Introducción y objetivo

Esta actividad aborda el uso de la herramienta Aladin, un atlas interactivo del cielo desarrollado por el Centro de Datos Astronómicos de Estrasburgo (CDS). El objetivo principal es familiarizarse con las funciones básicas de Aladin y aplicarlas al análisis de la galaxia NGC 2997.

Método

Para analizar la galaxia NGC 2997 se han establecido los siguientes pasos:

1. Búsqueda y descarga de imágenes: se ha utilizado la base de datos NED para localizar y descargar imágenes de NGC 2997 en diversas bandas desde el telescopio Danés.
2. Carga de imágenes en Aladin: se ha llevado a cabo la carga de las imágenes descargadas en la herramienta Aladin.
3. Calibración astrométrica: se ha realizado la calibración astrométrica utilizando estrellas de referencia.
4. Descripción morfológica global: se ha analizado la morfología de NGC 2997 en diferentes filtros, destacando características específicas como el bulbo, el disco y las bandas de polvo.
5. Creación de imágenes RGB: se han combinado diferentes filtros para generar imágenes compuestas en color verdadero. Esto resalta propiedades globales de la galaxia y de su estructura.
6. Superposición de observaciones de radio: se ha integrado datos de radio a 1.4 GHz mediante la superposición de un mapa de contornos en una imagen compuesta RGB.

Estos pasos combinados brindan una metodología integral para analizar NGC 2997, desde la obtención de datos hasta la visualización y la interpretación detallada de las distintas características de la galaxia.

Calibración astrométrica de las imágenes en todas las bandas

El objetivo de la calibración astrométrica es establecer una transformación entre el sistema de referencia de la imagen y un sistema de referencia astronómico. Para ello, se ha identificado de forma manual diferentes estrellas cuya posición es conocida en ambos sistemas, generando como resultado las siguientes imágenes calibradas:

Cada una de las crucetas de color rojo en la figura Figure 1 representa una estrella identificada. Esto permite realizar un apilado o stacking de las imágenes de forma correcta.

El apilamiento de imágenes astronómicas es una técnica comúnmente utilizada en astrofotografía para mejorar la calidad y la señal de las imágenes. Esta técnica implica combinar múltiples imágenes tomadas del mismo objeto celeste para producir una imagen final más detallada y con menos ruido.

Creación de imágenes RGB en distintos filtros

Filtros I, Hα y B

La Figure 2 muestra la imagen resultante de combinar los filtros I, Hα y B. Destacan las siguientes regiones:

• Regiones azules (disco): las regiones azules pueden indicar áreas donde hay formación estelar activa, ya que las estrellas jóvenes y masivas tienden a emitir luz en las longitudes de onda azules.

• Regiones rojizas (bulbo): el color rojo resalta el bulbo de la galaxia NGC 2997. El bulbo es la región central densa y esférica de una galaxia, compuesta principalmente por estrellas más antiguas. Estas estrellas más antiguas, con su luz predominantemente en longitudes de onda rojas, contribuyen a la tonalidad rojiza en el bulbo.

• Regiones verdes (hidrógeno ionizado HII): las regiones verdes en la imagen compuesta corresponden a la presencia de hidrógeno ionizado, específicamente regiones HII. Estas son áreas donde el gas de hidrógeno se ha ionizado debido a la radiación ultravioleta de estrellas jóvenes y calientes. Destaca la actividad de formación estelar en NGC 2997, ya que las regiones HII son sitios donde se están creando nuevas estrellas.

Filtros I, V y B

La Figure 3 muestra la imagen resultante de combinar los filtros I, V y B. Destacan las siguientes regiones:

• Regiones azules (disco): al igual que sucedía en la imagen anterior, las regiones azules se corresponden con el disco galáctico. No se aprecian grandes diferencias con la imagen anterior salvo a pérdida de iluminación en la imágen, una posible consecuencia del procesado.

