Proyectos

Las binarias de rayos gamma son sistemas estelares compuestos por una estrella masiva y un objeto compacto (como una estrella de neutrones o un agujero negro) que orbitan entre sí y producen emisión de muy alta energía. Estos sistemas son laboratorios astrofísicos únicos para
estudiar procesos de aceleración de partículas y de emisión no térmica en condiciones extremas. El proyecto propuesto consiste en un estudio de seguimiento en profundidad de la binaria de rayos gamma LS I +61 303 en energías de GeV. Este es uno de los sistemas binarios más estudiados a altas
energías y muestra un comportamiento muy particular: además de su periodo orbital de aproximadamente un mes, presenta una modulación superorbital de unos 4 años, observable en varias longitudes de onda. Desde el descubrimiento de este fenómeno en energías de GeV, el
conjunto de datos obtenido por el satélite Fermi se ha duplicado. En este proyecto se propone analizar el conjunto de datos más reciente del instrumento Fermi-LAT de esta fuente, con el objetivo de confirmar o refutar los resultados publicados hace unos diez años y realizar un estudio detallado del comportamiento orbital del sistema. Los resultados de este trabajo serán de gran interés para la comunidad astrofísica, ya que ayudarán a comprender mejor los mecanismos físicos que rigen la emisión de alta energía en este tipo de sistemas.

La National Science Foundation y la NASA han invertido recursos considerables en la construcción de espectrógrafos de alta precisión para la detección terrestre de planetas terrestres. Lamentablemente, las búsquedas de planetas mediante el efecto Doppler se ven afectadas por señales estelares que pueden imitar u ocultar órbitas keplerianas. Proponemos adaptar un método del dominio de la frecuencia —utilizado en la sismología terrestre y el reconocimiento de voz— al problema de la validación planetaria. El *cepstrum*, o «espectro de un espectro», es una técnica en la que el logaritmo de una estimación del espectro de potencia se trata como una forma de onda por derecho propio. Formulada originalmente para la detección y la determinación temporal de ecos complejos, el *cepstrum* constituye un método prometedor para estimar la vida útil de las manchas estelares, el cual puede utilizarse para fundamentar o validar modelos de procesos gaussianos sobre la actividad estelar. Un estimador de la vida útil de las manchas estelares que no dependa de la detección de desplazamientos Doppler rotacionales resulta particularmente valioso para modelar la actividad en estrellas cuyos ejes de rotación son paralelos a la línea de visión. Los estudiantes calcularán estimaciones del *cepstrum* a partir de velocidades radiales solares y de series temporales de indicadores de actividad. El objetivo es correlacionar las características del *cepstrum* con procesos físicos conocidos en el Sol. Si el tiempo lo permite, trabajaremos con observaciones de estrellas objetivo del Observatorio de Mundos Habitables (*Habitable Worlds Observatory*).

Este miniproyecto propone el uso de herramientas de Inteligencia Artificial (IA) —especialmente modelos generativos y asistentes de programación— para diseñar, documentar y optimizar el código científico aplicado a la cosmología y la astronomía observacional. El objetivo central es construir un flujo de trabajo en Python, Matlab, Fortran, etc., capaz de leer y procesar imágenes astronómicas en formato FITS (apoyado en WCS y coordenadas ecuatoriales), produciendo mosaicos del cielo con uniformidad fotométrica y visual, incluso cuando las imágenes presentan ruido, diferentes condiciones de observación o regiones superpuestas.

La IA se empleará para: (1) generar módulos reutilizables (lectura FITS, extracción WCS, reproyección, coadición), (2) proponer y comparar estrategias de preprocesado (fondo, normalización robusta, filtros multiescala), y (3) sugerir mejoras basadas en Machine Learning para resolver solapes, seleccionando información consistente en intersecciones y reduciendo costuras.

Resultados esperados: un script reproducible que genere imágenes procesadas para la identificación de objetos específicos donde cada objeto y banda analizan un pipeline específico + mapas de cobertura, una guía técnica del pipeline y una comparación cuantitativa antes/después (uniformidad, contraste, reducción de artefactos). Como extensión, se explorará un modelo self-supervised para mejorar la consistencia en solapes sin necesidad de datos etiquetados

