Diagramas de color-magnitud extra-galácticos2 stars

Pre-requisito – Esta actividad está escrita asumiendo que has tenido experiencia clasificando galaxias en Galaxy Zoo y entiendes los conceptos de magnitud y color en astronomía.
 Recomendado – Pre-vuelo – magnitud y Lanzamiento – Color

Cuando buscamos patrones en datos astronómicos, una de las herramientas favoritas de los astrónomos que estudian galaxias es una gráfica llamada diagrama color-magnitud. Cuando representamos la distribución de color frente a su brillo absoluto (magnitud) para cientos de miles de galaxias, observamos algunos patrones interesantes. En esta actividad, exploramos esta gráfica y vemos cómo se puede usar para comparar distintas poblaciones de galaxias.

Comienza en Galaxy Zoo

 

• Ve a Galaxy Zoo.

• Pulsa en el icono de la parte superior izquierda para revelar la cabecera de identificación.

• Identifícate. Necesitarás clasificar unas pocas galaxias antes de empezar esta actividad. Añade algunas de ellas a tus favoritos. Las necesitarás más adelante. El botón “favoritos” (favourites) se encuentra disponible en la página de clasificación.

Imagen: Recuadro de ingreso a la cuenta de Galaxy Zoo. De izquierda a derecha esta el recuadro para ingresar el “nombre de usuario” (username), el recuadro para la “clave” (password), el botón de “iniciar sesión” (Login) y el botón de “registrarse” (Sign Up).

Abre una de tus galaxias favoritas en Zoo Tools

Antes de que conozcamos el diagrama color-magnitud de galaxias necesitamos encontrarlo. Los pasos siguientes te mostrarán una forma de abrir tu tablero de herramientas y empezar a usar Zoo Tools. Si necesitas más ayuda, el video te muestra cómo hacerlo.

•  Ve al menú “perfil” (profile) en Galaxy Zoo.

•  Escoge una galaxia de tus favoritos (favourites) que quieras ver en Zoo Tools.

•  Pulsa dentro de la galaxia de tu elección para ver los detalles de ese objeto en la herramienta “Examinar” (Examine).

•  Pulsa en el enlace “Discutir esto” (Discuss this). Esto te lleva a un nuevo ambiente llamado “Hablar” (Talk) en una nueva pestaña.

•  Pulsa el botón “Abrir en Herramientas” (Open in Tools) cerca de la parte superior derecha de la página.

•  El cuadro de Zoo Tools se abre en una nueva pestaña y genera tres herramientas para que puedas comenzar.beaker small

Video: El audio de este video está en inglés.

Cargar Datos de galaxias en la herramienta color-magnitud

Una vez que los datos hayan sido importados a Zoo Tools, podrás analizarlos usando cualquiera de los utensilios dentro de la pestaña “Herramientas” (Tools), la cual se encuentra en la parte de arriba de la página. Usaremos la opción “Color-Magnitud” (Color Magnitude). Más tarde repetiremos estos pasos para importar conjuntos grandes de galaxias.

• Desde la pestaña “Herramientas” (Tools), pulsa el botón “Color-Magnitud” (Color-Magnitude) para abrir esta herramienta.

• El diagrama se abre sin datos. Para mostrarlos, escoge un conjunto de datos del menú desplegable llamado “Fuente de Datos” (Data Source). En la mayoría de los casos, los datos que importes tendrán la etiqueta “Zooniverse – 0”.

•  El diagrama se reabre con la posición de tu favorito representado en la gráfica.

Explora el Diagrama Color-Magnitud

beaker smallComo en cualquier gráfica, el primer paso es observar y comprender cómo se etiquetan los ejes. El color se representa en el eje Y. El color en astronomía es la medida que resulta de restar la magnitud de un objeto medida en filtros diferentes, en este caso u-r. Según te mueves hacia arriba en la escala, el objeto se vuelve más rojo. Recuerda, si el valor de r baja, el objeto es más brillante en ese filtro.
La magnitud absoluta se representa en el eje X. Este número se calcula en el SDSS. La magnitud medida y la distancia estimada de cada galaxia a la Tierra se usan para determinar qué tan brillante serían las galaxias si todas estuvieran a la misma distancia de la Tierra.

Imagen: Arriba se muestra la “Secuencia roja” (The Red Sequence) y la “Nube azul” (The Blue Cloud).

La relación de color a magnitud absoluta se representa para todas las galaxias que formaron parte de Galaxy Zoo II. Esto representa un conjunto de unas 300,000 galaxias del SDSS que están relativamente cerca.
Los colores que ves son el resultado de agrupar todas las galaxias que caen dentro de un mismo intervalo. Los intervalos con muchas galaxias se representan con un color rojo oscuro y los que tienen menos se representan con colores azules o blancos. Los colores que se usan para la gráfica no tienen nada que ver con los colores reales de las galaxias que se representan.
Puedes observar un patrón definido en la distribución de datos que es común a todos los diagramas color-magnitud de galaxias. Los astrónomos llaman a la región densa en color rojo oscuro, que se encuentra en la parte superior izquierda “secuencia roja” (red sequence), mientras que la parte menos poblada a la derecha se le llama “nube azul” (blue cloud).

 

beaker smallEsta herramienta tiene algunas características que nos permite explorar esta gráfica con más detalle:

Imagen: El eje x corresponde a la magnitud absoluta en la banda R en unidades de magnitudes (Abs R (mag) ).

•  Regresa al diagrama color-magnitud que tenías abierto.

•  Mantén el cursor sobre una de las regiones coloreadas de la secuencia roja.

