Oficina de Vinculación

5º Coloquio Nacional de Polarización en Astronomía

Por: Abraham Luna y Manuel Zamora (Coordinación de Astrofísica INAOE)

El uso de técnicas de polarización en la investigación del cosmos ha crecido tanto en el ámbito nacional como internacional. En México un grupo de investigadores y estudiantes iniciaron con el 1er Coloquio Nacional de Polarización en Astronomía (CNPA) en el año 2012 en la Universidad de Guadalajara. Se acordó efectuarlo cada dos años y así en 2014 se realizó el 2º coloquio en el Instituto de Astronomía de la UNAM (IA-UNAM) en la Ciudad de México. El tercero fue organizado en 2016 y tuvo lugar en la sede de Ensenada del IA-UNAM, siendo el más reciente el 4º, organizado por el Instituto Nacional De Astrofísica, Óptica y Electrónica, (INAOE) y que se efectuó en el CCU-BUAP. En todos estos coloquios siempre se privilegió el diálogo y la colaboración entre los investigadores, invitados y estudiantes participantes. Ahora toca el turno a la IBERO para organizar en formato virtual el 5^o CNPA, que se efectuará los próximos 12, 13 y 14 de octubre. Toda la información y el registro gratuito se pueden consultar en la página del evento (http://dep.fismat.ibero.mx/cnpa5/).

En México y el mundo es notorio el incremento en temas abordados a través de la polarimetría astronómica. Esencialmente esto se debe a la implementación de nuevos instrumentos, en particular los implementados en infraestructura mexicana son POLOP, POLIMA, POLICAN y TOLTEC, lo que permite o permitirá abordar distintos temas como  galaxias, nebulosas planetarias, nubes moleculares, regiones ionizadas, remanentes de supernova y cuerpos menores del sistema solar, entre otros. En la parte numérica, se usan códigos que representan el estado del arte para incluir los fenómenos físicos relevantes y comparar los resultados directamente con las observaciones. Los cálculos se ejecutan, analizan y se visualizan en el Laboratorio Nacional de Supercómputo del Sureste de México (http://lns.org.mx/). La discusión y análisis de las observaciones con modelos numéricos se empieza a desarrollar con la incorporación de jóvenes investigadores especialistas en el área de supercómputo. Con todo este arsenal para la investigación de fenómenos astrofísicos en INAOE se formó el grupo ASTROPOL (https://inaoep.mx/~astropol/) que ha desarrollado y concretado nuevos instrumentos, software y  temas de investigación.

Figura 1: Vista externa y esquema de POLICAN, el POLarímetro del Infrarrojo-cercano de CANanea (Tesis doctoral Devaraj R. INAOE 2017).

La publicación mas reciente de miembros del grupo es parte de la tesis doctoral de Omar Serrano Bernal, quien encontró nuevas propiedades en la nebulosa pre-planetaria conocida como Frosty Leo localizada a 10 mil años luz del Sol. Este tipo de objetos son estrellas como el Sol en su etapa final de vida y parte de su material se desliga gravitacionalmente para formar una envolvente de gas y polvo. La luz de la moribunda estrella central es dispersada (scattered) por el polvo de la envolvente y, por ello, se esperan encontrar altos grados de polarización en estos objetos. El estudio consistió en la observación y análisis de la radiación infrarroja polarizada usando POLICAN (Devaraj et al. PASP, 2017), el primer polarímetro astronómico de imagen infrarroja en México. Los hallazgos más importantes fueron recientemente publicados en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (Serrano Bernal et al. MNRAS, 2020), y destaca la enorme extensión de la envolvente esférica que rodea este objeto. Si tomamos como referencia al sistema solar, el diámetro sería de 100,000 veces la distancia Tierra-Sol o aproximadamente la mitad de la distancia entre el Sol y la estrella mas cercana, Alfa Centauri. Algo que llama la atención es que los vectores de polarización observados en esta envolvente esférica muestran una clara alineación perpendicular al eje que definen dos jets que emergen polarmente desde la estrella. Este comportamiento de la polarización a menudo se asocia con la presencia de campos magnéticos, no obstante y por las distancias involucradas, es más probable que la polarización sea debida a múltiples eventos de dispersión. Otro hallazgo fue la estructura trazada por la polarización dentro del polvo que se concentra en las regiones finales de los jets bipolares del objeto (ansae). El origen de los ansae aún es desconocido, pero debido a su simetría axial se piensa que pueden ser el resultado de un evento de colimación por campos magnéticos. El modelo de explosión de dínamo sugiere que los ansae pueden formarse por una explosión causada por la inestabilidad de un campo magnético en la superficie de la estrella. Usando espectros de emisión en líneas moleculares hacia los ansae, pudimos determinar que estas concentraciones de polvo se expanden a una velocidad de 192 km/s y que su edad es de unos 600 años. Este resultado acota los modelos propuestos para explicar la formación de los ansae. Trabajos previos y nuestros resultados no eliminan la posibilidad de que campos magnéticos jueguen un rol en la evolución de estos objetos y son materia de debate, por lo que se seguirá investigando el tema con infraestructura como el GTM.

Estos temas y muchos mas serán presentados por la comunidad de astrónomos mexicanos e invitados internacionales que emplean estas técnicas y equipos en el 5^o CNPA. Como parte del programa habrá un taller de análisis de datos de observaciones sintéticas y charlas de divulgación con horarios por la tarde y que se pueden consultar en la página del evento. Todos son bienvenidos para compartir sus experiencias y temas que potencialmente podrían ser analizados bajo técnicas polarimétricas. 

Figura 2: Imagen compuesta con los filtros F606W y F814W del telescopio espacial Hubble. Los contornos en azul muestran la intensidad total. Los contornos verdes muestran las estructuras reveladas por la polarización del polvo. Los vectores en rojo muestran el ángulo y el grado de polarización, un vector de comparación se muestra en la esquina inferior derecha.