El viento solar es plasma —un gas de partículas ionizadas— que fluye desde la corona solar hacia el espacio interplanetario, arrastrando consigo el campo magnético del Sol. Se trata de un flujo supersónico que se expande de manera no adiabática, cuyos mecanismos de calentamiento se encuentran debidamente acotados. Si bien el viento solar suele caracterizarse por su velocidad —distinguiendo entre lento (Vsw < 500 km/s) y rápido (Vsw > 500 km/s)—, una clasificación más exhaustiva, basada en la región de origen del plasma (por ejemplo, agujeros coronales, cinturones de *streamers*, etc.), ofrece la oportunidad de determinar si las propiedades de turbulencia de una parcela de plasma, medida a una unidad astronómica (UA) de distancia, conservan la impronta de su origen o si, por el contrario, la evolución no lineal del plasma a medida que avanza por la heliosfera ha borrado todo rastro de la turbulencia presente en su punto de partida. Para abordar esta cuestión, y utilizando mediciones obtenidas mediante los instrumentos a bordo de la misión *Solar Orbiter* de la Agencia Espacial Europea (ESA) y de la misión *Advanced Composition Explorer* (ACE) de la NASA, el estudiante explorará y establecerá posibles correlaciones entre la variabilidad en los datos de composición y las propiedades de turbulencia de la parcela de plasma, medidas en dos distancias heliosféricas distintas.

La mayoría de los exoplanetas descubiertos hasta la fecha han sido hallados mediante los métodos de tránsito y de velocidad radial. Sin embargo, estas técnicas resultan notablemente difíciles de aplicar a estrellas jóvenes debido a sus elevados niveles de actividad estelar. La imagen directa ofrece la mejor oportunidad para estudiar planetas jóvenes, ya que alcanzan su máximo brillo durante su juventud. La mayoría de los sondeos de imagen directa han observado estrellas cercanas con el fin de investigar poblaciones de exoplanetas situados a mayor proximidad de sus estrellas anfitrionas. Estos sondeos han evitado, en su mayor parte, la observación de estrellas ubicadas en regiones de formación estelar, dado que las regiones más próximas se encuentran a más de 125 pársecs de distancia. Gracias al Telescopio Espacial James Webb, hemos desarrollado técnicas de imagen directa orientadas a optimizar el modelado de la función de dispersión de puntos (PSF). Mediante estos modelos, podemos eliminar la contribución del flujo estelar y buscar emisiones provenientes directamente de gigantes gaseosos situados a separaciones superiores a 30-60 unidades astronómicas (UA). Este proyecto aplicará nuestra técnica de ajuste de PSF a una muestra de cientos de estrellas jóvenes —con edades comprendidas entre 1 y 3 millones de años— observadas mediante imágenes directas, con el objetivo de buscar planetas gigantes gaseosos jóvenes. En el marco de este proyecto, el estudiante desarrollará habilidades de programación, adquirirá experiencia en computación de alto rendimiento, trabajará con datos obtenidos por los instrumentos NIRCam y NIRISS del JWST y aprenderá sobre los procesos de formación planetaria.

Las ráfagas rápidas de radio (FRB, por sus siglas en inglés) son transitorios de radio extraordinariamente brillantes y de duración milisegundera, que han surgido como un área clave de estudio en la radioastronomía. Si bien existe una evidencia creciente que vincula las FRB con los magnetares (estrellas de neutrones altamente magnetizadas), su valor científico reside también en su potencial como sondas cosmológicas, dado que sus medidas de dispersión codifican información sobre el medio intergaláctico. Para aprovechar este potencial, resulta indispensable identificar sus galaxias anfitrionas. El LSST/Rubin proporcionará imágenes ópticas óptimas para identificar las galaxias anfitrionas de FRB de bajo corrimiento al rojo (z) y para buscar contrapartidas transitorias ópticas asociadas. En el marco de este proyecto, el estudiante sentará las bases de un flujo de trabajo (*pipeline*) destinado a cruzar las localizaciones de las FRB con los productos de datos derivados del LSST —o con simulaciones—, así como a realizar una caracterización inicial de las galaxias anfitrionas con antelación al Lanzamiento de Datos 1 (DR1).

Este proyecto tiene como objetivo brindar al pasante una experiencia práctica en el diseño e implementación de estrategias contemporáneas de divulgación científica en astronomía. El proyecto se desarrollará en el marco de las actividades de la Oficina Nacional de Divulgación de la Unión Astronómica Internacional (IAU-OAO Colombia), donde el pasante aplicará herramientas innovadoras de comunicación, incluyendo formatos digitales, narrativas transmedia y estrategias de apropiación social del conocimiento, en iniciativas reales de alcance nacional e internacional.

IAU-OAO Colombia es una red de grupos comprometidos con fomentar la apropiación social de la astronomía en diversas regiones del país. A través de colaboraciones con universidades, observatorios, planetarios, colegios y comunidades astronómicas, tanto amateur como profesionales, se busca ampliar el acceso al conocimiento astronómico e inspirar a nuevas generaciones. El proyecto permitirá al pasante integrarse en actividades como charlas públicas, mentores virtuales para clubes de ciencia, organización de festivales digitales de astronomía (AstroFests), participación en eventos nacionales y producción de contenidos de divulgación, con un énfasis especial en poblaciones jóvenes y regiones de posconflicto.