•  Conforme mueves el ratón sobre los distintos intervalos de la gráfica, esta herramienta te mostrará una o más muestras de galaxias a la derecha.

•  Haz observaciones cuidadosas. Prueba con otras áreas de la gráfica. ¿Qué observas?

 

Una última cosa que notar acerca de esta gráfica es el despliegue del rango en la parte inferior. Si mueves el ratón sobre diferentes intervalos de la gráfica, el despliegue cambia. El intervalo más común de los 3505 que se muestran recibe el rango 0/3505. También puedes ver el percentil para dicho rango. En el caso de 0/3505 el percentil es 100. Esto significa que 0% de los demás intervalos de la gráfica contienen más galaxias que ese. Si el percentil es 85 entonces sólo el 15% de los demás intervalos contienen más galaxias. El percentil de cada rango se calcula usando el rango y dispersión de los datos que se consideran.
beaker smallCuando cargas datos de galaxias individuales en el diagrama puedes ver cómo son respecto a una población mucho más grande de galaxias. Veamos cómo se hace esto.

Imagen: El eje x corresponde a la magnitud absoluta en la banda R en unidades de magnitudes (Abs R (mag) ). El eje y corresponde al color (Color) de las galaxias. Además se muestra un acercamiento del recuadro inferior donde se muestra el rango (Rank) del intervalo seleccionado con el ratón y el percentil (percentile) correspondiente.

Listo, Apunta, Colecciona

Para tener un sentido real de la información de esta gráfica y cómo usarla, vas a elegir un lugar del diagrama que te interese y volver a la página “Hablar” dentro de Galaxy Zoo (Galaxy Zoo Talk) para crear un conjunto de galaxias que crees que caen en esa región. Una vez tengas ese conjunto, mándalo a Zoo Tools, mira los datos en un diagrama color-magnitud y analiza qué tan cerca quedaste de tu objetivo. Sigue los siguientes pasos.

Escoge una región en el diagrama color-magnitud como tu objetivo.

    Cuando elijas una región del diagrama color-magnitud para explorar, recuerda: si eliges una región donde hay pocas galaxias representativas de la población total, te va a ser difícil crear una colección. Escoge un intervalo del gráfico como tu punto central y anota su rango.

Estudia galaxias representativas alrededor de tu punto central.

    Pasa el ratón sobre el diagrama para ver las características de las galaxias en distintos intervalos alrededor de tu punto centro. Crea una descripción que te pueda ayudar a buscar imágenes similares posteriormente. 

Vuelve a Galaxy Zoo Talk y crea una colección de galaxias.

    beaker smallQuieres que tu colección de galaxias se quede lo más cerca posible de las características que describiste en el paso anterior. Hay distintas maneras de proceder a la hora de identificar imágenes y añadirlas a tu colección. Si nunca has creado una colección antes, intenta usar la herramienta de búsqueda para encontrar las características que has identificado. Para más ayuda descarga Trabajando con Colecciones en Talk. Precaución – Sólo las imágenes del SDSS pueden representarse en el diagrama color-magnitud en Zoo Tools.

Imagen: Colecciona solo imágenes del SDSS

Abre tu colección en Zoo Tools

Es hora de que veamos qué tal hiciste tu colección en una región concreta del diagrama color-magnitud. Sigue los mismos pasos que seguiste anteriormente para abrir un objeto en Zoo Tools. Esta vez abre la colección completa que creaste.

 

Video: El audio de este video está en ingles

•  Si estás comenzando en Galaxy Zoo ve a “Discutir esto” (Discuss this) y luego a “Hablar” (Talk).

•  Pulsa en el enlace de perfil en la parte superior de la página.

•  Abre la colección que quieres usar.

•  Busca el botón “Abrir en Herramientas” (Open in Tools) en la parte superior derecha de la página. Cuando pulses este botón tu colección completa se abrirá en Zoo Tools.

•  Tres herramientas están activadas de forma automática cuando importas objetos o colecciones desde “Hablar” (Talk). Ordénalos en la ventana de tal manera que puedas ver todos tus objetos al mismo tiempo.

 

Revisa tu colección – Borra objetos si es necesario

Nota que cuando seleccionas una línea en la ventana de datos (generalmente con la etiqueta Zooniverse-0), la línea en la tabla se ilumina automáticamente. Al mismo tiempo el visor muestra dicha imagen. Esto es muy útil para revisar tu colección por última vez antes de abrirla en el diagrama color-magnitud. Si ves objetos que no quieres que sigan formando parte de tu colección, simplemente selecciona esos objetos en la tabla de datos y pulsa “X” para quitarlos de la lista. Se eliminarán de cualquier herramienta que hayas utilizado con estos datos. El vídeo de ayuda en esta sección demuestra cómo funciona.

Carga tu colección de datos en el diagrama color-magnitud

Tal y como en el caso de una galaxia, usa la herramienta color-magnitud para hacer una gráfica de tus datos:

•  Desde tu página de colecciones pulsa el botón “Abrir en Herramientas” (Open in Tools). Zoo Tools se abrirá automáticamente.

•  Pulsa la pestaña de “Herramientas” (Tools) en Zoo Tools.

•  Selecciona la herramienta “color-magnitud”.

•  Selecciona la fuente de datos del menú desplegable. A pesar de que puedes usar cualquier conjunto como tu fuente de datos, en este caso Zooniverse-0 contiene los datos que necesitas.

•  Los puntos de datos para tu colección se cargarán automáticamente.

Guarda y analiza tus resultados

¿Qué tal lo hiciste? ¿Qué tan cerca te quedaste de tu área objetivo? ¿Eran algunos tipos de galaxias más difíciles de buscar que otros? ¿Qué has descubierto?