VIAI-2023

Explorando el entorno de las fuentes rojas de Herschel.

INVESTIGADOR PRINCIPAL Y GRUPO DE TRABAJO: Alfredo Montaña y el grupo de Cosmología Milimétrica.

Con observaciones a 1.1 mm de la cámara AzTEC del GTM hemos observado una muestra de fuentes rojas de Herschel. Estas son galaxias lejanas muy luminosas en el infrarrojo y con altas tasas de formación estelar. En los mapas de AzTEC hemos encontrado excesos de fuentes alrededor de algunas de estas galaxias rojas de Herschel, los cuales podrían estar asociados a cúmulos de galaxias en formación (proto-cúmulos). Existen pocos casos confirmados de este tipo de objetos, sobre todo a distancias lejanas (i.e. etapas tempranas del Universo), y son pieza clave para entender mejor la formación de estructuras a gran escala del Universo y la formación y evolución de galaxias masivas. En este proyecto vamos a explorar distintas bases de datos y observaciones a distintas longitudes de onda para intentar entender la naturaleza de estas sobre-densidades identificadas con AzTEC.

GTM-AzTEC

Cazando galaxias alrededor del BL Lac 3FGL J0909.0+2310.

INVESTIGADOR PRINCIPAL: Daniel Rosa-González

Sabemos que (casi) todas las galaxias incluyendo nuesta Via Láctea tienen un agujero negro masivo en su centro. Pero por qué en algunas de ellas su centro se vuelve activo y en otras el agujero negro “permanece dormido”? Una de las causas que se proponen para explicar la actividad del agujero negro es la presencia de una o varias galaxias cercanas. La presencia de una galaxia cercana crea perturbaciones gravitacionales de forma que parte del gas se mueve hacia zonas cercanas al centro, “alimentando” el agujero negro y provocando que este se active. Durante el verano buscaremos galaxias cercanas a la galaxia activa 3FGL J0909.0+2310, para estudiar su entorno y discutir si hay alguna galaxia cercana que pudiera estar ayudando en la activación del agujero negro.

GTC/SLOAN

https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2017MNRAS.466..540R/abstract

El origen de burbujas interestelares en las imágenes de James Webb Space Telescope (JWST).

INVESTIGADOR PRINCIPAL: Divakara Mayya.

Las imágenes de galaxias tomadas por el James Webb Space Telescope (JWST) muestran una gran cantidad de cavidades que en realidad son burbujas interestelares. Su formación necesita inyección continua de energía y momento a media interestelar en cantidades grandes, las estrellas masivas siendo proveedores más común de esta energía y momento. Por medio de este proyecto aprenderán las siguientes cosas:

¿Como acceder a los datos novedosos de JWST y otros telescopios?, ¿Como desplegar y analizar datos astronómicos?, ¿Como se identifican las burbujas y cómo se mide sus tamaños? ¿Como se identifican las estrellas responsables a la creación de burbujas? .

JWST

Estudio del medio interestelar con espectroscopia 2D.

INVESTIGADOR PRINCIPAL: Fabián Rosales-Ortega.

En este proyecto analizaremos parámetros físicos del medio interestelar en galaxias cercanas utilizando datos ópticos de espectroscopia bidimensional del instrumento MUSE, el cual opera en uno de los 4 telescopios de 8 metros del Very Large Telescope (VLT) en Chile. Los datos de MUSE permiten caracterizar tanto la emisión de las estrellas como del gas ionizado con una gran resolución espacial. Durante el proyecto se generarán mapas de líneas de emisión, catálogos de regiones de formación estelar y diagramas de diagnóstico para identificar diversos procesos físicos de emisión.

VLT-MUSE

Núcleos galácticos activos emisores en altas energías: el caso de M87.

INVESTIGADOR PRINCIPAL Y GRUPO DE TRABAJO: Daniel Rosa-González, Fernando Ureña Mena y Alberto Carramiñana.

Muchos de los objetos emisores en altas energías corresponden a núcleos galácticos activos. La radiogalaxia M87 es uno de los más importantes, debido a los detalles de su emisión tanto a altas como a bajas energías. En este proyecto se trabajará con la Distribución Espectral de Energía (SED) de este objeto, la cual nos indica cuánta emisión detectamos en cada banda del espectro electromagnético. Posteriormente se utilizarán modelos físicos para explicar esta emisión, en especial la correspondiente a los rayos gamma detectados por observatorios como Fermi y HAWC.

Python

1.-The HAWC Collaboration et al. "Study of the Very High Energy emission of M87 through its broadband spectral energy distribution" (2022) ApJ 934 158 https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac7b78, 2.- The HAWC Collaboration et al. "Long-term spectra of the blazars Mrk 421 and Mrk 501 at TeV energies seen by HAWC" (2022) ApJ 929 125 https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac58f6

Propiedades del combustible de la formación estelar en galaxias espirales.

