Proyectos(en preparación. Pronto habrá más proyectos):
COSMOLOGÍA
Búsqueda de proto-cúmulos de galaxias en el Universo temprano.
INVESTIGADOR PRINCIPAL: Alfredo Montaña.
Las fuentes rojas de Herschel son galaxias lejanas, muy luminosas en el infrarrojo y con altas tasas de formación estelar. Sin embargo, observaciones de alta resolución angular han identificado que algunas de las fuentes de Herschel no son una, sino sistemas de múltiples galaxias. Adicionalmente, el GTM y otros telescopios han encontrado excesos de galaxias alrededor de algunas de estas fuentes rojas de Herschel, sugiriendo que podrían estar asociados a cúmulos de galaxias en formación (proto-cúmulos). Existen pocos casos confirmados de proto-cúmulos, sobre todo a distancias lejanas (i.e. etapas tempranas del Universo), y son piezas clave para entender mejor la formación de estructuras a gran escala del Universo. En este proyecto analizaremos observaciones a 850 micrones del Telescopio James Clerk Maxwell para caracterizar posibles sobredensidades de galaxias alrededor de fuentes rojas de Herschel e identificar candidatos que pudieran ser proto-cúmulos de galaxias en el Universo temprano.
Telescopio/Instrumento/Catálogos: SCUBA-2/JCMT, AzTEC/GTM, SPIRE/Herschel
BIBLIOGRAFÍA:
- Quirós-Rojas et al. 2024, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 533, Issue 3, pp.2966-2979 (https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2024MNRAS.533.2966Q/abstract).
- Montaña et al. 2021, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 505, Issue 4, pp.5260-5282 (https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2021MNRAS.505.5260M/abstract).
Cosmología con galaxias HII usando datos del JWST.
INVESTIGADOR PRINCIPAL: Ana Luisa González Morán.
El Telescopio Espacial James Webb (JWST) ha descubierto una sorprendente población de galaxias brillantes en el Universo temprano que es difícil de explicar con los modelos convencionales de formación de galaxias y cuyas propiedades físicas aún no se comprenden completamente. En este proyecto, los estudiantes aprenderán acerca de la investigación sobre galaxias HII que actualmente se esta desarrollando con el JWST. Las galaxias HII son brotes de formación estelar que se caracterizan por ser muy jóvenes, con un espectro que muestra intensas líneas de emisión. A lo largo del proyecto, aprenderán a descargar y visualizar espectros e imágenes tomadas por el JWST de galaxias con intensa formación estelar en el límite de corrimiento al rojo que la capacidad instrumental existente a nivel mundial puede alcanzar. El análisis espectroscópico y fotométrico de estos objetos permitirá saber si las relaciónes que se satisfacen para estos objetos a bajos e intermedios corrimientos al rojo siguen siendo válidas hasta la época de la reionización. Esto ayudará a restringir parámetros cosmológicos y saber si el parámetro de la ecuación de estado de la energía oscura presenta una evolución a lo largo del tiempo.
EXTRAGALÁCTICA
Cazando galaxias alrededor del BL Lac 3FGL J0909.0+2310.
INVESTIGADOR PRINCIPAL: Daniel Rosa-González.
Sabemos que (casi) todas las galaxias incluyendo nuestra Vía 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.
SOFTWARE: Python
Telescopio/Instrumento/Catálogos: GTC/SLOAN
BIBLIOGRAFÍA: https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2017MNRAS.466..540R/abstract
Identificación de cuásares super-Eddington a través del Eigenvector 1.
INVESTIGADOR PRINCIPAL: Tania Buendia-Rios.