• Regiones rojizas (bulbo): la asignación de color rojo continua resaltando el bulbo de la galaxia NGC 2997. Sin embargo, al no haber incluido el filtro Hα, esta región aparece con una intensidad mucho más leve. La región se aprecia mucho menos difuminada, pudiendo apreciarese en mejor detalle la extensión del bulbo.

El principal objetivo de esta imágen es tratar de obtener una representación similar a la que el ojo humano puede dar. Comparándola con la anterior imágen, vemos la necesidad de utilizar filtros más allá de las longitudes visibles. Así, los filtros nos permiten ver nuevas regiones y estructuras.

Filtros U, V y R

La Figure 4 muestra la imagen resultante de combinar los filtros U, V y B. Destacan las siguientes regiones:

• Regiones azules (disco): esta nueva combinación de filtros permite visualizar el disco galáctico más allá del bulbo. Se aprecian mucho mejor la extensión y el tamaño de los brazos de la galaxia.

• Regiones rojizas (bulbo y brazos internos): el rojo sigue presente como parte del bulbo galáctico. Sin embargo, parece extenderse también a las regiones más internas de los brazos de la galaxia, lo que puede indicar que las estrellas en estas zonas son más viejas que las de regiones más alejadas del bulbo.

En esta nueva combinación de filtros, se logra una visualización mejorada del disco galáctico más allá del bulbo mediante regiones azules. La combinación UVR incluye bandas ultravioleta y azul, lo que permite capturar detalles finos y características de objetos celestes que emiten fuertemente en estas longitudes de onda más cortas.

Mapa de niveles de radio superpuesto a imagen RGB

En este paso del trabajo se utiliza la imagen en radio obtenida por el Very Large Array (VLA) para crear un mapa de contornos de emisión de radio, es decir, líneas que conectan puntos de emisión es constante. Este tipo de mapa proporciona información sobre la distribución espacial de la radiación en la longitud de onda de radio de 1.4 GHz.

La elección de tantos niveles ha sido de 8 niveles. Esto permite visualizar diferentes intensidades de emisión en radio. La variación en los niveles puede revela detalles sutiles en la distribución de la radiación, como regiones de mayor o menor actividad.

• Región del bulbo: presenta una gran actividad en radio, mostrando un gradiente de niveles de mayor a menor intensidad a medida que aumenta la distancia desde el bulbo. Esto podría indicar la presencia de un AGN, pudiéndose tratar de un agujero negro supermasivo.

• Brazos galácticos: la emisión de radio en los brazos galácticos se asocia comúnmente con la formación estelar activa en regiones donde hay estrellas jóvenes y masivas. Este fenómeno implica la emisión de electrones de alta energía, que al moverse a través de campos magnéticos generan radiación sincrotrón en la banda de radio.

• Disco galáctico lejano: presenta una emisión uniforme en radio a lo largo de una línea de contorno. Esta línea puede ser indicadora del límite de la galaxia donde la mayoría de cuerpos estelares está concentrada. A partir de esta línea, es el polvo quién domina en número.

Conclusión

En esta actividad guiada, se ha llevado a cabo un exhaustivo análisis de la galaxia NGC 2997 utilizando la herramienta Aladin y datos provenientes del telescopio Danés y del Very Large Array (VLA). Los pasos incluyeron la búsqueda y descarga de imágenes, la calibración astrométrica, la creación de imágenes compuestas en distintos filtros y la superposición de observaciones de radio.

La calibración astrométrica resultó crucial para establecer una correcta transformación entre el sistema de referencia de la imagen y el sistema astronómico, permitiendo un apilamiento preciso de las imágenes. La combinación de filtros en la creación de imágenes RGB reveló diversas características de NGC 2997, desde las regiones de formación estelar en azul hasta el bulbo en rojo, proporcionando una representación visual detallada.

La superposición de observaciones de radio mediante un mapa de contornos en la imagen RGB permitió analizar la distribución de la emisión en radio a 1.4 GHz. Se identificaron regiones de intensa actividad en el bulbo, los brazos galácticos asociados a formación estelar activa, y el disco galáctico lejano, donde la emisión en radio fue uniforme.