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Separação estrelas/quasares e redshifts fotométricos de quasares em levantamentos com filtros estreitos: o papel de priors Bayesianos

Processo: 14/21148-9
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
Vigência (Início): 27 de outubro de 2014
Vigência (Término): 24 de janeiro de 2015
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Astronomia - Astrofísica Extragaláctica
Pesquisador responsável:Luis Raul Weber Abramo
Beneficiário:Carolina Queiroz de Abreu Silva
Supervisor no Exterior: Silvia Bonoli
Instituição-sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Local de pesquisa : Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón (CEFCA), Espanha  
Vinculado à bolsa:12/25503-2 - Cosmologia com quasares e AGNs, BP.MS
Assunto(s):Cosmologia (astronomia)   Galáxias   Quasares

Resumo

Os quasares são os objetos não-transientes mais brilhantes do universo. Eles traçam os halos mais massivos, e são abundantes a altos redshifts, já que sua função de luminosidade tem um pico por volta de $z~2$. Esses dois fatos implicam que quasares (e AGNs, de um modo geral) têm um grande potencial para mapear as estruturas em grandes escalas do universo. Esse potencial ainda não foi completamente realizado por meio dos levantamentos astrofísicos existentes, principalmente porque historicamente esses levantamentos se utilizam de filtros de banda larga (e.g., $ugriz$) para selecionar os targets. Porém, sem uma detecção das linhas de emissão dos quasares, seu contínuo azul pode ser facilmente confundido com estrelas, o que torna os quasares muito difíceis de serem distinguidos com base nesse tipo de observação. Além do problema da seleção, há também o problema de que, como o contínuo dos quasares é basicamente uma lei de potência, com filtros largos fica praticamente impossível obter um redshift fotométrico razoável para esses objetos. Entretanto, com o advento de levantamentos com filtros estreitos, tais como o ALHAMBRA (Molino et al. 2014), e, em pouco tempo, o J-PAS e o J-PLUS (Benítez et al. 2014), agora vislumbramos novas possibilidades para separar quasares de estrelas, assim como identificar AGNs, e obter redshifts fotométricos excelentes para milhões desses objetos. O objetivo deste projeto BEPE é explorar a eficiência da separação estrelas/quasares, assim como a acurácia dos redshifts fotométricos, quando utilizamos filtros de banda estreita (FWHM $\sim100-200$ \AA). A principal novidade da nossa técnica é o uso de priors Bayesianos, tanto para a distribuição angular de estrelas de diferentes tipos no céus, quanto para a distribuição de quasares e AGNs como função do redshift. A distribuição de estrelas na Via Lactea pode ser estimada através de observações ou por meio de modelos empíricos, tais como o modelo de Besançon. Já a distribuição de quasares e AGNs pode ser obtida por meio de suas funções de luminosidade (ou seja, do mesmo modo que é feito para galáxias). A evidência resultante desses priors gera uma mistura das probabilidades posteriores de estrelas e quasares, permitindo que controlemos melhor essa que é uma das principais fontes de erros sistemáticos em levantamentos de quasares. De modo a estudar esses problemas, vamos utilizar dados do ALHAMBRA e dados simulados através de observações do SDSS e do zCOSMOS. A coordenadora no exterior desta BEPE é a Dra. Silvia Bonoli (CEFCA), que é uma especialista na conexão entre quasares e as estruturas em grandes escalas, assim como a relação entre quasares e seus ambientes. A Dra. Bonoli já começou a trabalhar com dados do ALHAMBRA, utilizando o código de redshifts fotométricos LePhare. A estudante, Carolina Queiroz A. Silva, por sua vez, já tem experiência tanto no LePhare quanto no código BPZ (que também é um dos melhores softwares de extração de redshifts fotométricos). Ela também é proficiente no uso do Modelo de Besançon, e classificou todas as estrelas que constam do "everything survey" do SDSS. Finalmente, a aluna já determinou todo o sistema de priors e evidências que devem ser utilizados para calcular as probabilidades posteriores de objetos pontuais serem quasares, estrelas, galáxias, etc., assim como os redshifts fotométricos. Um outro problema crítico que devemos atacar é o enriquecimento dos conjuntos de templates (SEDs médias de objetos de diferentes tipos), em particular para estrelas, quasares e AGNs. Plenejamos testar diversas combinações diferentes desses conjuntos de templates, de forma a encontrar aquele que maximiza a completeza e pureza dos catálogos de quasares e AGNs. (AU)