Los cuásares super-Eddington representan una fase fundamental en el crecimiento de los agujeros negros supermasivos, al caracterizarse por tasas de acreción cercanas o superiores al límite de Eddington. Sin embargo, su identificación robusta requiere un análisis espectroscópico detallado que permita distinguirlos de la población general de núcleos activos de galaxias (AGN). El espacio de parámetros Eigenvector 1 (E1) proporciona un marco empírico para clasificar los AGN Tipo 1 en función de su tasa de acreción. Dentro de este esquema, los objetos super-Eddington se distinguen por presentar líneas de Fe II intensas, perfiles de Hβ relativamente estrechos, y evidencias de vientos en la línea de C IV λ1549, manifestadas a través de perfiles asimétricos y corrimientos al azul.
En este proyecto realizaremos un análisis sistemático de una muestra de cuásares con corrimientos al rojo en el rango de z = 0-2.5. Este rango redshift nos permitirá cubrir las líneas de emisión más prominentes en cada régimen espectral: Hβ λ4861, Fe II opt. y UV, Mg II λ2800, y C IV λ1549. Mediremos parámetros clave del E1, incluyendo anchos equivalentes (EW), anchuras a media altura (FWHM) y cocientes de flujo, con el objetivo de identificar candidatos a cuásares super-Eddington y explorar la evolución de sus propiedades espectrales a lo largo del corrimiento al rojo.
SOFTWARE: IRAF, Python
Telescopio/Instrumento/Catálogos: SDSS
BIBLIOGRAFÍA:
- Sulentic, J. W., Marziani, P., & Dultzin-Hacyan, D. 2000, ARA&A, 38, 521. Phenomenology of Broad Emission Lines in Active Galactic Nuclei.
- Shen, Y. & Ho, L., 2014, Nature, 513, 210–213. The diversity of quasars unified by accretion and orientation
- Marziani, P., et al. 2023, Physical Sciences Forum, 7(1), 39. Highly Accreting Supermassive Black Holes as Eddington Standard Candles
Espectroscopía en Acción: Descifrando los Secretos del Blazar 3C 454.3 a través de sus Líneas de Emisión
INVESTIGADOR PRINCIPAL Y GRUPO DE TRABAJO: Vahram Chavushyan, Víctor Manuel Patiño Álvarez, Tania Buendía-Ríos.
El blazar tipo cuásar (BZQ) 3C 454.3 es un núcleo galáctico activo caracterizado por la presencia de un agujero negro supermasivo y un chorro relativista orientado cerca de nuestra línea de visión, lo que produce una intensa luminosidad y una fuerte variabilidad a lo largo de todo el espectro electromagnético. Estas propiedades lo convierten en una fuente ideal para estudiar la relación entre la actividad del chorro y las regiones emisoras cercanas al agujero negro.
El objetivo de este proyecto es analizar la variabilidad del ancho de la línea de emisión Mg II λ2800 Å, medido mediante el FWHM (Full Width at Half Maximum), y su relación con la luminosidad de la línea y del continuo ultravioleta en el blazar 3C 454.3. En particular, se investigará si los episodios de alta actividad del chorro pueden influir en las propiedades observadas de la línea de emisión y en las estimaciones físicas derivadas de ella.
Para ello, se utilizarán espectros de monitoreo obtenidos en diferentes épocas por los observatorios Guillermo Haro (México) y Steward (Estados Unidos). A partir de estos datos se medirán las propiedades espectrales de la línea Mg II y del continuo, y se explorarán posibles correlaciones entre el FWHM y la luminosidad en distintos estados de actividad del objeto.
Los resultados permitirán mejorar la comprensión de la interacción entre el chorro relativista y la región de líneas anchas (BLR) en blazares, así como evaluar la confiabilidad de los métodos espectroscópicos utilizados para estimar la masa del agujero negro en estos sistemas extremos.
SOFTWARE: Python
BIBLIOGRAFÍA:
- León-Tavares, J.; Chavushyan, V.; Patiño-Álvarez, V., et al. 2013, ApJ...763L..36L. Flare-like Variability of the Mg II λ2800 Emission Line in the Γ-Ray Blazar 3C 454.3
- Chavushyan, Vahram; Patiño-Álvarez, Victor M.; Amaya-Almazán, Raúl A.; Carrasco, Luis. 2020, ApJ...891...68C. Flare-like Variability of the Mg II λ2798 Å Emission Line and UV Fe II Band in the Blazar CTA 102
- Amaya-Almazán, Raúl A.; Chavushyan, Vahram; Patiño-Álvarez, Victor M. 2021, ApJ...906....5A. Multiwavelength Analysis and the Difference in the Behavior of the Spectral Features during the 2010 and 2014 Flaring Periods of the Blazar 3C 454.3.
