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Título

Detección de fuentes extragalácticas en mapas de la radiación del fondo cósmico de microondas mediante técnicas multifrecuenciales

AutorLanz, L. F.
DirectorHerranz, D. ; López-Caniego, M.
Fecha de publicaciónfeb-2016
EditorCSIC-UC - Instituto de Física de Cantabria (IFCA)
ResumenLa observación y análisis de la Radiación de Fondo Cósmico de Microondas es esencial para tratar de entender el universo temprano y sus propiedades. Al observar el cielo en el rango de las microondas, se puede apreciar que junto a dicha radiación aparecen otras de origen galáctico (de la Vía Láctea) y extragaláctico, así como ruido introducido por nuestros instrumentos de medición. Para estudiar y analizar adecuadamente cada una de estas componentes, es necesario el desarrollo de técnicas que nos permitan separar dichas componentes. En el caso de las fuentes extragalácticas, que se muestran mayoritariamente como objetos puntuales debido a la pobre resolución angular de los experimentos, los filtros lineales han sido unas herramientas que han demostrado su eficacia. Hasta la llegada de los experimentos WMAP de la NASA y Planck de la ESA, había un agujero en nuestro conocimiento de los objetos extragalácticos en el rango de frecuencias entre 20 y 1000 GHz, agujero que ha empezado a ser cubierto con Planck. Como se ha dicho previamente, los filtros lineales son herramientas que han demostrado su utilidad en este campo. Sin embargo, los últimos resultados muestran que los filtros monofrecuenciales (es decir, que filtran un mapa cada vez), que son los que se han venido usando hasta ahora, muestran un "plateau" en su curva de eficiencia, siendo necesario el desarrollo de otros dispositivos más sofisticados. Este es el objetivo de esta tesis. Se ha modificado una herramienta ya existente, el multifiltro adaptado (Herranz et al., 2002), para adecuarla a la detección de fuentes compactas extragalácticas. El prefijo "multi-" viene porque filtra simultáneamente dos (o más) frecuencias. La extensión a más frecuencias nos posibilita el uso de mayor información de los datos, como el cross-espectro de potencias del ruido o la localización espacial de las fuentes. Asimismo, se modelará el comportamiento espectral de las fuentes en cuestión. Todo esto redundará en una mayor potencia de nuestro método de filtrado y detección. Para verificar lo aquí dicho, se procede a aplicar el multifiltro a simulaciones realistas de la misión Planck (ver Lanz et al., 2010), y se comparará lo obtenido con los resultados que obtenidos con el filtro adaptado, su equivalente en una sola frecuencia. El número de detecciones siempre es superior para el multifiltro, especialmente a flujos bajos, donde resulta más interesante el resultado. Igualmente, también introduce menos detecciones espurias (son aquellas detecciones cuando no hay un objeto físico), siendo su fiabilidad, por tanto, más alta. Posteriormente, se procede a aplicar dicho multifiltro en datos reales del satélite WMAP a 61 y 94 GHz tras siete años de observaciones (ver Lanz et al., 2013). El número de detecciones extragalácticas (a un nivel de significancia 5σ) en ambos canales es de 119, a comparar con las 22 obtenidas (en una búsqueda no ciega) en un trabajo anterior con un filtro monofrecuencial tras tres años de observaciones a 94 GHz. Los flujos recuperados muestran un gran acuerdo con observaciones previas de calibradores, y la distribución de índices espectrales (que nos dice cómo varía el comportamiento espectral de las fuentes) sugiere un "empinamiento" (steepening en inglés) del espectro por encima de los ~70 GHz, en concordancia con otros trabajos ya publicados.
DescripciónTesis presentada para optar al título de Doctor por la Universidad de Cantabria.
URIhttp://hdl.handle.net/10261/152261
Aparece en las colecciones: (IFCA) Tesis
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