Grupo de Investigación en Sistemas Estelares Extragalácticos y su Contexto Cosmológico

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Curso: Astronomía en la era de la espectroscopía 3D - reducción y análisis de datos





El curso tiene por objetivo brindar a los asistentes las herramientas básicas para comprender y analizar datos de espectroscopía de campo integral (3D) de los espectrógrafos más importantes del momento en el óptico y el IR, con especial énfasis en la nueva unidad IFU del instrumento GNIRS (Gemini-NearIR Spectrograph) recientemente instalada en Gemini Norte.
La actividad, abierta a toda la comunidad de la FCAG, está especialmente dirigida a estudiantes de posgrado e investigadores que deseen hacer uso de datos de espectroscopía 3D en el óptico y el IR. Sin embargo, varios de los aspectos abarcados por el curso pueden ser de interés también para estudiantes de la Lic. en Astronomía.


Programa



Durante la última década, los principales observatorios del mundo se han equipado con espectrógrafos de campo integral. VLT, Gemini y el telescopio espacial James Webb entre otros cuentan con sofisticados instrumentos capaces de generar cubos de datos que nos proveen de información espectroscópica espacialmente resuelta de los objetos observados, desde el óptico al IR cercano. Por este motivo se conoce esta etapa de la astronomía observacional como la Era de las IFUs. Grandes relevamientos como MaNGA permiten acceder a cubos de datos reducidos y calibrados de ~10000 galaxias del universo local. Entender cómo procesar, visualizar y analizar este tipo de datos es hoy una capacidad necesaria para cualquier investigador que pretenda hacer uso de ese caudal de datos. En este curso pretendemos brindarle a los asistentes las herramientas para permitirles ser parte de esta revolución instrumental de la astronomía observacional.

El curso propone seis aspectos a desarrollar:


  1. Introducción: conceptos básicos de espectroscopía 3D. Diferentes tipos de espectrógrafos en el óptico y el IR.
  2. Características técnicas de los principales espectrógrafos: SINFONI, PPAK, MUSE, GMOS, GNIRS.
  3. Gemini GNIRS-IFU: el modo baja resolución de GNIRS-IFU. Reducción de los datos con Gemini-IRAF.
  4. Visualización y análisis de los cubos de datos utilizando QFITSView y DS9.
  5. Grandes relevamientos de espectroscopía campo integral: CALIFA, MaNGA y Amusing.
  6. Casos científicos. Definición de un problema científico, selección de muestras, descarga de datos y análisis de cubos. Elaboración de un informe con los resultados obtenidos.


Docentes: el curso de dictará en el marco de la designación del Dr. Damián Mast como Profesor Visitante de la FCAG. Contará con la colaboración de la Dra. Victoria Reynaldi y el Dr. Favio Faifer.


Carga horaria total: 30 hs (8 hs de teoría, 12 hs de práctica/tutorías guiadas, y 10 hs de consulta).


Cronogramas: se dictará desde el lunes 23 de octubre al viernes 3 de noviembre.


Metodología: el curso se dictará en dos etapas. La primera incluirá dos clases teóricas de 2 hs. donde se expondrán los conceptos básicos de espectroscopía 3D, su evolución histórica y los diferentes tipos de espectrógrafos de campo integral. Se expondrán los aspectos básicos del proceso de reducción de datos. La segunda etapa consistirá de clases prácticas que, a su vez, se dividirán en dos partes. En la primera los asistentes deberán atravesar el proceso de selección de los objetos, búsqueda y descarga de los datos de archivo con sus calibraciones, reducción, generación de los cubos de datos finales y análisis para su explotación científica. La segunda parte de la práctica consistirá en el análisis de cubos de datos provenientes de grandes relevamientos de espectroscopía 3D como CALIFA y MaNGA. Los asistentes deberán elegir un caso científico, definir una muestra, descargar los cubos de datos y proceder al análisis. Todas estas etapas serán realizadas bajo la supervisión de los docentes del curso en forma presencial durante las dos primeras semanas, y en forma virtual y presencial las 6 semanas siguientes. Se destinará un total de 2 hs. a la etapa práctica y luego 10 hs más para consultas virtuales/presenciales con los docentes locales en horarios previamente establecidos.


Modo de evaluación: durante la segunda parte de la etapa práctica, los asistentes habrán seleccionado un caso científico que tratarán de estudiar mediante una muestra de objetos seleccionados de grandes relevamientos de espectroscopía 3D. Al finalizar el curso, quienes pretendan contar con la posibilidad de acreditarlo a su formación, deberán entregar un informe describiendo el problema elegido, las características de la muestra, el procedimiento seguido y los resultados obtenidos. El informe será evaluado por los docentes, y una vez aprobado por éstos, se dará por aprobado el curso.


Requisitos: el curso hará uso del último paquete de reducción Gemini-IRAF disponible, así como las herramientas de análisis y visualización QFITSView y DS9. Los/as interesados/as deberan traer sus propias laptops, y es deseable que cuenten con la última versión de Gemini-IRAF funcionando. Se proporcionarán los links de descarga y las instrucciones de instalación de todas las herramientas, como ayudas para resolver problemas individuales.



INSCRIPCIÓN: completar el formulario en este link: ESPECTROSCOPIA 3D - Damián Mast


La mayoría de la información suministrada en el curso, así como los datos que se usarán se encuentra disponibles en los siguientes links:


Los paquetes y programas a utitlizar se pueden encontrar en los siguientes links:


¿No tenés el IRAF instalado? No desesperes, es muy simple de instalar a través de conda! Comunicate con favio@fcaglp.unlp.edu.ar


Bibliografía:

  • Galaxies and galactic structure, Debra Meloy Elmegreen. New Jersey : Prentice Hall, c1998. QB 857 E455 1998.

  • Spectroscopic Instrumentation: Fundamentals and Guidelines for Astronomers, T. Eversberg and K. Vollmann. Springer Praxis Books. ISBN 978-3-662-44534-1. Berlin: Springer-Verlag, 2015.

  • 3D Spectroscopy in Astronomy, Evencio Mediavilla , Santiago Arribas , Martin Roth , Jordi Cepa-Nogué , Francisco Sánchez, Cambridge, UK: Cambridge University Press, 2011.

  • Galactic astronomy, James Binney and Michael Merrifield. Princeton, NJ : Princeton University Press, 1998. (Princeton series in astrophysics) QB857 .B522 1998.

  • Galactic Dynamics: Second Edition, James Binney and Scott Tremaine. ISBN 978-0-691-13026-2 (HB). Published by Princeton University Press, Princeton, NJ USA, 2008.

  • Optical Astronomical Spectroscopy. Series: Series in Astronomy and Astrophysics, ISBN: 978-0-7503-0346-0. Taylor and Francis, Editado por C Kitchin, vol. 3

  • Astrophysical Techniques, C. R. Kitchin, 2020. Boca Raton: CRC Press. OCLC: 1175922311. ISBN: 0-429-95699-1, eISBN: 9780429491139.