The low surface brightness universe: the last frontier
- Autores: Raúl Infante Sáinz
- Directores de la Tesis: Ignacio Trujillo Cabrera (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de La Laguna ( España ) en 2021
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Johan Hendrik Knapen (presid.), Carlos Lopez San Juan (secret.), Anna Ferré Mateu (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Astrofísica por la Universidad de La Laguna
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: RIULL
- Resumen
ESPAÑOL El estudio del Universo de bajo brillo superficial supone una de las mayores oportunidades de descubrimientos en la Astronomía actual. Sin embargo, las técnicas tradicionales para reducir y tratar los datos astronómicos no son capaces de proporcionar imágenes en las que las estructuras de bajo brillo superficial puedan ser analizadas y estudiadas con suficiente nivel de detalle. Ir más profundo de 30 mag/arcsec2 implica observar estructuras ~1500 veces más débiles que el brillo del cielo más oscuro de la Tierra, y múltiples efectos sistemáticos lo hacen muy difícil (por ejemplo, el campo plano, la sobre-substracción del fondo del cielo, las reflexiones internas, la luz dispersada, los cirros Galácticos, etc.). En esta tesis se ha llevado a cabo una exploración del Universo de bajo brillo superficial con especial énfasis en los apartados más técnicos. Para corregir los efectos sistemáticos y poder estudiar las estructuras de bajo brillo superficial, se han desarrollado, mejorado y aplicado muchas técnicas a una gran cantidad de datos de telescopios muy diferentes. Se ha prestado especial atención al efecto de la función de dispersión de punto (PSF) para corregir la luz dispersada en las imágenes astronómicas. Un resultado notable es la detección de una estructura estelar de marea muy débil de la galaxia NGC 1052-DF4. Esto revela que la galaxia NGC 1052-DF4 está interactuando con otra galaxia cercana, explicando así su sorprendente falta de materia oscura. Las técnicas y herramientas desarrolladas están pensadas para ser utilizadas en la próxima generación de telescopios y cartografiados profundos con el objetivo de mejorar la calidad de los datos. Junto al desarrollo de esta tesis, también se ha desarrollado y madurado un programa para realizar investigaciones reproducibles: Maneage (del inglés, Managing data Lineage). El objetivo de Maneage es proporcionar un entorno totalmente controlado para llevar a cabo estudios científicos reproducibles. En este sentido, la práctica totalidad de las reducciones y el análisis de los datos astronómicos en esta tesis se han realizado utilizando Maneage.
ENGLISH The study of the low surface brightness Universe is one of our best opportunities for discovery in present-day Astronomy. However, the traditional techniques to reduce and treat astronomical data are not able to provide datasets in which low surface brightness structures can be analyzed and studied with a sufficient level of detail. Going beyond 30 mag\arcsec2 requires the ability to observe structures ~1500 times fainter than the darkest sky on Earth, and multiple systematic effects make it very hard (e.g., flat fielding, sky background oversubtraction, internal reflections, scattered light, Galactic cirrus, etc.). This thesis presents an extensive exploration of the low surface brightness Universe with especial emphasis on the most technical aspects. To correct the systematic effects and study the low surface brightness structures, many techniques have been developed, improved, and applied to numerous datasets from different telescopes. Special attention has been placed on the effect of the extended point spread function (PSF) to correct the scattered light in astronomical images. A remarkable result is the detection of the very faint tidal stellar structure of the galaxy NGC 1052-DF4. This reveals that NGC 1052-DF4 is interacting with another nearby galaxy, thus explaining the surprising lack of dark matter of the former. The techniques and tools developed are intended to be used in the next generation of wide and deep surveys with the goal of improving the quality of the data. Throughout the development of this thesis, a framework for reproducible research has also been developed and matured: Maneage (Managing data Lineage). The goal of Maneage is to provide a fully controlled environment to conduct reproducible scientific research. Almost all the reduction and analysis of astronomical data in this thesis has been performed using Maneage.