- Amador-Portes, Alfredo; Chavushyan, Vahram; Patiño-Álvarez, Víctor M.; José R. Valdés. 2025, ApJ...979..227A. Unveiling the Emission Mechanisms of Blazar PKS 1510 089. II. Jet BLR Connection and Black Hole Mass Estimation.
El origen de las burbujas interestelares en las imágenes del 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:
¿Cómo acceder a los datos novedosos de JWST y de otros telescopios? ¿Cómo desplegar y analizar datos astronómicos? ¿Cómo se identifican las burbujas y cómo se miden sus tamaños? ¿Cómo se identifican las estrellas responsables de la formación de burbujas?
Telescopio: JWST
Misiones espaciales en acción: descifrando la naturaleza de los blazares con Fermi-LAT y eROSITA
INVESTIGADORA PRINCIPAL Y GRUPO DE TRABAJO: Miriam E. Gudiño Yáñez, Vahram Chavushyan, Víctor M. Patiño Álvarez, Jonhatan Uriel Guerrero González.
Los blazares representan la clase más extrema de núcleos activos de galaxias (AGN), caracterizados por la presencia de chorros relativistas orientados cerca de nuestra línea de visión. Dentro de esta población, los objetos tipo BL Lac (BZB) y los Flat Spectrum Radio Quasars (FSRQ; BZQ) presentan diferencias importantes en sus propiedades espectrales y en los mecanismos dominantes de emisión, particularmente en la banda de rayos X. Mientras que en los BZB la emisión en rayos X suele estar dominada por procesos de radiación sincrotrón, en los BZQ las propiedades espectrales están generalmente asociadas a procesos de dispersión de Compton inversa.
El objetivo de este proyecto es identificar y caracterizar blazares de tipos BZB y BZQ utilizando el catálogo BlazEr1 de eROSITA, que proporciona una de las muestras más extensas de blazares detectados en rayos X suaves (E < 2 keV). A partir de esta muestra, se realizará un análisis sistemático de sus propiedades espectrales en rayos X, con énfasis en la distribución espectral de energía (SED, por sus siglas en inglés) y su conexión con la emisión en rayos gamma observada por Fermi-LAT.
El proyecto contempla la comparación entre las propiedades espectrales en rayos X y rayos gamma para investigar cómo cambian las propiedades espectrales entre distintos tipos de blazares y en diferentes regímenes de energía. Se analizarán correlaciones entre parámetros espectrales y luminosidades, con el propósito de identificar tendencias que permitan diferenciar subclases de blazares, lo cual podría utilizarse para construir un diagrama de clasificación.
Para ello, se utilizarán herramientas de análisis y visualización desarrolladas en Python, incluyendo el manejo y análisis de catálogos astronómicos, procesamiento estadístico y generación de diagramas comparativos entre parámetros espectrales. Los resultados contribuirán a una mejor comprensión de los procesos físicos responsables de la emisión de alta energía en blazares.
SOFTWARE: Python
Telescopio/Instrumento/Catálogos: eROSITA, Fermi-LAT, Swift, NuSTAR, SDSS
BIBLIOGRAFÍA:
- Bhatta, G., Mohorian, M., & Bilinsky, I. 2018, A&A, 619, A93. Hard X-ray properties of NuSTAR blazars.
- Giommi, P., et al. 2019, A&A, 631, A116.
GALÁCTICA
La composición química de nebulosas planetarias.
INVESTIGADOR PRINCIPAL: Mónica Rodríguez
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 estas 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 planetarias.
