Sobredensidades de galaxias entorno a galaxias polvorientas del campo EGS.

INVESTIGADOR PRINCIPAL Y GRUPO DE TRABAJO: Itziar Aretxaga, Alfredo Montaña, Luisa Cardona, Edgar Peralta, Kevin Salazar

El campo Extended Groth Strip (EGS) tiene imagen profunda de una batería amplia de telescopios, siendo uno de los campos extragalácticos más usados por la comunidad para realizar estudios de formación y evolución de galaxias.

En un estudio previo con la cámara SCUBA2 en el telescopio de 15m JCMT (Zavala et al. 2017) se encontró un conjunto de galaxias polvorientas formadoras de estrellas (DSFGs por sus siglas en inglés), que se ha seguido estudiando con datos del Hubble Space Telescope para determinar sus propiedades de masa, tasa de formación estelar y morfología (Cardona Torres et al. 2023). En el proyecto VIAI se estudiarán las imágenes de HST y del James Webb Space Telescope para realizar un catálogo de las galaxias compañeras alrededor alrededor de ~1Mpc de las galaxias DSFG que ya se sabe se encuentran en sobredensidades (Salazar, Tesis Lic. BUAP, en prep.) medidas sobre el plano del cielo.

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?.

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.

Entendiendo la Relación entre el Jet y la Región de Líneas Anchas.

INVESTIGADOR PRINCIPAL Y GRUPO DE TRABAJO: Víctor Manuel Patiño Álvarez, Vahram Chavushyan, Alfredo Amador Portes y Jonhatan Uriel Guerrero González.

En las últimas décadas, diversos estudios han establecido evidencia que apunta a la presencia de agujeros negros supermasivos en las regiones centrales de la mayoría de las galaxias (incluyendo la Vía Láctea). En algunas galaxias, estos agujeros negros se encuentran acretando material, formando un disco el cuál llega a temperaturas de decenas o cientos de miles de grados, emitiendo radiación como un cuerpo negro. Alrededor de este disco de acreción se encuentran nubes de gas, que son ionizadas por la radiación del disco de acreción y producen líneas de emisión. Además la emisión del disco de acreción, otra importante fuente de emisión en algunos AGNs es un jet de partículas que se mueven a velocidades relativistas y sub-relativistas. Una de estas líneas de emisión es el enfoque principal de este proyecto, la línea de emisión Mg II λ2798 Å. Existe un subconjunto de AGNs llamados bazares, los cuáles tienen su jet apuntando en dirección a la Tierra (o a ángulos muy cercanos); la dirección del jet, así como el movimiento relativista de las partículas provoca una amplificación Doppler, lo que amplifica la intensidad de la emisión. Estas fuentes se distinguen por ser muy variables en todas las frecuencias, desde ondas de radio hasta rayos gamma; estas variaciones son prominentes tanto en amplitud de la emisión, como en escala de tiempo (es decir, variaciones muy rápidas). CTA 102 y TON 599 son dos blazares que muestran variaciones tipo ráfaga, es decir, aumentos muy violentos de flujo que suceden en escalas de tiempo muy corta, lo que alude al tamaño de la región de emisión. Por investigaciones realizadas anteriormente por nuestro grupo, sabemos que la emisión de estos blazares durante las ráfagas, son principalmente debido a la emisión del jet. El objetivo de este proyecto es estimar la velocidad de movimiento de las nubes de la región de líneas anchas, a través del uso de espectros ópticos, y comparar la variación con la del continuo. Específicamente, entender cómo se comporta la región de líneas anchas en momentos en los que el jet se encuentra más activo. Los estudiantes aprenderán manipulación de espectros ópticos, programación en Python y aplicación de métodos estadísticos. Cabe mencionar, que si los estudiantes están interesados, este proyecto se puede extender para una tesis de licenciatura.

Propiedades del combustible de la formación estelar en galaxias espirales.

INVESTIGADOR PRINCIPAL y GRUPO DE TRABAJO: Olga Vega y Alejandro Yánez Guerra.

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.

Índices Espectrales de Alta Resolución.

INVESTIGADOR PRINCIPAL: Lino Rodríguez Merino.

Determinar la edad de los cúmulos estelares, tanto de la Vía Láctea como extragalácticos, mediante el uso de la distribución espectral de energía (SED del inglés) ha sido una tarea difícil de realizar, principalmente debido a la degeneración edad-extinción-metalicidad (estos tres parámetros ocasionan cambios similares en la SED).

Tomando en cuenta que las líneas espectrales son prácticamente insensibles a los efectos de la extinción, este proyecto tiene como objetivo explorar SED's teóricas en el intervalo en longitud de onda de 6410 a 6790 Angstroms a alta resolución (R~ 20,000). Se desea identificar líneas espectrales que puedan ser útiles para inferir edad o metalicidad de poblaciones estelares. Distribuciones espectrales de energía en este intervalo de longitud de onda, con esta resolución, pueden ser obtenidas por el instrumento MEGARA en el Gran Telescopio Canarias. Así que la construcción de herramientas para el análisis de las observaciones es una actividad necesaria, la cuál será de utilidad en el futuro inmediato.

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.

Estudio de la energética de las ráfagas ultravioletas en estrellas del campo de Kepler.

INVESTIGADOR PRINCIPAL: Emanuele Bertone.

La misión espacial Kepler ha observado, durante 4 años, un campo de aproximadamente 100 grados cuadrados, cerca de la constelación de la Lira, con el objetivo principal de descubrir planetas extrasolares con el método del tránsito y, también, de estudiar la variabilidad estelar. El telescopio Kepler ha descubierto casi 3,000 planetas extrasolares, incluyendo varios, posiblemente rocosos, en la región de habitabilidad y sus observaciones han permitido la publicación de un gran número de artículos científicos sobre la variabilidad de muchos tipos diferentes de estrellas. En particular, se ha construido un catálogo de más de 4,000 estrellas que presentan ráfagas (Davenport 2016).

