viernes, junio 17, 2016

Making of de los datos que Calibraron el Sky world Atlas (parte I): La Complutense

Hace 6-7 años convencimos Jaime Zamorano y yo a la en aquel tiempo estudiante de licenciatura, Berenice Pila Díez en que sen embarcara en una pequeña aventura.

El famoso mapa de brillo de cielo de Cinzano, ya quedaba antiguo y queríamos saber cómo había cambiado o incluso hacer el primer mapa de brillo de cielo basado enteramente en medidas y no en modelos.

Para ello comenzamos usando un SQM con conexión Ethernet a un ordenador, un GPS y sincronizábamos los datos por tiempos. La configuración no fué sencilla, como la propia Berenice comentaba en la memoria del trabajo.

La señorita se hizo cientos de kilómetros de medidas sola o en compañía por la Comunidad de Madrid. Lo que ella no sabía, es que ese sería el principio de una publicación que sería publicada en Science y destacada en Nature.

Pero esta historia comienza incluso un poco antes. En 2007, fuimos una pequeña expedición de amigos de la ASAAF a la Conferencia internacional Starlight. Yo presentaba mi primer trabajo de investigación en contaminación lumínica. Llevaba ya muchos años trabajando en el tema pero desde la divulgación y el activismo, no como investigador.

A la conferencia no pudieron asistir las grandes estrellas de la investigación en contaminación lumínica, Pierantonio Cinzano y Fabio Falchi, creadores del atlas del brillo de cielo. El los proceedings al menos había un artículo suyo, justo despues del mio, sobre los trabajos que estaban realizando para el nuevo atlas, ya con 7 años de edad.

Volvemos a 2010. Ahí estábamos nosotros, principalmente Bere, dando vueltas y vueltas para medir el brillo de cielo de la Comunidad de Madrid.

Ese mismo año, en octubre se celebraron el XIX Congreso Estatal de Astronomía(CEA) y la Reunión Científica de la Sociedad Española de Astronomía, en cuyo seno se presentó trabajo de Bere.

Durante el CEA se seleccionaron aproposito numerosas charlas (yo estaba en el comité científico) que trataban el tema de la contaminación lumínica, una de ellas la de Berenice, pero otra charla relevante para esta historia fue la charla sobre el programa Roadrunner creado por la gente de la Sociedad Malagueña de Astronomía.

A partir de entonces, gracias a este afortunado encuentro, empezamos a usar el Roadrunner para tomar las medidas de nuestros paseos.

Al año siguiente, otro alumno tomó las riendas del proyecto Alberto Dominguez, el cual tuvo bastantes problemas con el tiempo meteorológico y el que se fue de erasmus poco después. Lo que hizo que nos costará dios y ayuda recuperar los datos de aquel año. En paralelo, nuestro fiel colaborador José Gómez Castaño comenzó también a tomar datos.

La verdad, es que teníamos un mapa bastante bonito ya, pero queríamos rellenar huecos y tener toda la comunidad. Vimos, que interpolar no era muy fácil con la densidad que teniamos, asi que decidimos seguir tomando medidas.

A partir de noviembre de 2011, mi director de Tesis, acompañado una veces por Jesús Gallego, otras solo y otras por Paco Ocaña, y por otro lado yo en solitario la mayor parte de las veces, salvo alguna aventura con Paco o con Jaime, comenzamos una auténtica carrera por llenar todos los huecos. Si Jose(8), Bere(8) y Alberto(6), habían realizado 22 campañas de media los años 2010 y 2011, Jaime y yo hicimos 11 campañas Jaime, 16 campañas yo. Además de estas, José hizo una más, Carlos Tapia nos llenó algunos agujeros (3 campañas) .

Así en 2014 habíamos decidido dar el mapa por concluido con un total de 56 campañas de observación (Más detalles en mi tesis).

Bere había hecho más de 1100 km de medidas, Alberto, unos 550 km.

En total, habíamos hecho más de 6700 km de medidas. Todo, pagado por nosotros, sin subvención alguna o salario. Hasta 2013, todo esto era solo trabajos académicos y puro interés científico.

En paralelo, teníamos el problema que con los SQM no podíamos tomar medidas dentro de la capital, por lo que reclutamos a muchos estudiantes, como Marian Lopez Cayuela, que trabajaba con nosotros en las imágenes de satélite de la ISS, o Sara Beltran de Lis, pero también muchos otros voluntarios que ahora no recuerdo. Ellos, nos ayudaron a tomar los datos más difíciles en el interior de la ciudad.

