Verano de Investigación en
Astrofísica del INAOE
VIAI-2023
19 de junio al 7 de julio de 2023
Proyectos: Sigue visitando nuestra página, se irá actualizando con nuevos proyectos.
EXTRAGALÁCTICA
HOYOS NEGROS SUPERMASIVOS - FORMACIÓN ESTELAR EN GALAXIAS
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.
TELESCOPIO/INSTRUMENTO/CATÁLOGOS:
BIBLIOGRAFÍA:
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? .
TELESCOPIO/INSTRUMENTO/CATÁLOGOS:
BIBLIOGRAFÍA:
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.
TELESCOPIO/INSTRUMENTO/CATÁLOGOS:
BIBLIOGRAFÍA:
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.
El proyecto ofrece una oportunidad única de usar los datos espectroscópicos de tipo 3-D tomados con el novedoso instrumento MEGARA instalado en el Gran Telescopio Canarias (GTC), el telescopio óptico más grande del mundo. Estos datos 3-D permiten la construcción de imágenes en distintos colores, transiciones o líneas espectrales. Contamos con el espectro-3D de regiones ionizadas alrededor de cúmulos estelares. Las regiones ionizadas se caracterizan por tener transiciones en iones abundantes como oxígeno, nitrógeno, azufre, además de las líneas de hidrógeno y helio, en sus distintos estados de ionización. El proyecto consiste en identificar algunas de estas transiciones en el espectro y construir imágenes en cualquiera de estas transiciones.
SOFTWARE: Python
BIBLIOGRAFÍA:
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.
TELESCOPIO/INSTRUMENTO/CATÁLOGOS:
BIBLIOGRAFÍA:
DINAMICA
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.
TELESCOPIO/INSTRUMENTO/CATÁLOGOS:
BIBLIOGRAFÍA:
GALÁCTICA
ESTRELLAS
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.
TELESCOPIO/INSTRUMENTO/CATÁLOGOS:
BIBLIOGRAFÍA:
NEBULOSAS: FORMACION ESTELAR Y MUERTE DE ESTRELLAS
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.
TELESCOPIO/INSTRUMENTO/CATÁLOGOS:
BIBLIOGRAFÍA:
MEDIO INTERESTELAR
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.
TELESCOPIO/INSTRUMENTO/CATÁLOGOS:
BIBLIOGRAFÍA:
SISTEMA SOLAR
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/INSTRUMENTO/CATÁLOGOS:
BIBLIOGRAFÍA:
SUPERCOMPUTO
Sonificación de eclipses solares para personas con discapacidad visual utilizando Python.
INVESTIGADOR PRINCIPAL Y EQUIPO DE TRABAJO: sergio Martinez Gonzalez, 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.
INSTRUMENTACION
INSTRUMENTACION MILIMETRICA
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.
BIBLIOGRAFÍA:
INSTRUMENTACION OPTICA
Automatización de una máquina de pulido.
INVESTIGADORES PRINCIPALES: Esperanza Carrasco y Rafael Izazaga.
En el INAOE se desarrollan instrumentos astronómicos para observaciones en el visible que han sido instalados en telescopios internacionales produciendo datos cientificos de muy alta calidad. En particular, la fabricación de óptica astronómica le ha dado al INAOE renombre mundial. La forma de pulir una superficie óptica se realiza montando el vidrio en una herramienta que se fija al eje de rotación (Z). La herramienta de pulido se alinea con el eje de rotación y mediante el uso de diferentes materiales abrasivos, cada vez más finos, entre la herramienta y la superficie, se va puliendo la lente hasta alcanzar precisiones de decenas de nanómetros. Este método funciona para superficies esféricas, es decir, superficies que se pueden describir con la ecuación de una esfera. La necesidad de desarrollar instrumentos astronómicos cada vez más eficientes que minimicen las pérdidas de luz, requiere la fabricación de superficies que tiene simetría de rotación, pero no son esféricas (anesféricas) para las cuales el método descrito no funciona. La meta del proyecto a largo plazo es modernizar una máquina de pulido tradicional para que se puedan fabricar superficies anesféricas. El proyecto consistira en hacer un diseño, a nivel conceptual, de una bancada X, Y con precisión milimétrica, con movimientos de 600 mm por eje. Dicha bancada estaría montada en una máquina pulidora que rota respecto al eje Z. El proyecto lo pueden llevar a cabo dos estudiantes de mecatrónica, o bien de ingeniería mecánica en combinación con otro de ingeniería electrónica. Se requiere que al menos uno de ellos esté familiarizado con el uso de algún programa de modelado en 3D como es Solidworks y el otro con sistemas de control y servo-motores, entre otros disposiMvos electrónicos requeridos. Debido a que la fabricación de óptica de muy alta precisión se hace en muy pocos lugares en el mundo, los estudiantes tendrían la oportunidad inigualable de familiarizarse con el proceso de fabricación de lentes. Se trata de lentes que son únicas y que se usarán para observación astronómica ya que en este momento nuestro grupo está desarrollando el proyecto internacional TARSIS.
Catálogo de las superficies de referencia del proyecto TARSIS.
INVESTIGADORES PRINCIPALES: Esperanza Carrasco y Rafael Izazaga.
El INAOE es miembro del consorcio TARSIS (Tetra Armed Super-Ifu Spectrograph) formado por la Universidad Complutense de Madrid, el Instituto de Andalucía y otras universidades andaluzas. TARSIS es un espectrógrafo de cuatro brazos que será instalado en el telescopio de 3.5m del observatorio de Calar Alto ubicado en Almería, España. El INAOE es responsable de la fabricación de las lentes de los cuatro espectrógrafos. La metrología óptica de las superficies cóncavas de una lente se realiza usando un interferómetro. Mediante un frente de onda plano que incide en la superficie que se quiere medir, y que interfiere constructivamente con el frente de onda reflejado, se genera un interferograma. Dicho interferograma se analiza usando un software especializado que nos permite obtener diversos parámetros que caracterizan la calidad de la superficie óptica. En el caso de una superficie convexa no es posible usar este método porque la luz reflejada por ella diverge. Para medir la calidad de una superficie convexa se tiene que fabricar una superficie con el mismo radio de curvatura, pero con signo contrario, es decir, una superficie cóncava. A este tipo de superficies se les denomina superficie de referencia. Se trata de elementos ópticos que debe tener el doble de precisión de la especificada para la superficie que se quiere medir. En este proyecto el estudiante hara la metrología óptica de las superficies de referencia de TARSIS que ya están terminadas. El trabajo se realizaría en el laboratorio de metrología del taller de óptica del INAOE. El proceso es muy delicado porque cada una de las superficies son de muy alta precisión y son producto de muchas horas de trabajo. Desde que se concibió el proyecto TARSIS, se hizo el diseño óptico, se aprobó, se diseñó la superficie de referencia, se generó un dibujo de fabricación, se compró el vidrio, llegó al INAOE y se pulió. No obstante, para los estudiantes de fisica o ingeniería fisica, sería una experiencia muy valiosa hacer la metrología de superficies únicas y participar en nuestras reuniones de trabajo.
