X Escuela Ecuatoriana de Astronomía

PRESENTACIÓN

La X Escuela Ecuatoriana de Astronomía está abierta a estudiantes de nivel secundario y universitario, así como a aficionados de la ciencia que deseen expandir sus conocimientos en Astronomía y Astrofísica. El evento se realizará en modalidad híbrida. Los participantes tendrán la oportunidad de explorar una variedad de temas, que incluyen

Estabilidad de las geodésicas de Schwarzschild

El estudio de las trayectorias de movimiento libre de partículas en el espacio-tiempo alrededor de un agujero negro según la métrica de Schwarzschild. Se Explora cómo estas geodésicas pueden describirse matemáticamente y analizaría su estabilidad bajo diversas condiciones iniciales y parámetros físicos. Además, se discutirían fenómenos como la precesión del periastro y la existencia de órbitas estables y no estables, proporcionando una comprensión profunda de la dinámica orbital en el contexto de la relatividad general.

Observaciones y ciencia a longitudes de onda radio, infrarrojo y rayos X

Los datos observados a multilongitud de onda permiten caracterizar de mejor forma muchos procesos físicos que tienen lugar en el Universo. El infrarrojo traza el polvo cósmico que absorbe la radiación UV de las estrellas, mientras que las ondas radio permiten estudiar el componente molecular del medio interestelar donde se forman las estrellas, elementos fundamentales en la evolución galáctica. Estos son sólo dos temas que se pueden investigar con el análisis de datos del infrarrojo y ondas radio. Por otro lado, algunos de los procesos más energéticos del Universo se emiten en rayos X como la explosión de supernovas, los entornos de agujeros negros estelares, etc. En esta charla voy a relatar brevemente el desarrollo de observaciones a longitudes de onda radio, infrarrojo y rayos X, así como algunos casos de la ciencia que los astrónomos llevan a cabo con esa información.

Construcción de un radiotelescopio con seguimiento ecuatorial para observación estelar

La charla aborda los principales componentes en el proceso de conversión de una antena parabólica de 3 metros en un radiotelescopio capaz de detectar la línea de hidrógeno a 21 cm. Se describen los pasos técnicos necesarios para la conversión, incluyendo la selección y preparación de la antena, la instalación de un conversor de bajo ruido (LNB) en el foco de la antena, y la configuración de un receptor de radiofrecuencia adecuado para captar la línea de hidrógeno. El sistema se integra con un ordenador utilizando software de análisis de señales para la captura y procesamiento de datos. La calibración y prueba del sistema son esenciales para asegurar su precisión y eficiencia. Los resultados esperados incluyen la detección de la línea de hidrógeno, permitiendo estudios sobre la distribución y el movimiento del gas hidrógeno en la galaxia. Este proyecto demuestra la viabilidad técnica de convertir equipos de telecomunicaciones en radiotelescopios, promoviendo aplicaciones en radioastronomía amateur y proyectos de ciencia ciudadana.

Midiendo el Universo: Lentes Gravitacionales y la Constante de Hubble

Las lentes gravitacionales son herramientas poderosas para obtener información valiosa sobre la distribución de materia en las galaxias y estimar la tasa de expansión del universo, conocida como la constante de Hubble (H₀). Este parámetro es crucial para comprender la edad, el tamaño y la evolución del cosmos, y constituye uno de los grandes misterios de la cosmología moderna.

Actualmente, existe una discrepancia significativa entre las mediciones de H₀ obtenidas mediante diferentes métodos, tales como las observaciones del Fondo Cósmico de Microondas (CMB) y las Supernovas de tipo Ia. Esta tensión ha generado debates y podría indicar la necesidad de nuevas teorías en cosmología.

Galaxias en el universo primordial

Estudiar observacionalmente la formación de las primeras galaxias es aún un reto. Nuevos avances se han realizado gracias al nuevo telescopio espacial JWST sobre las propiedades de las primeras generaciones de galaxias y en los últimos años el estudio de análogos a dichos sistemas en épocas más tardías nos han dado valiosa información sobre las galaxias primordiales. En esta charla presentaremos un resumen de la formación de galaxias y los nuevos descubrimientos sobre sus propiedades físicas y químicas gracias al telescopio JWST. También hablaremos de las galaxias análogas que se encuentran incluso en el universo local y que son laboratorios ideales para estudiar sus condiciones extremas.

Agua en galaxias ultraluminosas infrarrojas (ULIRGs)

El agua es la tercera molécula más abundante del medio interestelar. Una de las transiciones más brillantes es la línea de 752GHz cuyo mecanismo de excitación se encuentra aún en debate. Aunque esta línea ha sido detectada ampliamente en galaxias con alto corrimiento al rojo, la detección de agua en galaxias locales desde observatorios en Tierra, se ha limitado por la baja transmisión de la atmósfera. En la charla abordaremos el mecanismo de excitación de la molécula de agua. Así como su detección en galaxias ultraluminosas infrarrojas (ULIRGs) mediante observatorios localizados desde Tierra.

Descubriendo los Misterios de los eventos transitorios rápidos en rayos-X

Los eventos transitorios rápidos en rayos-X (o FXTs por sus siglas en inglés) son eventos astronómicos caracterizados por explosiones de rayos X de alta energía que ocurren en escalas de tiempo extremadamente breves, desde minutos hasta unas pocas horas. Estos fenómenos, aunque escasos y difíciles de detectar, proporcionan información valiosa sobre procesos físicos extremos en el universo. Durante esta charla, exploraremos los descubrimientos recientes en la observación de FXTs, las teorías actuales que explican sus orígenes, y las implicaciones que estos eventos tienen para nuestra comprensión de la física de altas energías y la dinámica de los objetos compactos como las estrellas de neutrones y los agujeros negros. Además, discutiremos el papel de las misiones espaciales y los telescopios de última generación en la identificación y el estudio de estos transitorios, y cómo los avances en tecnología de detección están abriendo nuevas ventanas para la observación de estos eventos efímeros pero profundamente reveladores.

