Abiertas postulaciones para el Doctorado en Astrofísica UC 2023

Formar investigadores de alto nivel que en el futuro hagan pleno uso científico de la infraestructura existente para la astronomía en Chile, es el principal objetivo del Doctorado en Astrofísica en la Universidad Católica. Esto incluye tanto a astrofísicos observacionales que generen y ejecuten proyectos científicos que hagan uso directo de los telescopios, como a teóricos cuya labor es la modelación físico-matemática de los fenómenos observados.

Las postulaciones para el Proceso de Admisión 2023 se encuentran abiertas hasta el 16 de septiembre próximos y, entre los requisitos, se cuenta el tener el grado de licenciados o magíster en Astronomía o Física (o áreas afines), dedicación de tiempo completo, y un buen manejo del idioma inglés y/o español.

Entre los beneficios de estudiar en el Instituto de Astrofísica de PUC-Chile, uno de los centros líderes en Astronomía en América Latina, se cuenta el participar de una comunidad internacional activa y dinámica, compuesta de 16 académicos, ~30 postdocs, y ~50 estudiantes de postgrado y acceso al 10% del tiempo en todos los telescopios instalados en Chile, incluyendo APEX, ALMA, Paranal, La Silla, Las Campanas, Cerro Tololo, etc.

Las líneas de investigación del programa abarcan la gran mayoría de las actuales áreas de investigación de frontera en astrofísica, las cuales son cubiertas por nuestra planta académica tanto desde la mirada observacional (experimental), como la teórica.

Descripción del programa, programas de estudio, académicos y detalles para la postulación en el siguiente enlace.

Astrónomos consiguen medir masas de más de 800 agujeros negros supermasivos

• Como parte de un esfuerzo internacional en el cual participaron investigadores CATA, se obtuvo el más completo censo de agujeros negros realizado hasta la fecha, tras más de una década de investigación usando observatorios orbitales y grandes telescopios en el norte de Chile.

El mayor censo de agujeros negros supermasivos en el universo cercano o local -aquellos colosos que crecen devorando todo en los núcleos activos de galaxias y que llegan a tener hasta miles de millones de veces la masa de nuestro Sol- ha sido dado a conocer por el equipo científico internacional del proyecto BASS Survey, tras más de 15 de años de extensa investigación incluyendo una destacada participación de astrónomas y astrónomos del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA) desde Chile.

La investigación, que fue dada a conocer en la última edición de la revista Astrophysical Journal, incluye una serie de publicaciones científicas que utilizaron datos de grandes telescopios en el norte de nuestro país, Estados Unidos y el Observatorio Espacial Swift, de la NASA, logrando una extensa acumulación de información que ha permitido construir un mapa de estos agujeros negros activos y sus intensas emisiones en el universo cercano.

Cientos de horas de observación y análisis fueron requeridas para llevar adelante esta tarea, revelando las masas de agujeros negros supermasivos en centros galácticos con un nivel de detalle que había sido imposible conseguir hasta ahora. “El mapa es representativo de los agujeros negros activos en el universo local. Cuenta con más de 800 agujeros negros supermasivos en un rango de distancia de más de 5 mil millones de años luz. La novedad principal es que se pudo estimar las propiedades fisicas más importantes para una gran muestra de agujeros negros supermasivos, como sus masas y tasas crecimiento”, explica Claudio Ricci astrónomo CATA de la Universidad Diego Portales, uno de los investigadores principales del proyecto BASS Survey.

Radiografía cósmica

Según la investigación, cuando una cantidad sustancial de polvo y gas rodea un agujero negro supermasivo, puede formar un disco de acreción que emite grandes cantidades de luz en todo el espectro electromagnético, alcanzando su punto máximo en el rango óptico y ultravioleta, a medida que cae en el agujero negro. 

Franz Bauer, investigador CATA y académico del Instituto de Astrofísica de la Universidad Católica, quien también participó en la investigación, explica que este mismo polvo y gas, sin embargo, también puede bloquear nuestra vista hacia el llamado motor central, o núcleos "activos" de las galaxias (AGN por sus siglas en inglés), dificultando la observación de estos gigantes con instrumentos y técnicas tradicionales. “Lo anterior implica que aunque muchos agujeros negros supermasivos están acumulando material y creciendo activamente, no los vemos fácilmente en longitudes de onda visuales y no los tenemos en cuenta", dice.

