

"La selección de Euclid Deep Fields es un momento importante para la misión, anticipando muchos descubrimientos por venir, "comentó René Laureijs, Científico del Proyecto Euclid en la ESA.

"Si miramos estos fragmentos del cielo a simple vista, parecen bastante aburridos porque están literalmente vacíos, desprovisto de fuentes de luz cercanas, y estamos ansiosos por ver lo que Euclides revelará una vez que ponga sus ojos en estas ventanas oscuras hacia nuestro pasado cósmico ".