Mapeo del contenido total de electrones de la ionósfera sobre Ecuador

El Total Electron Content (TEC) de la atmósfera terrestre se mide utilizando sensores GNSS en satélites y estaciones terrestres que captan señales en dos frecuencias distintas. Estas señales permiten calcular el TEC a lo largo de sus trayectorias, a partir del cual se deriva el Vertical TEC (vTEC), que representa el contenido total de electrones en la línea vertical desde el sensor. En Ecuador, 40 estaciones monitorean y recopilan continuamente estos datos, que deben someterse a calibración. El TEC es esencial para el monitoreo de la actividad solar y, mediante análisis de datos, puede mejorar significativamente la precisión de los sistemas de posicionamiento global (GPS). Nuestro trabajo se enfoca en desarrollar un código en Python para el cálculo preciso del vTEC.

Observaciones Radioastronómicas de disco simple y Desarrollo Instrumental

En esta presentación se abordarán los aspectos principales de las observaciones radioastronómicas realizadas en el Instituto Argentino de Radioastronomía, así como los avances tecnológicos en instrumentación para este campo de estudio.

Equilibrio y Evolución Estelar

La evolución de las estrellas es un proceso fascinante que abarca millones a miles de millones de años, desde su formación en nebulosas interestelares hasta su eventual destino final como enanas blancas, estrellas de neutrones o agujeros negros. Este proceso está regido por el equilibrio entre dos fuerzas fundamentales: la gravedad, que tiende a colapsar la estrella, y la presión térmica generada por las reacciones nucleares en su núcleo, que la empuja hacia afuera. Durante la mayor parte de su vida, una estrella permanece en la secuencia principal, una etapa de estabilidad donde fusiona hidrógeno en helio. Sin embargo, a medida que se agota el combustible nuclear, la estrella entra en fases de evolución más rápidas y dramáticas. Las estrellas de masa baja a media se expanden en gigantes rojas antes de expulsar sus capas exteriores y formar nebulosas planetarias, dejando atrás un núcleo denso que se convierte en una enana blanca. Por otro lado, las estrellas masivas experimentan explosiones de supernova, dispersando elementos pesados por el universo y dejando atrás estrellas de neutrones o agujeros negros.

Naturaleza de los Halos Galácticos de Materia Oscura

La materia oscura es crucial para la formación de galaxias, estrellas y planetas debido a su efecto gravitacional observado en las curvas de rotación galácticas. Aunque su naturaleza exacta sigue siendo desconocida, se sugiere que el halo central de materia oscura podría comportarse como un gas de Bose-Einstein. Los estudios de temperatura de estos halos sugieren que el modelo de gas ideal de Bose es prometedor, especialmente con partículas de baja masa, contradiciendo modelos clásicos y de Fermi. Esto sugiere que los principios de la termodinámica podrían revelar más sobre la materia oscura, afectando su descripción fundamental.

Espectroscopía de Exoplanetas: Desde los Primeros Espectros Hasta los Últimos Avances con el Telescopio Espacial James Webb

Esta conferencia explorará la evolución de la espectroscopía de exoplanetas, destacando los avances históricos y las innovaciones actuales impulsadas por el Telescopio Espacial James Webb (JWST). Se presentará un proyecto específico de estudio de un planeta tipo mini-Neptuno. La sesión concluirá con una discusión interactiva y una sesión de preguntas y respuestas.

Simulaciones Cosmológicas y Estudio de Formación de Galaxias

Las simulaciones cosmológicas han sido utilizadas como un instrumento para el estudio de la formación y evolución de galaxias y estructuras en el Universo. Estas han experimentado un desarrollo rápido durante la última década principalmente debido al incremento en la capacidad computacional y han evolucionado desde cálculos puramente gravitacionales de estructuras a gran escala hasta simulaciones magneto-hidrodinámicas que incluyen física bariónica. Los resultados de las simulaciones pueden ser comparados directamente con los datos de observaciones que proveen importantes pruebas para los modelos de formación de galaxias y convierten a las simulaciones en una herramienta alternativa para el estudio de los modelos de formación y evolución galáctica. En esta charla estaremos explorando temas como la distribución de color, la fracción de galaxias quenched y la cantidad de gas disponible en las galaxias satétlite en cúmulos de galaxias y su dependencia con el estado dinámico de su host.

Resumen

En esta X Escuela Ecuatoriana de Astronomía, se impartirán cursos y charlas sobre temas avanzados y actuales en el campo de la Astronomía y la Astrofísica, tales como la relatividad general, observaciones astronómicas a distintas longitudes de onda, la construcción y uso de radiotelescopios, y la cosmología moderna. También se explorarán tópicos como la formación y evolución de galaxias, la detección de moléculas en el espacio, y los fenómenos astrofísicos transitorios.

La Escuela se llevará a cabo en modalidad híbrida del 29 de julio al 2 de agosto de 2024, con un total de tres charlas diarias. Además, se ofrecerá un taller práctico para profundizar en algunos de los temas tratados. Los participantes que cumplan con los requisitos de asistencia y participación en el taller podrán optar por un certificado de asistencia o un certificado de aprobación, según corresponda.