INVESTIGADOR PRINCIPAL: Olga Vega.

Las galaxias espirales son las galaxias más numerosas del Universo Local. Morfológicamente se caracterizan por tener un bulbo y un disco, en el que se encuentran los brazos espirales y donde cada año se transforma en estrellas del orden de 0.5 a 4 masas solares de gas molecular denso. Tradicionalmente, el combustible de la formación estelar se ha estudiado a través de la transición 1-0 de la molécula de CO. Sin embargo, hoy en día sabemos que esta línea traza el total del gas molecular y no el más denso y frio relacionado con la formación de estrellas. Este gas solo puede estudiarse a través del análisis de transiciones moleculares mucho más débiles, y que solo ahora, con las nuevas generaciones de grandes telescopios milimétricos, como IRAM, ALMA o GTM, pueden ser observadas. En este proyecto trabajaremos con los espectros moleculares de 15 galaxias espirales tomados con el receptor RSR en el GTM. Estos espectros cubren un rango en frecuencias que va de los 73 -111 GHz, y presentan gran cantidad de líneas moleculares trazadoras de gas denso. El estudio y análisis de estas transiciones nos permitirá tener una idea más clara acerca de cuáles son las condiciones físicas del combustible de la formación de estrellas en estos objetos.

RSR-Gran Telescopio Milimetrico (GTM)

https://arxiv.org/abs/1101.212

Cálculo de órbitas estelares en potenciales galácticos.

INVESTIGADOR PRINCIPAL: Ivanio Puerari.

En las galaxias, la componente bariónica de la masa es dominada por la componente estelar. Así, la dinámica de esta componente es la más importante para definir la evolución de un objeto. Para entender la dinámica estelar, podemos modelar una galaxia con diversos potenciales representando el disco, el bulbo y el halo galáctico. Finalmente, podemos calcular las órbitas que son posibles en dichos modelos y, comparando con imágenes de galaxias, definir límites para los parámetros estructurales de galaxias. El cálculo de las órbitas se hace numéricamente con métodos de tipo Runge-Kutta, Bulirsch-Stoer, Runge-Kutta-Fehlberg. que resuelven ecuaciones diferenciales. Con ellos, podemos conocer toda la estructura de nuestros modelos en el espacio de fase.

Midiendo masas estelares con observaciones de estrellas binarias.

INVESTIGADOR PRINCIPAL: Gisela Ortiz León.

Alrededor del 50% de las estrellas similares al Sol se encuentran en sistemas binarios compuestos de dos estrellas que orbitan mutuamente alrededor de un centro de masa común. Una aplicación del estudio de estos sistemas es el de la determinación directa de las masas de las estrellas. La masa estelar es un parámetro fundamental difícil de medir, en particular cuando los sistemas son muy jóvenes, porque en estas etapas las estrellas se encuentran embebidas dentro de las nubes moleculares donde se formaron. En este proyecto trabajaremos con observaciones de radio de varias estrellas binarias en regiones de formación estelar que fueron obtenidas con el Very Long Baseline Array (VLBA). El VLBA es un arreglo de varios radiotelescopios localizados dentro del territorio de los Estados Unidos que utiliza la técnica de interferometría para observar con una resolución angular equivalente a la de una antena de 8600 km de diámetro. Aprenderemos a construir imágenes de las estrellas binarias y a medir las propiedades de su emisión en radio. Usaremos estas propiedades para trazar las órbitas Keplerianas de las estrellas binarias y mediante la determinación de los elementos Keplerianos obtendremos las masas de las estrellas.

Very Long Baseline Array (VLBA)

https://www3.mpifr-bonn.mpg.de/div/radiobinaries/intro.php

Estudio de la variabilidad ultravioleta en estrellas pulsantes.

INVESTIGADOR PRINCIPAL: Emanuele Bertone.

