El grupo de investigación ARAE, denominado TIC-189 (tecnología de la información), fue fundado en 2001, aunque algunos de sus miembros ya iniciaron su actividad en 1990, y pertenece al Plan Andaluz de Investigación (PAI) con sede en el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en Granada.
El común denominador de la mayoría de los integrantes del grupo investigador son las observaciones multirrango de fenómenos de altas energías y modelos de síntesis de población estelar, así como la robotización de pequeńos observatorios y el desarrollo de instrumentación astronómica.
1. Líneas de investigación
Objetos compactos (Binarias de rayos X), Explosiones cósmicas de rayos-gamma (GRBs), Fuentes ópticas esporádicas (OTs) y modelos de sítesis de población estelar.
1.1. Binarias de rayos X
El estudio de las binarias X ya se inició en 1990, con el análisis e interpretación de los datos del instrumento WATCH, a bordo del satélite Granat. En particular se han estudiado los sistemas GRO J0422+32 (X-ray Nova Persei 1992) y GRS 1915+105. Del primero llegamos a descubrir su contrapartida óptica, y hemos probado que alberga probablemente un agujero negro. También observamos por vez primera, en este tipo de objetos, una explosión secundaria en 1993. Con respecto al segundo objeto, descubierto por nosotros, se ha convertido en el primer microcuásar observado en la Galaxia, a tenor de observaciones realizadas en radio. Identificamos la contrapartida infrarroja, y observamos por vez primera líneas de emisión en la banda K del IR, presumiblemente originadas en el disco de acrecimiento en torno al posible agujero negro. Observaciones multirrango han sido realizadas en otros sistemas con posterioridad (XTE J0929-29, XTE J1550-54, XTE J1650-500, XTE J1859+28).
1.2. Explosiones de rayos gamma
Las explosiones en rayos gamma (del inglés Gamma Ray Burst, GRB) son uno de los enigmas más importantes que tiene planteada en la actualidad la astrofísica de altas energías. Estas explosiones fueron inicialmente estudiadas por nosotros usando los datos de WATCH. Con objeto de identificar las contrapartidas, hemos extendido la búsqueda a otras longitudes de onda, en particular en las bandas X (con Rosat, BeppoSAX), UV extremo (con EUVE), óptico (diversos telescopios terrestres y HST), infrarrojo (diversos telescopios en tierra e ISO) y submilimétrico y radio (Plateau de Bure).
Los resultados más importantes se han conseguido en 1997, en estrecha colaboración con el grupo científico del satélite BeppoSAX dedicado al estudio de GRBs, al cual pertenece uno de los investigadores que esto suscribe. Para el caso concreto de GRB 970508, se obtuvieron las primeras imágenes tan sólo 4-5-horas después de las explosión-gamma, que ya mostraban la contrapartida óptica. Estas observaciones limitan gran parte de las teorías postuladas para explicar el fenómeno. Igualmente, se observó dicho objeto con HST y con el Interferómetro del Plateau de Bure. Sin embargo, no se llegó a detectar con el satélite ISO. Resultados positivos se consiguieron igualmente para una treintena de eventos entre 1997 y 2003.
Entre los hallazgos más destacados podemos citar la posible relación SN-GRB 980326, la primera evidencia de un chorro de emisión colimado (GRB 990123), la relación de galaxias tipo starburst con varios GRB y la relación indiscutible entre SN 2003dh y GRB 030329. En la actualidad se extiende su estudio con satélites como XMM-Newton, Chandra e INTEGRAL.
1.3. Fenómenos ópticos transitorios
Se cuestiona si alguno de estos fenómenos (del inglés Optical Transients, OT) puede estar relacionado con los GRB o no. De hecho, algunas investigaciones parecen relacionarlos con estrellas activas excepcionales, núcleos galácticos activos (AGN) o cuásares.
1.4. Modelos de síntesis de población estelar
Se han desarrollado modelos de síntesis de poblaciones estelares que abarcan la emisión debida a la evolución estelar desde radio a rayos gamma. Dichos modelos de síntesis se han usado para predecir la emisión galáctica en rayos gamma debida a la desintegración de isótopos radiactivos como el Al-26 o el Fe-60, predicciones que serán comprobadas con los datos provenientes del satélite INTEGRAL. Los modelos también permiten reproducir la emisión en rayos-X de galaxias con formación estelar y establecer correlaciones teóricas entre distintos rangos de energía. Estos modelos también son capaces de predecir la tasa de supernovas y, en un futuro cercano, las poblaciones de binarias de rayos X en regiones de formación estelar.