Esta barrera se pudo superar gracias al instrumento a bordo del Observatorio Swift conocido como BAT (Burst Alert Telescope), capaz de detectar rayos x de alta energía también conocidos como “rayos X duros”, asociados con altas emisiones energéticas procedentes de agujeros negros supermasivos. “Es similar al proceso de tomar una radiografía, ya que este instrumento observaba en una frecuencia similar. En este caso, sería como una radiografía cósmica para observar los núcleos de galaxias donde están esos agujeros negros en crecimiento”, explica Ezequiel Treister, Subdirector de CATA y astrónomo UC quien también formó parte de la investigación.

Claudio Ricci, señala que a esos niveles de energía, la radiación interactúa muy poco con el material en su camino, permitiendo “detectar también algunos de los agujeros negros mas obscurecidos. Esto ha hecho posible que contemos con una muestra casi completa de agujeros negros en fase de acreción (crecimiento) en los centros de las galaxias cercanas”, detalla el investigador.La velocidad a la que crecen estos agujeros negros varía mucho -agrega el astrónomo- desde el equivalente a la masa de Urano por año, a los que se “tragan” el equivalente a 30 planetas Jupiter en un período similar”.

Además del Observatorio Swift y BAT, se utilizaron más de 10 telescopios ópticos e infrarrojos terrestres en nuestro país y otras partes del mundo. Ezequiel Treister, destaca que “se trata de un trabajo colaborativo, que requirió el trabajo combinado de telescopios en el hemisferio sur y el hemisferio norte, para poder estudiar los núcleos activos de galaxias distribuidos en todo el cielo. Las medidas de masa fueron posibles gracias a muchísimas observaciones realizadas desde Chile”.

Decenas de científicos CATA participaron de la extensa acumulación de datos utilizando telescopios chilenos durante todos estos años, incluyendo el Very Large Telescope de ESO en Cerro Paranal (en la Región de Antofagasta), los telescopios Magallanes y el Telescopio Irénée du Pont (ubicados en la Región de Atacama), junto al Telescopio SOAR, ubicado en Cerro Pachón en la Región de Coquimbo. “Medir masas de agujeros negros puede ser bastante complicado, y con este trabajo colaborativo hemos podido hacerlo para una muestra muy completa de objetos en el universo cercano”, afirma Claudio Ricci. 

Uno de los resultados publicados en este estudio, liderado desde Chile, fue obtenido utilizando espectroscopía infrarroja para medir la masa de más de 300 agujeros negros supermasivos altamente oscurecidos. “Gracias a estos datos hemos podido medir la masa de los agujeros negros, detectando el movimiento de nubes rotando a alta velocidad en sus alrededores, incluyendo sistemas completamente oscurecidos donde esto no era posible. Esto demuestra la importancia de combinar múltiples observatorios” dice la Dra. Federica Ricci, quien fue investigadora postdoctoral FONDECYT en la Universidad Católica y que actualmente continúa su carrera de investigación en Italia.

Los astrónomos concluyen que la gran muestra de objetos y la enorme cantidad de datos acumulados en los últimos años, hará posible mejorar la comprensión de los agujeros negros, permitiendo entender mejor su relación con sus galaxias anfitrionas. La nueva data permitirá estudiar fenómenos como la acumulación de gas en las galaxias y su influencia en la formación de ciertas estrellas, analizar el crecimiento acelerado de agujeros negros supermasivos, y también investigar sistemas de agujeros negros que podrían considerarse raros o anormales, concluyen los astrónomos.

Observatorio histórico del San Cristóbal abrirá sus puertas el Día del Patrimonio

El Instituto de Astrofísica UC ofrecerá recorridos guiados por el observatorio Manuel Foster, el primero instalado en Santiago en 1903, exhibiendo espacios como el domo del telescopio y la casa de revelado. Desde el paso del cometa Halley hasta eclipses de Sol se cuentan entre la historia registrada por el telescopio y que podrán conocer quienes lo visiten el fin de semana del 28 y 29 de mayo.

