El grupo de Galaxias y AGNs investiga la evolución de las galaxias a lo largo de la historia cósmica. En particular, descubriendo cómo y cuándo se formaron las estrellas en las galaxias, cómo y cuándo crecieron los agujeros negros supermasivos en su centro y cuál es la relación entre ambos procesos, conocida como feedback. Estos estudios se extienden desde el universo local a las primeras y más distantes galaxias que se formaron, pero con especial énfasis en la época de mayor actividad, cuando el universo tenía 20-50% de su edad actual (z~1-3).
Para ello, el grupo lleva a cabo observaciones astronómicas a lo largo de todo el espectro electromagnético, desde radio, incluyendo infrarrojo, óptico y rayos X, tanto para fuentes concretas como formando parte de muestreos multi-longitud de onda (liderando algunos de ellos, como el Bright Ultra-hard XMM-Newton Survey -BUXS-). El acceso competitivo a los
más importantes observatorios astronómicos en tierra (VLT y
ALMA en
ESO,
IRAM,
VLA/Jansky,
Effelsberg,
EVN,
GTC,
ORM,
CAHA, etc.) y en el espacio (XMM-Newton,
Spitzer,
Herschel) constituye en sí mismo un objetivo fundamental para el grupo, ya que de ello dependen en gran medida los
avances científicos que se consigan.
En el plano de las grandes infraestructuras en astronomia así como la instrumentación astronómica avanzada asociada a los mismos, el grupo participa en posiciones de liderazgo en los proyectos más competitivos del ámbito español, europeo y mundial. Estas actividades son consideradas por el grupo como un objetivo estratégico. Algunos miembros del grupo tienen puestos relevantes en futuras misiones espaciales como Athena (ESA), y en observatorios en tierra como GTC, OAJ y ESO.
El grupo participa (y en algunos casos organiza) frecuentemente en tareas de diseminación y divulgación tanto del IFCA como de la Athena Community Office, tales como Semana de la Ciencia, Jornadas de Puertas Abiertas, Expandiendo la Ciencia: investigadores en la escuela, 11 de Febrero, Noche Europea de los Investigadores, etc.
En este aspecto, merece la pena destacar la gestión del Observatorio Astronómico de Cantabria por parte de miembros del grupo.
Las principales líneas de investigación seguidas por el grupo pueden resumirse en:
Cartografiados Extragalácticos
Estudio de varios aspectos relacionados con la evolución de las galaxias en el Universo. Para ello se realizan observaciones de grandes zonas del cielo en varias longitudes de onda para recopilar la mayor información posible del mayor número posible de galaxias. En esta línea de investigación trabajamos tanto en la definición de cartografiados concretos como en la explotación de cartografiados ya existentes y el desarrollo de herramientas de búsqueda y análisis.
Los objetivos científicos que persigue incluyen: estudio de la historia de la formación estelar en el Universo; censo de poblaciones de galaxias tales como starbursts, galaxias enanas, galaxias activas, cuásares, etc.; identificación de galaxias/cuásares lejanos; evolución de la metalicidad; física de cuásares con líneas anchas de absorción (BALs).
Actualmente estamos involucrados en los siguientes cartografiados:
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- OTELO: es uno de los muestreos de líneas de emisión más profundos hasta la fecha, llevado a cabo con el GTC en las islas Canarias. Acaba de ser completado y el lanzamiento del catálogo se realizará pronto. Ignacio González Serrano es miembro del Core Team.
- ALHAMBRA: El muestreo Advanced
Large,
Homogeneous
Area
Medium
Band
Redshift
Astronomical es un muestreo fotométrico in 20 bandas contiguas, finalizado en 2014, en el cual Alberto Fernández Soto ha participado.
- J-PAS (Javalambre Physics of the Accelerated Universe Astrophysical Survey): dos miembros del grupo (Ignacio González y Alberto Fernández) participan también en este muestreo de banda intermedia y amplio área llevado a cabo en el Observatorio de Javalambre en Teruel (España).
Intrumentación Astronómica para grandes Telescopios
- OSIRIS en el GTC
- OPTIMOS/EVE en el EELT: es un proyecto de espectrógrafo multiobjeto en el visible para el futuro gran telescopio europeo ELT. Sus objetivos incluyen el estudio de poblaciones estelares en otras galaxias, la formación y evolución de galaxias y sus halos, y las primeras fuentes de radiación en el Universo primitivo
Athena: Una misión para entender el Universo caliente y energético
Casi la mitad de la materia ordinaria en el Universo se encuentra a más de un millón de grados de temperatura, formando grandes estructuras cósmicas. Existe una relación íntima entre esta componente y la energía depositada en gran escala por los agujeros negros gigantes durante su crecimiento.