En 2013 pasó algo que iba a cambiarlo todo, se celebraba el primer congreso profesional de toma de medidas y modelización de la contaminación lumínica. Allí presentamos los resultados que indican una muy buena correlación de estos datos con los datos de satélite y postulamos la relación entre el brillo de cielo y la emisión difusa que se veía en las imágenes de satélite.

Allí me reencontré con Martin Aubé y conocí en persona a Chris Kyba, los que además de colegas investigadores, son grandes amigos. Ellos me convencieron de que valía la pena dedicarse profesionalmente a investigar en contaminación lumínica.

En octubre, partí a pasar 3 meses en Berlin. Allí hicimos muchos experimentos, pero uno de ellos fué repetir la técnica que habíamos desarrollado en Madrid. Esta vez, al menos, no me tocó pagar la gasolina. Hicimos dos campañas, o quizas tres. Dimos como locos la vuelta a Berlín, y los alejamos con el SQM hasta un sitio lo más oscuro posible de la ciudad.

A mi vuelta, ya 2014, comenzé ha terminar los últimos paseos que necesitábamos en Madrid, y ... casi un año después, la tesis estaba terminada.

Habíamos realizado un gran esfuerzo colectivo.

Por aquellas fechas, Chris nos pidió los datos de Madrid u Berlín, para ayudar en la calibración del nuevo mapa de brillo de cielo.

Durante los siguientes meses, tuvimos varios intercambios de correos con Fabio, Chris y Dan Duriscoe sobre la interpretación de los datos de Madrid. Sin embargo, ya que por muy importantes y buenos que fueran los datos de Madrid, no dejaban de ser más que datos de un lugar particular, no necesariamente representativos de los datos del mundo, se decidió incluir la mayor cantidad de datos posibles. Para ello, se decidió que los que aportabamos datos no seriamos coautores del trabajo.

En la última Asamblea general de la Unión Astronómica Internacional(agosto de 2015), nosotros presentamos el descubrimiento de la relación entre la emisión difusa y el brillo de cielo y Fabio presentó los resultados preliminares.

La relación entre la emisión difusa y el brillo de cielo que habíamos encontrado, implicaba que ya no sería necesario realizar miles y miles de kilómetros de medidas para poder hacer mapas de brillo de cielo. Se podían usar, con cuidado, directamente los datos de satélite que no son medidas directas del centro de las ciudades.

Pero... nuestro grupo tenía una gran limitación. Yo ya era doctor, pero aunque tenía un corto postdoc con Martin Aubé (que había empezado el mes de marzo anterior), no me quedaba mucho tiempo de contrato, por lo que tuve que comenzar una campaña de Crowdfunding para intentar financiar el proyecto Cities at Night, que es el único que puede actualmente proporcionar los datos para futuros análisis sin las limitaciones de los satélites actuales que no distinguen colores.

Mientras, Jaime Zamorano y Carlos Tapia, ensamblaban algunas de las piezas que faltaban de mi tesis para crear el artículo que publicamos a principios de año.

Ese artículo, nos ha traído más de un disgusto. Conscientes de que nuestros datos estaban siendo utilizados para la calibración del Atlas, quisimos publicarlo en el MNRAS, pero nos respondieron que ya que Madrid no era un observatorio astronómico de primer nivel, no les interesaba el artículo. Apesar de que les insistimos que el artículo lo que pretendía era proporcionar el mejor conjunto de datos para probar modelos de contaminación lumínica, que eran aplicables a cualquier otro lugar del mundo, incluidos los observatorios. Ni siquiera nos contestaron. Curiosamente, el artítulo de Fabio et al. demuestra que los datos de Madrid sí era representativos de casi cualquier otra ciudad.

Por lo que, pensando que el artículo del Atlas saldría pronto, decidimos enviar el artículo a una revista menor.

Aun así, no hemos publicado aún todo lo que está en mi tesis. Tenemos 3 o 4 artículos en proceso, uno de ellos ya en revisión, precisamente tratando las limitaciones del método que se ha usado en el mapa. Otro, el de la propiedades de la emisión difusa.

Mientras, hace 2 semanas nos escriben Chris y Fabio, pidiendo que pongamos los datos a disposición de la comunidad, de manera que cualquiera pueda verificar o repetir el resultado del artículo. Y así hemos hecho, si bien esto supone un riesgo para nosotros, ya que aún tenemos bastante trabajo para terminar la explotación de esos datos.

Pero esa es otra historia. En otro post os comentaré lo que sé sobre el resto de contribuyentes a los datos de calibración.

Aquí os he contado brevemente, la historia de cómo se tomaron el 40% de los datos que han calibrado el nuevo mapa de Brillo de Cielo.