Este reducido grupo investiga el fenómeno de los GRBs desde hace más de 20 ańos. Con más de 200 publicaciones al respecto -entre ellas 4 en Science y 7 en Nature-, el grupo del IAA-CSIC dedicado a la observación e interpretación del fenómeno GRB lidera programas de oportunidad en todos los observatorios de nuestro país siendo integrante asimismo de la Colaboración GRACE (Gamma Ray Afterglow Collaboration at ESO) donde Espańa, a pesar de no ser aún miembro del Observatorio Europeo del Sur (ESO) está considerado al mismo nivel que los otros cinco países integrantes de la Colaboración y miembros de derecho. También se participa en proyectos espaciales como el satélite INTEGRAL de la Agencia Espacial Europea a nivel de co-investigador (Castro-Tirado), donde formando parte del conjunto de científicos dedicados al Programa Nuclear, se realizarán observaciones de GRB con los diversos instrumentos.
2. Desarrollo instrumental y tecnológico
2.1. BOOTES
BOOTES, del inglés Burst Observer and Optical Transient Exploring System es el primer observatorio robótico de Espańa, con dos estaciones, estando la primera ubicada en el Centro de Experimentación del Arenosillo (CEDEA-INTA) en Huelva y la segunda en la Estación Experimental de La Mayora (EELM-CSIC) en Málaga.
Está dedicado a la observación simultánea de GRBs y demostración del origen cósmico de los OTs. Las primeras observaciones comenzaron en 1998. Se basa en dos estaciones de observacion, separadas unos cientos de kilómetros con un pequeńo telescopio automatizado, y una serie de cámaras de gran campo. Entre los resultados más espectaculares obtenidos hasta la fecha, destaca la detección de una fuente óptica transitoria en la zona de error de GRB 030313 y una serie de imágenes obtenidas simultáneamente a GRBs tanto de larga como de corta duración (más información en www.iaa.es/bootes).
2.2. BOOTES-IR
En este último campo, a partir del grupo de Astrofísica Robótica y de Altas Energías del IAA-CSIC, el grupo de científicos y tecnólogos que conforman el consorcio BOOTES-IR, se ha formado con el objetivo de dotar a nuestro país, por medio de una inversión económica modesta, del primer telescopio robótico IR del Hemisferio Norte. No es sólo la capacidad de hacer ciencia de primera magnitud lo que ha motivado la creación del consorcio, sino la posibilidad de formar a tecnólogos en el campo de la instrumentación IR, de robotización y de control telemático (más información en www.iaa.es/bootes-ir).
En los heterogéneos campos de la Astrofísica que se esperan abarcar con BOOTES-IR durante los periodos de tiempo en los cuales no hay alertas de GRB, existen igualmente destacados especialistas dentro del consorcio. Éstos poseen dilatada experiencia en observaciones IR y estudios teóricos de diversos objetos (desde Sistema Solar hasta Astronomía Extragaláctica). Igualmente presentan en su conjunto numerosas publicaciones en revistas especializadas tan prestigiosas como Nature y lideran propuestas en satélites como INTEGRAL en relación a fuentes transitorias de rayos X en fase de erupción (IP: Castro-Tirado, ID: 120168) o a binarias de rayos X del tipo Be.
2.3. OTROS PROYECTOS
Por lo que respecta a la instrumentación, varios de los componentes del equipo tienen amplia experiencia en el desarrollo de instrumentación tanto en Tierra como en el Espacio. En Tierra se ha desarrollado una cámara óptica para registrar todo el cielo cada minuto (CASANDRA) patentada y licenciada a una empresa española, instalada en todas las estaciones BOOTES así como en otros puntos de la península ibéria. Otras iniciativas que se están llevado a cabo actualmente son un espectrógrafo (COLORES) para el telescopio TELMA de 0.6m, un polarímetro (EDIPO) para un telescopio de 1.5m, y un concepto de instrumento para trabajar tanto en el óptico como en el IR con capacidad de alta resolución temporal y espectróscopica de media resolución (OCTOCAM) para el telescopio GTC de 10.4m. Por lo que respecta a instrumentación espacial, se ha participado en los satélites GRANAT (misión internacional liderada por la Agencia Espacial Rusa) e INTEGRAL (Agencia Espacial Europea) participádonse en la actualidad en el instrumento UBAT/UFFO que será lanzado al espacio a bordo de la misión Lomonosov en 2015.