Bibliografía:
- The impact of spectra quality on nebular abundances, Rodríguez, M. 2020, MNRAS, 495, 1016, 10.1093/mnras/staa1286
- The impact of atomic data selection on nebular abundance determinations, Juan de Dios, L. & Rodríguez, M. 2017, MNRAS, 469, 1036, 10.1093/mnras/stx916
- Astrophysics of gaseous nebulae and active galactic nuclei, Osterbrock, D. E. & Ferland, G. J. 2006. Sausalito, CA: University Science Books
Campos magnéticos y formación de pilares en regiones HII.
INVESTIGADOR PRINCIPAL Y GRUPO DE TRABAJO: Raúl Naranjo-Romero, Abraham Luna Castellanos, Manuel Zamora-Avilés y Luis Andrés Hernández Cruz.
Los campos magnéticos desempeñan un papel importante en la dinámica del medio interestelar y en el proceso de formación estelar. En las nubes moleculares, donde se forman las estrellas, la interacción entre gravedad, turbulencia, campos magnéticos y retroalimentación estelar regula la formación de estructuras como filamentos y núcleos densos.
Las nubes moleculares se pueden interpretar como sistemas dinámicos que experimentan colapso gravitacional en múltiples escalas espaciales y temporales, donde los filamentos emergen de manera natural como estructuras que canalizan gas hacia regiones más densas donde finalmente se forman nuevas estrellas.
Cuando una estrella masiva se forma dentro de una nube molecular, su radiación ultravioleta ioniza el gas circundante produciendo una región HII en expansión. La interacción entre el frente de expansión y el medio molecular inhomogéneo puede generar estructuras alargadas conocidas como pilares (ver figura), cuya evolución depende de la interacción entre dinámica del gas y campos magnéticos.
En este proyecto se estudiará un escenario idealizado en el cual una estrella masiva interactúa con una una nube molecular filamentaria en colapso. Utilizando simulaciones magnetohidrodinámicas con el código numérico FLASH, se investigará cómo el campo magnético influye en la formación de pilares irradiados y se generarán observaciones sintéticas de polarización que pueden compararse directamente con observaciones astronómicas de este tipo de regiones.
BIBLIOGRAFÍA:
- Polarimetry: a powerful diagnostic tool in astronomy, James Hough https://drive.google.com/file/d/1SukxI1hp9dQNgW7-s2Jx2Z9AbXVFFzr7/view?usp=sharing
- 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
- https://inaoep.mx/~astropol/
- https://mixtli.inaoep.mx/mixtli/
- https://mixtli.inaoep.mx/mixtli/Downloads/molecular_clouds.html
Detección de exoplanetas con radio astrometría.
INVESTIGADOR PRINCIPAL Y GRUPO DE TRABAJO: Gisela Ortiz León, Sebastián Terreros Martínez, Eilitia Juárez Marín.
La búsqueda de exoplanetas con la técnica de astrometría consiste en detectar el bamboleo de una estrella provocado por la perturbación gravitacional de uno o varios planetas orbitando a su alrededor. Telescopios como Gaia y radio interferómetros como el Very Long Baseline Array (VLBA) tienen la suficiente precisión astrométrica (decenas de micro-arcosegundos) para medir el bamboleo inducido por planetas gigantes (>0.1 MJup) en órbitas separadas (periodos de cientos de días) alrededor de estrellas cercanas (d<10 pc) de baja masa (<0.1 MSol). En este proyecto, utilizaremos datos reales del VLBA para buscar exoplanetas alrededor de estrellas de tipo espectral M. Escribiremos un código de Python para analizar las posiciones de la estrella huésped. Para el movimiento de la estrella, se probará un modelo astrométrico de 5 y 7 parámetros (posición de referencia, paralaje, movimientos propios y términos de aceleración) y se analizarán los residuos del modelo en busca de indicios de señales planetarias. Posteriormente, se construirá el periodograma, lo cual permitirá restringir el periodo de posibles señales astrométricas producidas por planetas asociados a la estrella huésped.