Fue clave para poder medir la velocidad a la que se desplaza el Sol por la Vía Láctea, permitió el estudio de estrellas hasta veinte veces más masivas que la nuestra, fue testigo de eclipses solares y se utilizó para investigar el paso del Cometa Halley en 1986. Esta es solo una pequeña parte de la historia que desde hace más de 100 años ha sido escrita en el Observatorio Manuel Foster, perteneciente al Instituto de Astrofísica de la Universidad Católica, que tras varios años se prepara para abrir sus puertas para celebrar el Día de los Patrimonios 2022.

Instalado en 1903 por el Observatorio Lick de la Universidad de California -en una época donde la mayoría de los instrumentos de gran tamaño estaban en el hemisferio norte-, fue la primera edificación en ocupar la cumbre del cerro San Cristóbal, permitiendo importantes avances para la astronomía de la época. Declarado Monumento Histórico en 2010, ahora y luego un trabajo de rescate de estos espacios, las piezas históricas del museo fueron registradas y catalogadas para ser exhibidas el fin de semana del 28 y 29 de mayo con visitas guiadas por astrónomas y astrónomos en sus instalaciones, iniciativa que cuenta con el apoyo del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines, CATA y del Centro de Astro-Ingeniería de la UC, AIUC.

Espacios como la cúpula del observatorio, domo en el cual se emplaza el telescopio, o la sala de revelado, donde aún se conservan antiguos hornos utilizados para aumentar la sensibilidad de las placas fotográficas, se encontrarán abiertas al público. Todos estos instrumentos fueron usados para registrar eventos históricos como el paso del cometa Halley en 1986, o el estudio de eclipses totales de Sol como el de 1958, cuyas fotografías aún se conservan en el Foster. 

Durante el fin de semana del Patrimonio (28-29 de Mayo), además, el grupo cazador de eclipses UC se encontrará realizando observaciones del Sol con telescopios desde las terrazas del Foster, permitiendo a visitantes apreciar características de nuestra estrella, que atraviesa por su ciclo de mayor actividad hasta 2026.

Avances para la astronomía

Desde el inicio de su funcionamiento hasta 1928, el Observatorio Manuel Foster consiguió logros que en su momento revolucionaron la astronomía mundial: tras obtener más de 10.000 espectros estelares y medir velocidades radiales, por ejemplo, se reveló que nuestro Sol se mueve a una velocidad de 20 km/s en relación con otras estrellas en el vecindario solar, un logro histórico en la comprensión de nuestra Galaxia. 

En la década de los años 30’, la Pontificia Universidad Católica recibe el telescopio como una donación del político y profesor de esta casa de estudios, Manuel Foster Recabarren, de quien toma su nombre. En los años 40’, en tanto, el estudio de estrellas 20 veces más masivas que el Sol (las llamadas variables Beta Cephei), permitió utilizarlas como “velas” estándar para determinar con precisión las distancias en el Universo cercano. 

A mediados de los años 90’, sin embargo, el acelerado crecimiento de Santiago, así como el progresivo aumento del acceso a los grandes y modernos observatorios del Norte por parte de los astrónomos UC, disminuyeron la frecuencia de las observaciones en el Foster, el que dejó de operar nuevamente en 1995. El Observatorio Foster todavía se puede utilizar para observar y estudiar muchos fenómenos astronómicos, como tránsitos, eclipses, planetas del Sistema Solar y sus lunas, la luna de la Tierra y satélites artificiales. 

Actualmente el Instituto de Astrofísica de la Universidad Católica se encuentra trabajando en un proyecto para abrir el Observatorio Foster de forma permanente al público, con foco en contenidos educativos y como una ventana al conocimiento que se genera en los grandes observatorios en el norte del país, considerando el hecho de que hacia fines de 2030, Chile concentrará el 70% de la capacidad astronómica mundial.

Guía para observar y entender la Luna de sangre

Fenómeno se registra esta noche (15-16 de Mayo) debido a un eclipse total de Luna y será visible en todo Chile. El equipo cazador de eclipses del Instituto de Astrofísica UC, transmitirá todas las alternativas desde Valle Nevado.

Observar la luna con un telescopio es como entrar en un mundo extraño. Incluso un telescopio pequeño con un diámetro de entrada de solo 10 cm muestra ricos detalles como crestas, surcos, fallas, escombros de impacto y diversas diferencias en las texturas de la superficie. No es difícil imaginar lo que sintió Galileo Galilei al observar la Luna con este nivel de detalle por primera vez y realizar sus famosos primeros dibujos de nuestro satélite en 1609.