Las estrellas pulsantes son estrellas que presentan variaciones periodicas de su brillo, causadas por diferentes mecanismos físicos en el su interior. La variabilidad se presenta en un intervalo amplio de longitud de onda, aunque estos objetos están estudiados principalmente en el rango óptico. El objetivo de este proyecto es determinar (1) la amplitud de la variación del brillo en el cercano ultravioleta espacial (NUV) y (2) la (posible) variación de fase entre el NUV y el óptico de una muestra de estrellas pulsantes seleccionadas de la base de datos Multivisit-GALEX-CAUSE-Kepler (MGCK). Este catálogo se ha construido desde las observaciones del telescopio espacial ultravioleta GALEX del campo de visión del satelite Kepler (telescopio espacial dedicado a la busqueda de planetas extrasolares) y comprende las curvas de luz de casi 400,000 objetos, entre los cuales hay muchas estrellas pulsantes. Comparando las curvas de luz ultravioleta de MGCK y las curvas de luz en el visible de Kepler, se pueden determinar los dos parámetros, objetivos del proyecto, que son importantes para la determinación de los modos de oscilación de las estrellas. El primer grupo de objetos que se analizará es formado por las estrellas de tipo RR Lyrae. El trabajo se puede extender a otros tipos de estrellas, como las Delta Scuti y Gamma Doradus. Para realizar el proyecto se deberá: 1- extraer los datos de las bases de datos MGCK y Kepler; 2- determinar el periodo de pulsación de las estrellas, utilizando software especializado (e.g. Period04, Vartools, ...); 3- construir el diagrama de fase en el visible y en el UV de cada objeto; 4- utilizar (o escribir) un algoritmo genético para determinar la amplitud de pulsación en el UV y el desfase entre los periodos UV y óptico. Es entonces necesario que el estudiante sepa programar en algun lenguaje de programación y tenga una computadora disponible para ejecutar esos programas. De esta manera, el proyecto se puede llevar a cabo también de forma remota.

GALEX

La composición química de nebulosas planetarias y regiones H II

INVESTIGADOR PRINCIPAL: Mónica Rodríguez.

Las regiones H II son zonas del medio interestelar ionizadas por fotones energéticos emitidos por estrellas masivas recién formadas, mientras que las nebulosas planetarias se producen cuando las estrellas de masa baja e intermedia expulsan e ionizan sus capas más externas al final de sus vidas. Los espectros emitidos por estos dos tipos de nebulosas contienen líneas de emisión debidas a iones de distintos elementos químicos. El análisis de estas líneas nos proporciona información sobre las condiciones físicas de las nebulosas (su densidad y temperatura electrónica) y sobre su composición química. En este proyecto usaremos algunos de los mejores espectros disponibles para determinar las características del gas en nebulosas ionizadas.

1.- https://arxiv.org/pdf/2005.03798.pdf, 2.- https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2004MNRAS.355..229E/abstract

Campos magneticos en el medio interestelar.

INVESTIGADOR PRINCIPAL Y GRUPO DE TRABAJO: Abraham Luna, Raúl Naranjo, Marcial Becerril Eilitia Juárez, Roxana Melchor, Jair Vega.

La presencia de Campos Magnéticos en todas las escalas del Universo, desde planetas hasta el fondo cósmico, y en rangos de magnitudes que cubren 32 órdenes, muestran la importancia que los campos magnéticos deben tener en la evolución del cosmos. ¿Que rol juegan estos campos magnéticos en la formación, evolución y destrucción de los diferentes objetos y estructuras del Universo? Una forma de aproximarse a estos temas es a través de "observaciones sintéticas" creadas mediante códigos magnetohidrodinámicos corriendo en supercomputadoras. Estas simulaciones como laboratorios virtuales nos ayudan a entender que pasa con el campo magnético en una nube molecular y podemos comparar contra datos observados. En este proyecto de verano, aprenderás una técnica observacional y las herramients de análisis para medir el campo magnético de una nube molecular a través de polarimetría. Esta técnica es la mas eficiente herramienta actual para medir campos magnético de objetos o regiones extensas y consiste en medir una propiedad fundamental de la luz. La luz tiene cuatro parámetros básicos que se le pueden medir: Frecuencia, Intesidad, Polarización y Velocidad. Las técnicas en Astronomía que se especializan en medir estos parámetros son la espectroscopia, la fotometría y la polarimetría, respectivamente, así que de no medir la polarización de la luz, nos estamos perdiendo de valiosa información, directa o indirectamente, como lo es el tema de campos magnéticos en el medio interestelar.

1.Polarimetry: a powerful diagnostic tool in astronomy, James Hough https://drive.google.com/file/d/1SukxI1hp9dQNgW7-s2Jx2Z9AbXVFFzr7/view?usp=sharing, 2.- Magnetic Fields and Star Formation around H II Regions: The S235 Complex, Devaraj, R.; Clemens, D. P.; Dewangan, L. K.; Luna, A.; Ray, T. P.; Mackey, J. The Astrophysical Journal, Volume 911, Issue 2, id.81, 19 pp, arXiv:2103.02956, 3.- https://inaoep.mx/~astropol/.

Clasificación taxonómica de asteroides de la familia Flora.

INVESTIGADOR PRINCIPAL Y GRUPO DE TRABAJO: José Ramón Valdés, José Guichard, Raúl Mújica y Sergio Camacho.

