El Dr. Cerulo se dedica principalmente al estudio de la formación y evolución de galaxias y junto a su equipo, trabaja también en el desarrollo de un software astronómico para automatizar procesos de análisis de datos y mejorar así la eficiencia en el trabajo científico.
Por: Estefanía Rivas, alumna en práctica periodismo en la Facultad de Ingeniería cvegaa@udec.cl
Imágenes: Gentileza Facultad de Ingeniería
Físico y doctor en astrofísica, Pierluigi Cerulo llegó a Chile en 2016 para integrarse como investigador postdoctoral en la Universidad de Concepción. Hoy, es profesor asistente de Ingeniería Civil Informática en la Facultad de Ingeniería, e imparte el curso de Machine Learning Probabilístico en el Doctorado de Ciencias de la Computación.
El académico explica que, en estos proyectos, la ingeniería aporta el desarrollo de software en el ámbito técnico, mientras que la astronomía plantea el problema que se necesita resolver. Pierluigi ha trabajado en diferentes proyectos con software libre.
¿Cuáles son estos programas de software libre y en qué consisten?
El primero es CatMaker, que elabora catálogos astronómicos a partir de imágenes captadas en diferentes longitudes de onda, desde el ultravioleta hasta el infrarrojo. A través de estas imágenes, identifica fuentes y mide el flujo de luz que llega a los detectores. Este software agrupa varias herramientas en una para optimizar tiempos de trabajo. Cabe destacar que este proyecto busca unir varios programas que ya están creados con códigos libres, como el software de detección SExtractor, con otros escritos por él y su equipo para añadir varias correcciones a las mediciones.
El segundo es Dopterian+, un software de simulación, que toma imágenes de galaxias cercanas y genera imágenes simuladas de esas mismas galaxias, pero observadas a mayores distancias. El software ya estaba disponible. Sin embargo, nosotros agregamos algunos módulos para agilizar el preprocesamiento del input y la documentación, que hasta el momento era escasa. Otro proyecto ya publicado es DEEP-CLASH, un modelo de clasificación morfológica de galaxias, basado en redes neuronales convolucionales para separar galaxias en elípticas, espirales e irregulares y, además, reconocer artefactos en la imagen y fuentes compactas, como las estrellas. Este software fue desarrollado desde cero por Manuel Pérez, actual subdirector del Centro de Inteligencia Artificial.
El cuarto software, llamado CALSAGOS, fue publicado en acceso libre el año pasado junto con Daniela Olave-Rojas de la Universidad de Talca y es de creación propia. Su objetivo es identificar subestructuras en cúmulos de galaxias. Las subestructuras son los vestigios de los grupos de galaxias que caen en los cúmulos bajo el efecto de la interacción gravitacional. Este crecimiento jerárquico, mediante el cual los cúmulos se arman a partir de estructuras más pequeñas como los grupos, es considerado el proceso a través del cual se forma y evoluciona la estructura a gran escala del universo. El estudio de las propiedades de las galaxias en las subestructuras es fundamental para investigar las relaciones entre la evolución de galaxias y la formación de las estructuras a gran escala.
Finalmente, está COSMIC, un software escrito por el estudiante del magíster en Astronomía Lucas Pulgar, que detecta cúmulos estelares, es decir, aglomeraciones de estrellas en la Vía Láctea La detección de estos cúmulos es un desafío estadístico complejo debido a la contaminación por estrellas en primer o segundo plano, lo cual introduce un margen de error. El artículo que describe el software fue enviado a la revista Astronomy & Astrophysics y está en fase de revisión,
En astronomía, crear software libre es una política general, ya que de esta manera toda la comunidad de científicos tiene acceso al programa y cada investigador puede utilizarlo sin la necesidad de comprar una licencia. Otro beneficio del software libre es que en principio cualquier persona que lo estime necesario puede desarrollar o mejorar el código, como el equipo de Pierluigi ha hecho en los casos de CatMaker y Dopterian+.
¿Qué impacto podrían tener estos programas en el ámbito astronómico?
El impacto que se espera que tengan estos programas es que algunas tareas que requieren mucho tiempo, como la clasificación morfológica, se ejecuten de forma más rápida y automática. Por otro lado, se espera que procesos tales como la búsqueda de subestructuras y la simulación de imágenes se lleven a cabo de manera robusta y al mismo tiempo sencilla.
¿Cuáles son las proyecciones para estos programas?
La meta es que estos softwares se utilicen y que se desarrollen continuamente para adaptarlos a los datos que serán observados con los telescopios de la próxima generación, tales como el Vera Rubin y el E-ELT. Aspiramos a que estos programas sean herramientas de referencia y contribuyan a mejorar la investigación en campos como el estudio de los cúmulos estelares y de galaxias y la evolución morfológica de las galaxias.
¿Alguno de estos programas ya se ha usado en investigaciones?
CALSAGOS, COSMIC y DEEP-CLASH ya se están utilizando en investigaciones astronómicas. Por otro lado, la versión original de Dopterian ha sido ocupada en varios estudios publicados. Finalmente, SExtractor es uno de los programas más utilizados en astronomía. Sin embargo, la producción de catálogos incluye varios pasos que con CatMaker estamos tratando de automatizar. Cuando esté publicado, espero que CatMaker sea útil y que se difunda en la comunidad astronómica.
Last modified: 10 de febrero de 2025