Estos son algunos detalles que podremos observar hoy durante el fenómeno conocido como “Luna de sangre”, parte del eclipse total de Luna que se registrará entre la noche del domingo 15 de mayo y la madrugada del 16 de mayo. El evento astronómico será visible en todo Sudamérica incluyendo Chile, Centroamérica y la costa este de Estados Unidos y Canadá y será transmitido a través del canal de YouTube de Astrofìsica UC.

Pero no es necesario contar con un telescopio como el de Galileo para apreciar este fenómeno, incluso a simple vista existen muchas características que es posible observar, como las estructuras superficiales en el lado visible de la Luna.

¿Qué vemos a simple vista?

Los colores de la luna, por ejemplo, aparecen blanco y gris. Las áreas grises se llaman mare y se formaron por impactos gigantes durante la evolución temprana de la Luna, impactos tan violentos que la lava líquida del interior caliente llenó gigantescas cuencas. Esta lava es similar al basalto de la Tierra y más tarde se enfrió para crear las superficies lisas más oscuras que se llaman maria (plural de mare, latín para 'mar'). Los maria tienen una mayor concentración en rocas que contienen óxidos de hierro (FeO), magnesia (MgO) y dióxido de titanio (TiO2) que las áreas superficiales más brillantes.

Las áreas más brillantes, por su parte, son las tierras altas formadas por el material de la corteza más antiguo, lo que es evidente debido a la gran cantidad de cráteres. Las tierras altas son ricas en un tipo de roca llamada anortosita y tienen una mayor concentración en alúmina (Al2O3) y calcio (CaO). También es posible apreciar los cráteres más grandes, como Copérnico, Tycho, Aristarchus. La mayoría de estos cráteres muestran líneas blancas radiales que son el material expulsado durante el impacto y que volvió a caer a la superficie.

Binocular y telescopios

Pero debemos considerar que la resolución angular del ojo humano es de aproximadamente un minuto de arco. Esto no es lo suficientemente nítido para poder ver la mayoría de las características interesantes en la superficie de la Luna, de manera que otra alternativa es mirar este fenómeno con binoculares, incluso los más pequeños revelan muchos más detalles en la superficie y muestran un nuevo mundo fascinante con más contraste. Esto permite ver las crestas de las montañas, los cráteres más pequeños y la diferencia en la formación de cráteres entre el mar y las tierras altas. 

Los binoculares más pequeños, por ejemplo, tienen una magnificación de siete o más. Pero este aumento significa que los objetos aparecerán siete veces más grandes. Es importante considerar que, cuanto mayor magnificación, necesitarás un trípode para mantener la imagen estable y disfrutar viendo la luna. Hay que señalar que al mirar la Luna llena vemos una imagen muy brillante, pero también plana, sin alguna profundidad porque el sol ilumina todo homogéneamente sin sombras. Cuando la luna está parcialmente iluminada, la región cercana a la línea divisoria del día y la noche lunar, llamada terminador, muestra el contraste y las texturas superficiales más interesantes. Respecto de los telescopios, cuanto mayor sea el diámetro, más nítidas y brillantes serán las imágenes. Sin embargo, a 15 cm de diámetro, los telescopios alcanzan el límite de resolución angular de nuestra atmósfera, que llamamos ‘seeing’, que se debe a la turbulencia atmosférica.

Luna de sangre

En la alineación Sol-Tierra-Luna, los rayos del Sol pasan a través de la atmósfera, por lo que los fotones de luz interactúan con los diferentes partículas y elementos que ésta posee. Producto de un fenómeno conocido como dispersión (scattering) de Rayleigh, la luz interactúa con partículas del tamaño similar a la longitud de onda del fotón, causando que la luz azul sea dispersada hacia afuera y la luz roja hacia la luna. La dispersión de Rayleigh es la misma que explica porque vemos el cielo azul durante el día y el atardecer de un color más rojizo.

Respecto de la periodicidad de este tipo de eclipses, cabe señalar que son más frecuentes que los eclipses solares debido al tamaño de la tierra, que produce una sombra más grande respecto de lo que ocurre con la sombra de la Luna en un eclipse solar. Los eclipses comúnmente se dan en pares, sucediendo uno solar seguido por uno lunar alrededor de dos semanas después (o al revés). Además, es bastante común que 6 meses lunares después ocurra otro par de eclipses. 