El Universo caliente y energético es el tema seleccionado por la
ESA para la próxima
misión grande (L2) con lanzamiento a comienzos de la década 2030 dentro del programa
Cosmic Vision (2015-2025). La misión que lo implementará es
Athena. El grupo participa en la definición científica de la misión, con membresía en diferentes Grupos de Trabajo de Athena (AWG) y liderando incluso uno de sus
Paneles Temáticos.
A nivel de la misión, la principal responsabilidad del grupo es albergar y liderar (Francisco J. Carrera) la Athena Community Office (ACO). La ACO fue establecida por el Equipo de Estudio Científico de Athena (ASST, por sus siglas en inglés) de la ESA para apoyar su papel como "punto focal de interés de la amplia comunidad científica". Entre otras tareas, la ACO asistirá al ASST en organizar y recabar el soporte proporcionado por los Grupos de Trabajo y los Paneles Temáticos, dar soporte a la produccion de los Libros Blancos de Sinergias de Athena y de los Documentos de Estudio de Athena, producir una
Athena Newsletter, albergar y mantener un portal web para la comunidad de Athena, dirigir las labores de comunicación para la comunidad de apoyo de Athena y promover y organizar
actividades de difusión relacionadas con la ciencia de Athena.
El grupo tiene una participación relevante en el Consorcio del instrumento X-IFU, basado en tecnología TES (Transition Edge Sensor) para la detección de rayos X y encargado de proporcionar un innovador espectrógrafo de alta resolución espacialmente resuelta. para Athena. Como parte de la colaboración para el desarrollo de este instrumento, el grupo está trabajando en el diseño del
software para la detección y reconstrucción de los pulsos generados por la absorción de los fotones de rayos X en el detector. M. Teresa Ceballos es Co-Investigadora Instrumental, responsable del sub-sistema de Algortimos de Procesado de Eventos, y junto con Beatriz Cobo, miembro del equipo del simulador end-to-end, del X-IFU Instrument Consortium Member (XISC) y del Consorcio del Instrumento. Xavier Barcons es también Co-Investigador Científico de X-IFU y miembro del Consorcio.
Cuásares con formación estelar
Entre nuestras actividades para comprender mejor la interacción entre el crecimiento de los agujeros negros supermasivos y el crecimiento de sus galaxias anfitrionas, estamos llevamos a cabo un estudio de una muestra de cuásares de líneas anchas, luminosos en rayos X (y que por tanto aún están alimentando copiosamente su agujero negro central) y también luminosos en el infrarrojo lejano (indicativo de una formación estelar activa y una galaxia anfitriona en crecimiento). Además, estos objetos también muestran indicios de sobre-densidades de galaxias submilimétricas (también formando estrellas masivamente) en sus entornos, lo cual situaría a estos cuásares en los centros de estructuras en crecimiento en el universo primitivo.
En colaboración con colegas del MSSL (University College London, UK) y el Centre for Astrophysics Research (University of Hertfordshire, UK) estamos observando y analizando estos objetos a lo ancho del espectro electromagnético (desde rayos X a radio) para comprender su naturaleza y posicionarlas en el intensamente debatido panorama de co-evolución de las galaxias y sus núcleos activos.
El Bright Ultra-hard XMM-Newton Survey (BUXS): Crecimiento de los agujeros negros oscurecidos en el Universo z<1
El muestreo BUXS, en el que colaboran investigadores de la Universidad de Leicester (Reino Unido) y del Osservatorio Astronomico di Brera (Italia), tiene como objetivo principal la determinación de la función de luminosidad en rayos X de los Núcleos Galacticos Activos, o AGNs, clasificados ópticamente como de tipo 1 y tipo 2 y su evolución cosmológica a z<1. BUXS es un muestreo de AGN brillantes en rayos X realizado a las energías más altas alcanzables con la instrumentación de XMM-Newton (4.5-10 keV). BUXS incluye 258 AGN detectados en un área de cielo de más de 44 grados cuadrados, de los cuales el 98% ya han sido indentificados a través de observaciones espectroscópicas en el rango óptico. BUXS se ha utilizado para definir una técnica de selección eficiente y robusta de AGN luminosos en el infrarrojo utilizando datos del muestreo WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) y actualmente se está utilizando para determinar las propiedades de emisión del polvo que rodea la región nuclear de los AGN.