Telescopio 2.1m del OAGH/Espectrógrafo Boller & Chivens.

Bus & Binzell (2002), Icarus, 158, 146. Phase II of the Small Main-Belt Asteroid Spectroscopic Survey: A Feature-Based Taxonomy.

Impacto de la radiación en el cercano ultravioleta en atmosferas de exoplanetas y su habitabilidad.

INVESTIGADOR PRINCIPAL: Miguel Chavez Dagostino.

La Misión espacial Kepler ha sido un muy exitoso proyecto para el descubrimiento de exoplanetas utilizando el método de tránsitos. Hasta la fecha ha descubierto casi 5500 exoplanetas confirmados y más de 9000 están aún por confirma. Los descubrimientos hasta la fecha muestran una gran diversidad configuraciones orbitales y masas planetarias. El objetivo principal de la misión es la detección de planetas rocosos similares a la Tierra en las zonas habitables de sus sistemas, meta que se ha cumplido ampliamente con la detección de decenas de planetas potencialmente habitables. Por otra parte, el satélite GALEX (Galaxy Evolution Explorer) fue una misión con capacidades ultravioleta (lejano y cercano; 1500-3200 Angstrom) que escudriñó una parte significativa del cielo durante 10 años. Hacia el final de su operación entró en una segunda fase de operación (privada) denominada CAUSE (Complete the All-sky UV Survey Extension) en la que observó diversos campos financiados por investigadores e instituciones, entre ellos el campo de la misión Kepler (James Lloyd PI, Cornell University). En este proyecto de VIAI2023 utilizaremos datos de la misión GALEX en el campo de Kepler, con observaciones simultaneas, para: 1)- determinar cuales de las fuentes con exoplanetas confirmados cuentan on datos en el cercano UV dentro del catálogo GCK (Galex-Cause-Kepler) que cuenta con ~600000 fuentes NUV puntuales en el campo de Kepler), 2)- cuantificar la radiación NUV que reciben los exoplanetas a partir del catálogo GCK, 3)- Establecer los flujos fotosféricos e identificar aquellas estrellas cuyo flujo NUV presenta excesos con respecto al valor fotosférico esperado y 4)- identificar sistemas exoplanetarios para las que se han identificado eventos “flare” (llamaradas o ráfagas) y llevar a cabo la búsqueda en la versión multivisita de GCK (MGCK) para la identificación de tales eventos en el ultravioleta. Finalmente, elaborar sobre los posibles modelos fotoquímicos que podrían estar operando en algunos exoplanetas y sobre la posible presencia de biomarcadores.

GALEX

1.-https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-030-11452-7; 2.- https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0004-637X/813/2/100/pdf

Sonificación de eclipses solares para personas con discapacidad visual utilizando Python.

INVESTIGADOR PRINCIPAL Y EQUIPO DE TRABAJO: Sergio Martínez González, Jesús Omar Hernández Prado y Diana Beatriz Serrano Hernández

Este proyecto tiene como objetivo brindar una experiencia sensorial a personas con discapacidad visual al representar de manera fiel los eclipses solares a través del sonido. Utilizando datos reales de eclipses y aprovechando las capacidades de manipulación de datos en Python, se crearán representaciones sonoras que reflejen la secuencia y características de estos fenómenos astronómicos.

El Universo en microondas: observacion y analisis de imagenes.

INVESTIGADOR PRINCIPAL Y EQUIPO DE TRABAJO: Abraham Luna, Marcial Becerril, Alejandro García, Omar Serrano Martín Dominguez y Evelyn Mota.

En la época actual las microondas las usamos hasta para cocinar palomitas de maíz, pero reflexionamos poco o nada, en los procesos físicos básicos que están involucrados, y menos aún, no visualizamos que estos mismo procesos físicos están ocurriendo en el medio interestelar. En este proyecto de verano y con una aproximación práctica, es decir midiendo en laboratorio, abordaremos algunos de los procesos físicos fundamentales relacionados con microondas, haremos observaciones con antenas que tú mismo ensamblarás, construiremos y analizaremos imágenes a 12GHz (microondas). Para ello requerimos de tu habilidad y disponibilidad para trabajo práctico (montaje y observaciones), habilidad en programación (análisis de datos y graficado) y gusto por el trabajo colaborativo. Este es el primer acercamiento que tendrás para ir entendiendo cómo funciona un radiotelescopio como el Gran Telescopio Milimétrico (GTM), sus instrumentos y cómo se crean y analizan las imágenes en bandas que el ojo humano no percibe.

1.- https://inaoep.mx/~aluna/Antenas.pdf, 2.-https://inaoep.mx/~aluna/Reporte_tecnico_manual_RTD2_2013.pdf.