Por otra parte, el telescopio espacial GALEX (Galaxy Evolution Explorer) fue una misión con capacidades ultravioleta (UV 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). Con los datos UV del campo de Kepler se han construido el catálogo GCK de fuentes puntuales (~600000 objetos) y el catálogo MGCK de curvas de luz (más de 6,000,000 de puntos).

En este proyecto de VIAI-24 utilizaremos datos de la misión GALEX y Kepler, con observaciones simultaneas, para:

1) seleccionar las estrellas con ráfagas que tienen observaciones en GCK y MGCK; 2) estudiando las curvas de luz de Kepler y GALEX, identificar las estrellas que tienen datos UV coincidentes con ráfagas observadas en el visible; 3) por medio de distribuciones espectrales de energía teóricas, establecer la energética de la ráfagas UV; 4) para las estrellas con exoplanetas confirmados, cuantificar la radiación NUV que reciben los exoplanetas durante las ráfagas.

Campos magneticos en el medio interestelar.

INVESTIGADOR PRINCIPAL Y GRUPO DE TRABAJO: Raúl Naranjo Romero, Abraham Luna Castellanos, Manuel Zamora-Avilés y Luis Andrés Hernández Cruz.

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.

Búsqueda de exoplanetas desde Tonantzintla.

INVESTIGADOR PRINCIPAL: Miguel Chávez Dagostino

En este proyecto llevaremos a cabo observaciones relativamente profundas en diferentes sectores cercanos a la eclíptica que no están incluidos en las observaciones conducidas por la Misión especial TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Las observaciones se llevarán a cabo con el telescopio Schmidt de Tonatzintla, Puebla en un campo particular que posiblemente contenga algún tránsito conocido del proyecto Wide Angle Search for Planets (WASP). Los datos se analizarán con el programa para fotometría de precisión ASTROIMAGEJ para construir la curva de luz y se buscarán variaciones significativas potencialmente debidas a un tránsito exoplanetario. Como parte de los objetivos del proyecto está la familiarización de los estudiantes en uno de los campos más atractivos de la astrofísica contemporánea. Con el programa ASTRIOIMGEJ se buscará calcular algunos de los principales componentes físicas y geométricos del sistema exoplanetario conocido.

Clasificación taxonómica de asteroides de la familia Flora.

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

Cálculo de Orbitas en Potenciales Galácticos.

INVESTIGADOR PRINCIPAL Y GRUPO DE TRABAJO: Ivanio Puerari.

Las galaxias de disco pueden ser representadas por 3 componentes: una componente esférica central para el bulbo, una componente esférica de mayor masa y tamaño para el halo y una componente muy aplanada para el disco. En estos sistemas, el equilibrio dinámico es encontrado con órbitas casi circulares. Las órbitas casi circulares presentan frecuencias de oscilaciones radiales y verticales que pueden ser calculadas de forma analítica utilizando las derivadas segundas de los potenciales. Así mismo, estas frecuencias pueden ser calculadas utilizando Transformadas de Fourier de las posiciones y/o velocidades de las partículas que resultan del cálculo numérico de las órbitas. En este proyecto, el estudiante deberá escribir un programa para calcular órbitas casi circulares en el potencial galáctico de la Vía Láctea. La Galaxia será representada con su componente central esférica, su halo y su disco. El objetivo principal es que el estudiante entienda el porqué de utilizar funciones para representar la distribución de masa de las galaxias de disco. El estudiante deberá escribir el programa para calcular las ́órbitas de las estrellas suportadas por esta distribución de masa, calcular las frecuencias radiales y verticales de manera analítica y numérica y comparar sus resultados.

Clasificación Automática de Curvas de Luz de Estrellas Variables Mediante el Uso de Algoritmos de Aprendizaje Automático.

INVESTIGADOR PRINCIPAL: Ma Teresa Orozco

El estudio de estrellas variables, aquellas que experimentan cambios en su brillo a lo largo del tiempo, es fundamental para diversos campos de la astrofísica, incluyendo la física estelar, la evolución estelar, la cosmología y la búsqueda de exoplanetas. La clasificación de curvas de luz de estrellas se refiere al proceso de categorizar y etiquetar los diferentes tipos de variabilidad observada en las series temporales que muestran cómo varía el brillo de una estrella a lo largo del tiempo debido a diversos fenómenos astronómicos, como pulsaciones, eclipses binarios, explosiones, entre otros.

El incremento exponencial en la cantidad de datos de series temporales generados por censos astronómicos de estrellas variables hace que la inspección manual de los datos obtenidos resulte poco viable, lo que resalta la importancia de crear algoritmos confiables para la clasificación automática de las curvas de luz de estas estrellas. Las redes neuronales, capaces de aprender patrones complejos en grandes conjuntos de datos, se presentan como una herramienta poderosa para este tipo de tareas.

En este proyecto, trabajaremos con algoritmos de aprendizaje automático, específicamente las redes neuronales, para realizar de forma eficiente la clasificación automática de curvas de luz de estrellas variables. Para este estudio utilizaremos la base de datos de estrellas del telescopio espacial Kepler, en particular, de la Misión Kepler Q9.

El Universo en microondas: observacion y analisis de imagenes.

INVESTIGADOR PRINCIPAL Y EQUIPO DE TRABAJO: Abraham Luna Castellanos, Alejandro García Pérez, Roberto Romano Rivera, Eduardo Hoy Canul, Victor Aldair Garmendia Fuentes, Eilitia Juárez Marín.

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.