Memoria 2018
Durante 2018, se han realizado avances importantes en varios proyectos en los que el grupo de Galaxias y AGNs participa:
El análisis del muestreo ALHAMBRA está en marcha. Los datos están siendo usados por el equipo para medir varios aspectos diferentes de la formación y evolución de las galaxias
El primer grado cuadrado del muestreo J-PAS ha sido concluído y se han producido los catálogos.
OTELO se ha completado y los datos se publicarán pronto.
Dentro del proyecto Athena, se ha completado la Fase A con el Status Review 1 en octubre 2018, el Instrument Preliminary Requirements Review (IPRR) del instrumento WFI se ha pasado en octubre 2018, se ha establecido una baseline para los algoritmos de procesado abordo para el IPRR del X-IFU (esperado para febrero de 2019) y la ESA ha aceptado oficialmente los consorcios de los instrumentos en diciembre 2018.
La Athena community Office, liderada por el IFCA, da soporte al Athena Science Study Team para gestionar la nutrida (más de 800 miembros) Comunidad de Athena y ha participado en los ejercicios de sinergias Athena-SKA (finalizado) y Athena-multimensajero (iniciado), y gestiona el Mock Observation Plan de Athena.
Además, el grupo está involucrándose de forma progresiva en las técnicas de Machine Learning para astronomía, con un nuevo postdoc contratado (experto en algoritmos de clasificación) y con colaboraciones iniciadas con el Instituto de Inteligencia Artificial de Barcelona (España, para aplicar estas técnicas a la detección y caracterización de pulsos de rayos X en el detector X-IFU abordo de Athena) y con el MPE (Alemania, para seleccionar y caracterizar contrapartidas multilongitud de onda par fuentes de rayos X). Como parte de estos esfuerzos, el grupo ha promovido y liderado la constitución de un grupo de trabajo en Machine Learning en el IFCA.
El grupo participa continuamente en todas las actividades de diseminación y difusión realizadas por el IFCA (incluso liderando algunas), tales como las dos noches de observación astronómica realizadas desde las instalaciones del IFCA y aquellas organizadas por la ACO. Finalmente destacar, que un miembro del grupo lleva acabo la dirección del Observatorio Astronómico de Cantabria.
Cifras relevantes 2018: 6 investigadores senior, 5 postdocs contratados y 1 contratado a tiempo parcial. 5 proyectos activos, 10 publicaciones en revistas JCR líderes del área, participación activa en el máster UIMP-UC de Física de Partículas y del Cosmos.
Publicaciones Seleccionadas 2018:
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KIC 8462852: Will the Trojans return in 2021?
- Ballesteros, F.J.; Arnalte-Mur, P.; Fernandez-Soto, A.; Martínez, V.J. 2018, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 473, L21-L25
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Deep learning for galaxy surface brightness profile fitting
- Tuccillo, D., M. Huertas-Company, E. Decencière, S. Velasco-Forero, H. Domínguez Sánchez, & P. Dimauro, 2018, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 475, 894-909
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The ATHENA X-ray Integral Field Unit (X-IFU)
- Barret, D., T. Lam Trong, J.-W. den Herder, L. Piro, et al., 2018, Proceedings Space Telescopes and Instrumentation 2018: Ultraviolet to Gamma Ray, 10699, 106991G
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XMMPZCAT: A
catalogue of photometric redshifts for X-ray sources
- Ruiz, A., A. Corral, G. Mountrichas, & I. Georgantopoulos, 2018, Astronomy and Astrophysics, 618, A52
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Destacados:
KIC 8462852, también conocida como la "estrella de Tabby", es probablemente la estrella más extraña jamás observada. Durante los años que el satélite Kepler la observó, hubo una importatnte atenuación (similar a la que habría causado un planeta que la cruzara pero mucho mayor que ninguna previamente observada) y hubo dos periodos diferentes de fuerte variabilidad, altamente irregular. En el paper publicado, nuestro grupo propone que la profunda atenuación podría haber sido causada por un planeta muy grande y con anillos, mientras que los periodos irregulares podrían haber sido producidos por asteroides troyanos asociados a su órbita. En el trabajo, predecimos el inicio de una nueva fase de variabilidad irregular en 2021, y el siguiente paso del gran planeta en 2023. Este artículo atrajo mucha atención de los medios y fue por tanto clasificado en la cima de "AltMetric" durante varias semanas después de su publicación, y aun permanece dentro del 5% de los artículos líderes en esta escala.
Proyectos del grupo
Miembros del grupo
Publicaciones del Grupo
Lista de
publicaciones del grupo (total) en Astrophysics Data System (ADS)
Lista de
publicaciones del grupo (año 2019) en Astrophysics Data System (ADS)