SOFTWARE: Conocimientos básicos de programación y Python.
BIBLIOGRAFÍA:
- Perryman M., 2018, The Exoplanet Handbook, Chapter 3 Astrometry. https://doi.org/10.1017/9781108304160. Disponible en: https://drive.google.com/file/d/1A8LZJ86p2C1OkaAOFCI3NvIz8Lm9I5qh/view?usp=sharing.
Estudio de tránsitos exoplanetarios analizando curvas de luz de la Misión TESS.
INVESTIGADOR PRINCIPAL: Miguel Chávez Dagostino.
El estudio de exoplanetas (planetas más all del sistema solar) en uno de los campos de la astrofísica contemporánea de mayor auge en las últimas décadas.
En este proyecto se aprenderá a descargar datos fotométricos de la misión Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) y llevar a cabo el análisis de las curvas de luz para la potencial identificación.
BIBLIOGRAFÍA:
- https://www.variables.ch/images/Literatur/The_Exoplanet_Handbook_Perryman_Michael.pdf.
- Página de la Misión TESS: https://tess.mit.edu/.
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.
TELESCOPIO/INSTRUMENTO/CATÁLOGOS: Telescopio 2.1m del OAGH/Espectrógrafo Boller & Chivens.
BIBLIOGRAFÍA: Bus & Binzell (2002), Icarus, 158, 146. Phase II of the Small Main-Belt Asteroid Spectroscopic Survey: A Feature-Based Taxonomy.
SUPERCÓMPUTO
fase, implementaremos los algoritmos de aprendizaje automático con el objetivo de evaluar el desempeño del modelo y sentar las bases para su aplicación futura en conjuntos de datos más amplios.
BIBLIOGRAFÍA:
Clasificación Automática de Curvas de Luz de Estrellas Variables Mediante el Uso de Algoritmos de Aprendizaje Automático.
INVESTIGADORES PRINCIPALES: Ma. Teresa Orozco Aguilera
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 se refiere al proceso de categorizar y etiquetar los distintos tipos de variabilidad observada en las series temporales que muestran cómo cambia el brillo de una estrella a lo largo del tiempo, debido a diversos fenómenos astronómicos como pulsaciones, eclipses binarios o explosiones, entre otros.
El incremento exponencial en la cantidad de datos generados por censos astronómicos de estrellas variables hace que la inspección manual de las curvas de luz resulte poco viable, lo que resalta la importancia de desarrollar algoritmos confiables para su clasificación automática. En este contexto, las redes neuronales —capaces de aprender patrones complejos en grandes volúmenes de datos— se presentan como una herramienta poderosa para abordar esta tarea.
En este proyecto trabajaremos con algoritmos de aprendizaje automático, específicamente redes neuronales, para llevar a cabo la clasificación automática de curvas de luz de estrellas variables de manera eficiente. Como primer paso, utilizaremos una base de datos pequeña, compuesta por 100 estrellas variables, de las cuales obtendremos sus curvas de luz mediante el análisis de sus periodos, lo que permitirá caracterizar mejor su comportamiento. Una vez completada esta fase, implementaremos los algoritmos de aprendizaje automático con el objetivo de evaluar el desempeño del modelo y sentar las bases para su aplicación futura en conjuntos de datos más amplios.
SOFTWARE: Conocimientos básicos de programación y Python.
BIBLIOGRAFÍA:
- Yepez, M. A., Arellano Ferro, A., & Deras, D. (2020). CCD VI time-series of the extremely metal-poor globular cluster M92: revisiting its variable star population. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 494(3), 3212–3226.
- Pantoja, R., Catelan, M., Pichara, K., & Protopapas, P. (2022). Semi-supervised classification and clustering analysis for variable stars. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 517(3), 3660–3681
INSTRUMENTACION
El Universo en microondas: observación y análisis de imágenes.
INVESTIGADOR PRINCIPAL Y EQUIPO DE TRABAJO: Abraham Luna Castellanos, Alejandro García Pérez.
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:
