IX Escuela Ecuatoriana de Astronomía

Modalidad Híbrida - Presencial y Virtual

De manera presencial en el campus EPN, específicamente en el Auditorio 2 del CEC-EPN y en el Hemiciclo Politécnico.

Astrofísica Galáctica y Extragaláctica, Cosmología y Modelos del Universo, Astrofísica de Altas Energías, Agujeros Negros, Búsqueda de Vida y Exploración del Universo

PRESENTACIÓN

Esta escuela está dirigida a estudiantes de colegios y universidades, así como a aficionados a la ciencia, quienes deseen profundizar sus conocimientos en algunas ramas de la astronomía y astrofísica. Es la primera vez que esta escuela se va a llevar a cabo en forma híbrida. Algunos de los temas que se abordarán en la IX Escuela Ecuatoriana de Astronomía son los siguientes:

Astronomía de Múltiples Mensajeros

En esta charla exploraremos el fascinante campo de la astronomía de múltiples mensajeros, que combina observaciones de distintos tipos de señales provenientes del cosmos para obtener una comprensión más completa y detallada del universo. Desde la detección de ondas gravitacionales hasta la observación de rayos gamma, rayos X, luz visible y otras señales electromagnéticas, esta nueva forma de observar el espacio nos permite revelar fenómenos astrofísicos en su máximo esplendor. Exploraremos cómo la sinergia entre diferentes instrumentos y técnicas nos ha llevado a descubrimientos revolucionarios y cómo la astronomía de múltiples mensajeros está abriendo nuevas perspectivas en nuestra búsqueda por entender los misterios del cosmos.

Mundos habitables, de los satélites hacia los planetas hicéanicos

Uno de los centros de interés de los astrofísicos estudiando los cuerpos planetarios es la búsqueda de zonas en las superficies o en los interiores de planetas, eventualmente de los satélites, donde podemos imaginar en esta fecha que la vida podría aparecer y/o desarrollarse. Esas zonas han cambiado poco a poco con nuestro conocimiento desde los años 70, con el descubrimiento de océanos interiores en ciertos cuerpos, por lo menos 6 en el sistema solar, así que la posibilidad siempre mayor de la existencia de océanos en superficies de exoplanetas, tipo Tierras, Super-Tierras y más reciente en mini-neptunos o planetas hicéanicos. También el terminador, frontera entre el hemisferio diurno y el hemisferio nocturno en los planetas boqueados por efecto de marea es una nueva posibilidad de este tipo de zonas.

Panorama de la astrofísica de Gamma Ray Bursts (GRBs)

Luego del Big Bang, los GRBs son las explosiones más energéticas del Universo. El origen estelar de estos eventos transitorios evidencia procesos radiativos no térmicos y brindan la oportunidad de estudiar el Universo en el régimen de altas energías. A través de una revisión de las observaciones astronómicas en varias frecuencias, se muestra una visión completa del panorama actual de la astrofísica de GRBs y la influencia en su entorno a varias escalas.

Descifrando el Modelo Lambda CDM: Un vistazo a sus aciertos y desafíos

En esta charla, analizaremos el modelo cosmológico estándar y sus logros fundamentales en la explicación de la evolución del Universo y sus componentes. Exploraremos los experimentos y fenómenos físicos relevantes que han contribuido a nuestra comprensión actual del cosmos. También examinaremos las mediciones modernas que plantean desafíos al modelo, lo que nos permitirá explorar posibles desviaciones y ampliar nuestro conocimiento en el campo de la cosmología.

¿Cómo podemos medir el gas invisible en las galaxias?

Las estrellas y el polvo son los componentes visibles de las galaxias. Además de estos, también hay grandes cantidades de gas en muchas galaxias que son invisibles a nuestros ojos. Podemos medir el gas en galaxias cercanas con radiotelescopios. El gas en las galaxias es muy importante porque es el combustible para la formación de estrellas. La mayoría de las galaxias pueden formar estrellas siempre que tengan gas y detener su formación estelar una vez que no haya más gas. En mi charla explicaré los conceptos básicos de cómo las galaxias usan su gas y cómo los astrónomos pueden observar los diferentes tipos de gas en las galaxias.

Agujeros negros cuánticos, dimensiones extra y aceleradores de partículas

De acuerdo con la teoría gravitacional clásica, el agujero negro más ligero que podría formarse tendría una masa del orden de la de Planck 2.2E-8 kilogramos, que equivale a una energía de 1E19 GeV. Este límite se lo puede obtener comparando la longitud de onda de Compton del objeto que colapsa con su respectivo radio de Schwarzschild. La escala de Planck, es la escala de masa, longitud y tiempo en la cual los efectos gravitacionales (Teoría General de la Relatividad) y los efectos cuánticos (Mecánica Cuántica) tienen la misma importancia. Para describir lo que sucede a dicha escala se necesita, por lo tanto, una teoría cuántica de la gravedad. En la presente conferencia se analiza la posibilidad de generar agujeros negros cuánticos en aceleradores de partículas considerando la posible existencia de dimensiones extra del espacio-tiempo.

Desviación de la luz alrededor de agujeros negros rotantes a quinto orden: Aproximaciones de Lindstedt-Poincaré y Padé

El cálculo del ángulo de desviación de la luz alrededor de agujeros negros rotantes en un espacio tiempo de Kerr, se realiza a quinto orden utilizando los métodos de Lindstedt-Poincaré y aproximantes de Padé. Se consideran órbitas directas y retrógradas, generalizando así los valores de spin en la métrica. Los aproximantes de Padé producen excelentes resultados en comparación con la solución numérica de las ecuaciones de movimiento para partículas sin masa, demostrando que el método es viable y produce mejores resultados que los encontrados en estudios pasados. Adicionalmente, se aplican estos métodos a los agujeros negros supermasivos del sistema OJ 287 y al SgrA* en el centro de nuestra galaxia, tomando en cuenta diferentes parámetros de impacto en la solución.

Formación estelar y nubes de gas y polvo en galaxias cercanas

El gas del medio interestelar es el reservorio donde se forman estrellas en las galaxias. Existen galaxias con una alta tasa de formación de estrellas. Por otro lado, hay galaxias que cuentan con grandes cantidades de gas donde hay poca formación de estrellas. Al parecer hay mecanismos que desencadenan y otros que inhiben la formación de estrellas, lo que representa un campo actual de investigación en astrofísica. La formación de estrellas y sus efectos en el medio interestelar juegan un papel importante en la evolución de las galaxias. Diferentes instrumentos astronómicos proporcionan la resolución espacial suficiente para observar nubes de gas y polvo cósmico en nuestra propia galaxia y en muchas galaxias cercanas, lo que está permitiendo que se realicen estudios de las propiedades (tamaños, cantidad de gas molecular y gas atómico, temperatura del polvo cósmico, etc.) de nubes. Durante la charla de la Escuela de Astronomía se hablará acerca de las propiedades físicas de nubes en galaxias cercanas, la formación de estrellas y sus efectos en el medio interestelar, así como algunas técnicas que se emplean en el análisis de datos observacionales del medio interestelar.

Filamentos cósmicos: de la estructura a gran escala a la evolución de las galaxias

La estructura a gran escala del Universo está organizada en forma de una red cósmica en la cual la mitad de la materia está distribuida en estructuras filamentosas. Actuando como autopistas, los filamentos cósmicos transportan la materia hacia los cúmulos de galaxias, las estructuras más masivas del Universo. A menor escala, simulaciones numéricas nos muestran que la formación y evolución de las galaxias está estrechamente relacionada con la presencia de filamentos de gas frío, el combustible para la formación estelar. En esta charla hablaremos de la importancia de los filamentos a diferentes escalas, expondré los últimos avances en el conocimiento, y las dificultades ligadas a la observación de estas estructuras.

Rayos gamma desde el centro de nuestra galaxia

El centro Galáctico es el centro dinámico de nuestra galaxia el cual hospeda una gran variedad de fenómeno únicos, entre estos destaca el grupo de nubes moleculares más densas y masivas de toda la Vía Láctea, llamado la Zona Molecular Central. Desde toda esta zona, se ha observado una emisión extendida de rayos gamma de muy alta energía, que es producida por la interacción de rayos cósmicos con el gas molecular. En esta charla revisaremos que son los rayos gamma y rayos cósmicos, estudiaremos como se transportan y producen, y analizaremos cuales son las características más relevantes de la Zona Molecular Central, para así entender los escenarios posibles de emisión de luz de alta energía desde el centro Galáctico.

Formación estelar en la Vía Láctea

Nuestra galaxia, la Vía Láctea, posee alrededor de 100.000 millones de estrellas, muchas de ellas muy jóvenes comparadas con el Sol y que están aún en formación. Diferentes sitios donde la producción de estrellas está en proceso, junto con su contenido estelar, ha sido estudiado en diferentes longitudes de onda. Estos nos dan diferente información de dichas regiones y cómo están caracterizadas. Más aún, el estudio de la formación de estrellas nos da pistas de cómo fue la formación de nuestro propio Sol. En esta charla hablaremos sobre cómo se forman las estrellas, dónde están ubicadas algunas de las regiones de formación estelar de nuestra galaxia y cómo los astrónomos estudiamos su población estelar. Particularmente, discutiremos cómo sus variaciones de brillo nos han permitido confirmar lo jóvenes que estas estrellas son y qué es lo que podemos concluir de estas variaciones.

Arqueología galáctica: reconstruyendo la formación de la Vía Láctea

La formación de la Vía Láctea, nuestro hogar en el Universo, sólo puede ser reconstruida gracias a la información que poseen sus estrellas. A través del análisis de la distancia, velocidad y enriquecimiento químico de las estrellas, la arqueología galáctica ha develado distintos episodios cruciales en el pasado de la Vía Láctea que la llevaron a tener su morfología y masa actual. En esta charla, repasaré las herramientas que se utilizan para identificar los restos estelares de la formación de nuestra Galaxia, así como los más recientes descubrimientos relativos a la formación del disco galáctico obtenidos usando las observaciones del telescopio espacial Gaia.

Cúmulos globulares: de laboratorios estelares 'simples' a registros fósiles de nuestra Galaxia

Los cúmulos globulares son densos conjuntos de miles de estrellas gravitacionalmente unidas que forman parte esencial de todos los tipos de galaxias. Históricamente tratados como laboratorios estelares 'simples', han demostrado ser excelentes trazadores de la historia de evolución y formación de la Vía Láctea. Con más de 170 detectados en nuestra Galaxia, esta charla tratará de cómo ha cambiado nuestra visión de los cúmulos globulares los últimos años y como de ellos hemos aprendido parte del caótico pasado de la Vía Láctea.

Buscando Galaxias en un Universo de datos

En los últimos años, grandes telescopios han comenzado a observar el cielo, generando inmensas cantidades de información cada día. Los métodos tradicionales no permiten analizar tal cantidad de datos en un tiempo razonable. Dicho problema será aún más patente con la puesta en marcha de instrumentos como el Gran Telescopio Sinóptico de Muestreos, (LSST, por sus siglas en inglés) y el Conjunto de un Kilómetro Cuadrado (en inglés, SKA) que producirán una cantidad aún mayor de información para su análisis. Es por esto que nuevos métodos, que incluyen el uso de Aprendizaje de Máquinas (Machine Learning) han permitido extraer información y nuevos descubrimientos de tales conjuntos de datos. En esta charla, explicaré cómo el uso algunas técnicas de Aprendizaje de Máquinas permite extraer información sobre algunos de los objetos más brillantes en el cielo, los Núcleos Activos de Galaxias (AGN, en inglés) y los Agujeros Negros Supermasivos que los habitan. En particular, mostraré el uso de observaciones de millones de objetos en el cielo para determinar la presencia de tales Núcleos Activos de Galaxias.

Núcleos Activos de Galaxias: Las linternas más poderosas del Universo

En el centro de algunas galaxias podemos observar una gran liberación de energía, la fuente es una región compacta a la que llamamos Núcleo Activo. Existen casos en los que la energía liberada llega a opacar la luz que emiten los cientos de millones de estrellas de la galaxia anfitriona haciendo que estos objetos se vean semejantes a estrellas cercanas, a estos les llamamos Cuásares. En esta ocasión revisaremos la historia del estudio de los Núcleos Activos de Galaxias, el modelo físico y la interpretación de las observaciones, y cómo se estudian las propiedades de estos objetos para mejorar nuestra comprensión de este fenómeno y del Universo.

Los telescopios Cherenkov una ventana abierta al universo en rayos gamma

La exploración del universo en rayos gamma ha revelado una gran cantidad de fenómenos cósmicos fascinantes y extremadamente energéticos. Sin embargo, estos rayos gamma son absorbidos por la atmósfera de la Tierra, lo que dificulta su detección y estudio. En esta charla, vamos a descubrir cómo los telescopios Cherenkov han superado este desafío, permitiéndonos abrir una ventana al universo en rayos gamma y desvelar algunos de sus misterios más profundos.

RESUMEN

En esta IX Escuela Ecuatoriana de Astronomía se impartirán cursos de Astrofísica Galáctica y Extragaláctica, Cosmología y Modelos del Universo, Astrofísica de Altas Energías, Agujeros Negros, Búsqueda de Vida y Exploración del Universo, entre otros.

La escuela se llevará a cabo en forma híbrida del 31 de julio al 4 de agosto del 2023, y habrán 4 charlas por día. En esta escuela tendremos 1 taller para abordar la parte práctica. Para el desarrollo de los talleres se conformarán grupos de trabajo. Se emitirá un certificado de asistencia a los participantes que cumplan con varios requisitos (asistencia, participación en el taller, etc.) que se explicarán durante la escuela.