Un nuevo proyecto de ciencia ciudadana de la Agencia Espacial Europea (ESA) y el Consorcio Euclid, en colaboración con la plataforma Zooniverse, permitirá que voluntarios de todo el mundo puedan identificar las formas de millones de galaxias en imágenes tomadas por el telescopio espacial Euclid de la ESA. El objetivo es entrenar redes neuronales profundas de Inteligencia Artificial que permitan confeccionar el catálogo de morfología galáctica más grande hasta la fecha
En noviembre de 2023 y mayo de 2024, el mundo pudo comprobar la calidad de la misión Euclid de la ESA al hacerse públicas sus primeras imágenes, mostrando una gran variedad de fuentes, desde nebulosas cercanas a cúmulos de galaxias distantes. Y esto es solo el principio, ya que Euclid, en su misión de cartografiar el Universo, continuará tomando imágenes de cientos de miles de galaxias lejanas.
Durante los próximos seis años, se espera que la misión envíe unos 100 GB de datos diarios a la Tierra. La clasificación manual de todos estos datos sería una tarea titánica para un ser humano. Por esta razón, el personal científico de la ESA y del Consorcio Euclid se han asociado con Galaxy Zoo. Se trata de un proyecto de ciencia ciudadana en la plataforma Zooniverse, en el que el público puede ayudar a clasificar las formas de las galaxias.
Euclid publicará sus primeros catálogos de datos para la comunidad científica a partir de 2025, pero mientras tanto cualquier voluntario y voluntaria del proyecto Galaxy Zoo puede echar un vistazo a imágenes inéditas del telescopio. El primer conjunto de datos, que contiene decenas de miles de galaxias seleccionadas entre más de 800.000 imágenes, ya está disponible en la plataforma a la espera de ser clasificadas.
“Si participas en el proyecto, podrás ser el primero en ver las últimas imágenes de Euclid. Y no sólo eso, también podrías ser el primer ser humano en ver la galaxia de la imagen”, señala Marc Huertas-Company, investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y responsable en el Consorcio Euclid de la explotación científica del satélite para la caracterización de la estructura de galaxias.
El proyecto Galaxy Zoo se puso en marcha en 2007 con el objetivo de que los participantes ayudaran a identificar las formas de un millón de galaxias a partir de imágenes tomadas por el Sloan Digital Sky. Desde entonces, Galaxy Zoo ha seguido operativo, con más de 400.000 personas clasificando las formas de galaxias de otros proyectos y telescopios, incluidos el telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA y el telescopio espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA.
Inteligencia Artificial y humanos trabajando juntos
Estas clasificaciones no sólo son útiles por su potencial científico inmediato, sino también como conjunto de entrenamiento para algoritmos de Inteligencia Artificial (IA). “Si los humanos no enseñan a la IA lo que debe buscar, los algoritmos tienen dificultades para clasificar las galaxias. Pero juntos, los humanos y la IA pueden identificar con precisión un número ilimitado de galaxias”, advierte Huertas-Company.
En Zooniverse, el equipo ha desarrollado un algoritmo de IA llamado ZooBot, que examina las imágenes de Euclid y etiqueta las «más fáciles», de las que ya existen muchos ejemplos en anteriores estudios de galaxias. Cuando ZooBot no está seguro de la clasificación de una galaxia, la muestra a los usuarios y usuarias de Galaxy Zoo para obtener sus clasificaciones, que ayudan al algoritmo a aprender más.
Galaxy Zoo, que hace uso de la plataforma digital Datalabs de la ESA, presenta a voluntarios y voluntarias imágenes de galaxias y se les formula varias preguntas, como «¿Es redonda la galaxia?», o «¿Hay indicios de brazos en espiral?». Tras ser entrenado con estas clasificaciones humanas, ZooBot se integrará en el catálogo Euclid para proporcionar clasificaciones detalladas de cientos de millones de galaxias, lo que lo convertirá en el mayor catálogo científico hasta la fecha y permitirá nuevos avances científicos.
La misión Euclid y el IAC
Euclid se lanzó en julio de 2023 y comenzó sus observaciones científicas rutinarias el 14 de febrero de 2024. El objetivo de la misión es revelar la influencia oculta de la materia y la energía oscuras en el Universo visible. Durante un periodo de seis años, Euclid observará las formas, distancias y movimientos de miles de millones de galaxias hasta una distancia de 10.000 millones de años luz.
Euclid es una misión europea, construida y operada por la ESA, con contribuciones de la NASA. El Consorcio Euclid, responsable de proporcionar los instrumentos científicos y el análisis de los datos científicos de la misión, está formado por más de 2.000 científicos de 300 institutos de 13 países europeos, EE.UU., Canadá y Japón. Entre ellas, participan más de 20 instituciones españolas con un centenar de científicos y científicas dedicados al procesamiento y análisis de los datos de la misión. También, alrededor de 80 empresas europeas han estado involucradas en el proyecto, de las cuales 9 son españolas.
El IAC, junto a la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT), se ha encargado de la unidad electrónica que controla el instrumento NISP y su software de arranque. De hecho, la participación tecnológica del IAC ha sido galardonada con el EUCLID Consortium Euler Award por su destacada contribución a la instrumentación de la misión.
El IAC también ocupa un lugar destacado en la explotación científica de Euclid con tres grandes áreas de trabajo. Cuenta con un programa de investigación cosmológica de las propiedades de la materia y la energía oscura, dirigido por los investigadores José Alberto Rubiño, Carlos Hernández y Ricardo Génova. Un segundo grupo, liderado por Carlos Gutiérrez, Marc Huertas y Helmut Dannerbauer, en el que participan otros investigadores e investigadoras del centro, utiliza los sondeos de Euclid para el estudio de la formación y evolución de las galaxias.
Por último, el proyecto SUBSTELLAR explota los datos de la misión con el objetivo de identificar un número sin precedentes de objetos de masa subestelar (enanas marrones y astros de masa planetaria). Este programa cuenta con financiación del Consejo Europeo de Investigación a través de una Beca Avanzada y está liderado por Eduardo L. Martín Guerrero, profesor del CSIC en el IAC y uno de los dos científicos independientes de la misión Euclid, que coordina un equipo internacional en el que participa un grupo destacado de científicos y científicas del IAC.
