The low surface brightness Universe: the last frontier.

Abstract

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.