El consorcio que gestiona la misión Euclid de la Agencia Espacial Europea (ESA) ha publicado la simulación más completa del cosmos hasta la fecha. El modelado se basó en algoritmos desarrollados por el profesor de la UZH, Joachim Stadel.
El Consorcio Euclid ha publicado la simulación de galaxia Flagship 2, la mayor simulación sintética del universo jamás creada. Contiene 3400 millones de galaxias, cada una con 400 propiedades modeladas, como brillo, posición, velocidad y forma. La simulación está diseñada para ayudar a los científicos a interpretar y analizar los enormes conjuntos de datos generados por Euclid, el telescopio espacial de la ESA, que ha estado observando el cosmos desde junio de 2023 con una resolución sin precedentes.
La simulación se basa en un algoritmo desarrollado por el astrofísico de la UZH, Joachim Stadel. El cálculo se realizó en 2019 en la supercomputadora Piz Daint del Centro Nacional Suizo de Supercomputación (CSCS) en Lugano. En aquel momento, Piz Daint era la tercera supercomputadora más potente del mundo, y más del 80 % de su capacidad total estaba dedicada al proyecto.
«Fue un enorme reto simular una porción tan grande del universo con esta resolución en un solo cálculo», recuerda Stadel.
El cálculo rastreó las interacciones gravitacionales de cuatro billones de partículas. En un segundo paso, estas estructuras se poblaron con galaxias que se encuentran dentro del campo de visión de Euclid, lo que produjo un plano realista de lo que Euclid realmente observará.
Preparación del análisis automatizado de datos
«Estas simulaciones son cruciales para preparar el análisis de los datos de Euclid», explica Julian Adamek, del Departamento de Astrofísica de la UZH, quien colaboró con Stadel y Aurel Schneider en el proyecto. Euclid produce datos en tal volumen y velocidad que primero deben procesarse automáticamente. La metodología para interpretar estos datos tuvo que desarrollarse con antelación mediante simulaciones.
La simulación de galaxia de Flagship 2 se basa en el modelo cosmológico estándar e incorpora el estado actual del conocimiento sobre la composición y evolución del universo. Stadel y Adamek esperan que las observaciones de Euclides confirmen en líneas generales la distribución de materia predicha en la simulación.
Grietas en el modelo estándar
Al mismo tiempo, los investigadores anticipan sorpresas y descubrimientos inesperados. «Ya vemos indicios de grietas en el modelo estándar», afirma Stadel. Euclid podría revelar nuevos fenómenos que no se pueden explicar dentro del marco teórico actual.
«Será emocionante ver si el modelo se sostiene frente a los datos de alta precisión de Euclid o si descubrimos indicios de nuevas deficiencias», añade Adamek.
La misión también busca esclarecer la naturaleza de la energía oscura, la misteriosa fuerza que impulsa la expansión cósmica. «En el modelo, la energía oscura es simplemente una constante que explica la expansión del universo», afirma Stadel.
Los datos de Euclid permiten ahora a los astrónomos retroceder hasta 10 000 millones de años en la historia cósmica. «Podemos ver cómo se expandió el universo en ese momento y medir si esta constante realmente se mantuvo constante», señala Adamek.
Si bien Euclid aún no ofrece respuestas definitivas, Stadel está convencido: «Euclid nos acercará un paso más a la comprensión del misterioso reino de la energía oscura». Resolución sin precedentes
Euclid es el estudio más completo del cosmos jamás realizado, tanto en escala como en precisión. Su alta resolución permite a los investigadores detectar incluso distorsiones mínimas en imágenes de galaxias causadas por lentes gravitacionales. Estos efectos, producidos por regiones de alta densidad de masa que curvan la luz, revelan cómo se distribuye la materia oscura invisible en el universo.
Las mediciones espectroscópicas de Euclid también permiten a los científicos determinar las distancias entre galaxias con gran precisión. Juntas, estas técnicas crean un mapa tridimensional de galaxias que abarca una esfera cósmica con un radio de 10 mil millones de años luz.
Un vistazo a fenómenos cósmicos raros
Adamek espera que Euclid también descubra fenómenos cósmicos raros. «Algunos eventos son extremadamente raros, pero debido a que Euclid cubre una región tan vasta, las probabilidades de encontrar objetos inesperados o raros son altas».
En marzo de 2025, Euclid publicó sus primeros datos observacionales. Esta «Publicación Rápida de Datos» representó solo una pequeña fracción del conjunto completo de datos de la misión, pero ya ofreció nuevos conocimientos sobre la red cósmica y los cúmulos de galaxias. Anteriormente, se publicó una investigación relacionada en la revista Astronomy & Astrophysics. La publicación de más conjuntos de datos está prevista para la primavera de 2026.
Con información de Astronomy & Astrophysics
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