Divulgación

Boletín especial de la SEA

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El proyecto ALHAMBRA

ALHAMBRA (Advanced Large Homogeneous Area Medium Band Redshift Astronomical Survey) se planteó como un proyecto para el estudio sistemático de la evolución y de la varianza cósmicas. Dada la estrategia de observación, un cartografiado fotométrico con filtros de banda media, los datos pueden ser de gran relevancia para otros muchos campos de la Astrofísica. La composición del equipo que se formó (el Core Team) refleja esa variedad de intereses científicos, además de la voluntad de coordinar los esfuerzos para optimizar los recursos humanos e instrumentales existentes.

En efecto, se trataba en ese momento de abordar problemas de gran envergadura, con importante necesidad de horas de observación, utilizando los recursos que los nuevos acuerdos sobre el Observatorio de Calar Alto ponían a disposición de la comunidad española. También quedó definido desde el inicio el Extended Team compuesto por científicos de diferentes instituciones que manifestaron el interés por el proyecto y su apoyo explícito sin formar parte de ese Core Team. Los planteamientos científicos, organizativos y de funcionamiento se recogieron en el ALHAMBRA-Book. El Core Team se ha responsabilizado de la definición, implementación y desarrollo del proyecto, manteniendo reuniones periódicas para coordinar el trabajo y decidir las líneas de actuación.

Las observaciones se han llevado a cabo con el telescopio de 3.5m de diámetro del Observatorio de Calar Alto. En el óptico se utilizó la cámara LAICA, con 4 chips que cubre cada uno 15'x15'(http://www.caha.es/CAHA/Instruments/LAICA/index.html), instalada en el foco primario del telescopio. Las observaciones comenzaron en Septiembre de 2005. Los datos en IR próximo se obtuvieron con la cámara Omega2000, con un campo de 15.4‘x15.4’ (http://www.caha.es/CAHA/Instruments/O2000/index.html), instalada también en el foco primario del telescopio. Las observaciones comenzaron en Agosto de 2004.

Para alcanzar la profundidad fotométrica requerida se estimaron tiempos de exposición de 100.000s por cada apuntado de LAICA (20 filtros; 4 chips) y 15.000s por cada apuntado de Omega2000 (tres filtros; 1 chip). De modo que para completar los 4 grados cuadrados del cartografiado eran necesarias un total de 711 horas “on target”, de las que se han completado 692. El tiempo total en el telescopios ha sido de algo menos de 2700 horas, que da una eficiencia total del sistema, una vez tenidos en cuenta los overheads instrumentales, las incidencias técnicas de todo tipo y la meteorología, del 26% aproximadamente. Desde 2008 las observaciones se hicieron en modo servicio. También se han obtenido datos en modo de colas, con observaciones intercaladas con otros proyectos. Las observaciones se han prologado hasta 2011, si bien de Julio de 2010 a marzo de 2011 fueron interrumpidas debido a los problemas que aparecieron en el telescopio. El área completamente terminada, con datos válidos en todos los filtros, es de 3.5 grados cuadrados.

En este punto es de justicia reconocer y agradecer el esfuerzo y la capacidad del personal de Calar Alto a lo largo de todos esos años para que los datos de ALHAMBRA pudieran ser obtenidos en las mejores condiciones posibles. La principal novedad del proyecto ALHAMBRA en cuanto a estrategia de observación es el uso de filtros especialmente diseñados para maximizar tanto la precisión como la profundidad de los z-fotométricos, una vez fijado el tiempo total de observación (Moles et al, 2005, astro-ph/0504545; Benítez et al. 2009, ApJ, 692, L5). Se trata, en el óptico, de un sistema de 20 filtros contiguos de igual anchura (FWHM = 320Å), que satisfacen un estricto criterio de contigüidad para que no se produzca ningún efecto de selección con el redshift y maximicen el número de objetos con buena determinación de z. El sistema fotométrico que definen ha sido caracterizado y calibrado con respecto a otros sistemas (Aparicio Villegas et al, 2010, AJ, 139, 1242). Los paquetes de reducción de los datos han sido preparados por miembros del Core Team. Incluyen un detallado análisis de calidad, comenzando por el estudio de parámetros básicos durante la toma de datos tales como seeing, transparencia atmosférica y fondo de cielo. Se han corregido también con gran precisión todos los efectos de flat-field, fringing u otros efectos instrumentales. La validez y consistencia de los datos en el IR próximo ha sido analizada y presentada (Cristóbal-Hornillos et al 2009, ApJ, 696, 1554). Los datos ponen de manifiesto que se ha alcanzado la profundidad fotométrica propuesta inicialmente, llegando a AB (5σ, apertura=3”) ≤ 23.5 en todos los filtros ópticos (excepto los más rojos) y a AB (5σ, apertura = 3”) ≤ 24, 23, 22 en JHK, respectivamente.

En cuanto a los z-fotométricos, la expectativa del proyecto era alcanzar una precisión de δz/(1+z) ~ 0.015 para toda la muestra detectada con suficiente relación S/N. Como se explica en la contribución de Alberto Molino, la precisión alcanzada es de 1.12%, con la posibilidad de obtener precisiones claramente por debajo del 1% para determinadas familias de objetos.

Simultáneamente con este boletín se hace público el catálogo que contiene las fuentes con mayor precisión de foto-z, un total cercano a las 100.000, lo que denominamos el ALHAMBRA Gold Sample. El catálogo completo, con más de 400.000 fuentes e incluyendo la función de densidad de probabilidad para el z-fotométrico de cada fuente, será publicado a mediados de Noviembre/2013, coincidiendo con la próxima reunión del Core Team del proyecto en Granada. Esta reunión será abierta y se invitará al Extended Team y a toda la comunidad.

Fragmento del campo 2 de ALHAMBRA (procesado V. Peris)

Si bien ya se han publicado algunos resultados a partir de los datos de ALHAMBRA (ver la página web del proyecto), lo más específico e importante podrá abordarse a partir de ahora, con todos los datos ya disponibles. ALHAMBRA se proponía estudiar la evolución cósmica y la varianza, entre otros problemas. Los datos invitan a ser optimistas y a prever que se podrá hacen contribuciones significativas en esos dominios, muy particularmente en la caracterización de la función de luminosidad. También hay ya grupos de trabajo explorando la capacidad clasificatoria del nuevo sistema fotométrico para estrellas y para el estudio del contenido del halo galáctico, la detectabilidad de QSOs (Matute et al. 2012, AA, 542, A20), la identificación y caracterización de grupos y cúmulos de galaxias, el análisis de la morfología de las fuentes, la detección de objetos con colores extremos, o para analizar el contenido estelar de las galaxias, incluido el estudio 2D de las que están suficientemente resueltas.

Además de los resultados científicos inmediatos que ALHAMBRA está proporcionando y va a proporcionar, hay otro aspecto también clave a resaltar. El avance que se ha producido en la capacidad para aumentar la precisión y fiabilidad de los z-fotométricos y en las técnicas para su calibración, supone un significativo avance en el uso de la estrategia de filtros intermedios-estrechos y respalda los proyectos que, a partir de la experiencia con ALHAMBRA y otros proyectos de similar estrategia, se están planteando para extender este tipo de cartografiados con filtros intermedios/estrechos a todo el cielo observable.

Moles et al., 2008, AJ, 136, 1325

Mariano Moles
IP del Proyecto ALHAMBRA.CEFCA, IAA/CSIC

 


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