El eclipse total de Luna tendrá una duración de 5 horas y 19 minutos comenzando desde las 21:32 horas, cuando el satélite comience a entrar en la penumbra o sombra parcial de la tierra (la región del cono de sombra con menos oscuridad). Posteriormente, a las 22:27 la Luna entra en la umbra de la tierra, la región más oscura del cono de sombra. El eclipse total empieza cuando la Luna entra por completo en la umbra de la tierra y se observa su superficie completamente roja. A las 00:11 se alcanzará el máximo y alrededor de las 00:53, dejaremos de ver la luna roja y el eclipse volverá a ser parcial. Finalmente a las 2:50 am cuando la luna salga de la penumbra de la tierra durante su tránsito, finalizará por completo el eclipse. Este fenómeno será visible por completo en sudamérica y la parte oriental de norteamérica. Además, algunas fases del eclipse podrán verse en el suroeste de Europa, suroeste de Asia y Africa. 

Día de Astronomía 2022: equipo científico de SOFIA conversará con estudiantes de Chile

  Encuentro virtual con astrónomas y astrónomos de la NASA se suma a una serie de actividades organizadas por el Instituto de Astrofísica UC, incluyendo charlas presenciales en regiones de investigadores UC que integran el Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines, CATA.

Llegó desde Palmdale, California (EE.UU.) al Aeropuerto Internacional de Santiago, con la misión de investigar objetos celestes que solo pueden apreciarse desde latitudes en el hemisferio sur. El Observatorio aerotransportado SOFIA (siglas deStratospheric Observatory For Infrared Astronomy), de la NASA y el Centro Aeroespacial Alemán DLR (siglas delDeutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt), se encuentra desde el viernes pasado en nuestro país y estará explorando nuestro vecindario galáctico durante las próximas dos semanas.

Se trata de laprimera visita a Sudamérica de esta avanzada aeronave observatorio, que podrá analizar en detalle las dos galaxias más cercanas a la Vía Láctea, la Gran Nube y la Pequeña Nube de Magallanes: ambas acabarán fusionándose con nuestra galaxia dentro de varios miles de millones de años. Detalles de estas investigaciones podrán ser conocidos en directo por el público de Chile, durante dos conversatorios virtuales para estudiantes y público general con las astrónomas y astrónomos de SOFIA.

Las actividades forman parte de las celebraciones delDía de Astronomía 2022 organizadas por el Instituto de Astrofísica UC y el Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA), que incluyen charlas presenciales de astrónomos embajadores que se trasladan a regiones y una edición especial de los Webinars de Oro, que cerrará esta semana con un tema que a nadie deja indiferente: vida extraterrestre.

Encuentro virtual

Las y los científicos de SOFIAconversarán con estudiantes de Chile en dos encuentros virtuales a realizarse vía Zoom, uno el24 de marzo a las 18horas para estudiantes de enseñanza media, y el segundo el30 de marzo a las 19 horas, donde participaran alumnas y alumnos universitarios. Estos eventos contarán con traducción simultánea al español y están abiertos al público general. Alumnos de enseñanza media pueden inscribir su candidatura para participar en el panel de conversación con esteformulario.

Ambos conversatorios son organizados por el Instituto de Astrofísica UC en conjunto con la Embajada de Estados Unidos y el American Academy of Science and Technology de la U. Talca, “con el objetivo de difundir el conocimiento que se genera en esta clase de observatorios aerotransportados, que ayudan a complementar la investigación que se realiza desde observatorios terrestres y espaciales”, explica Thomas Puzia, astrónomo que lidera el área de difusión del Instituto de Astrofísica e investigador CATA.

SOFIA lleva un telescopio de 2,5 metros de diámetro construido por DLR a bordo de un avión Boeing 747SP de la NASA, lo que le permite objetos astronómicos desde la estratósfera en longitudes de onda infrarrojas, permitiendo investigar desde el medio interestelar, hasta el centro galáctico y otros fenómenos.

Astrónomos embajadores

La importancia de estos observatorios será destacada también por el astrónomo del Instituto de Astrofísica Gaspar Galaz, uno de los astrónomos embajadores UC-CATA que se trasladan a diversos puntos del país. A las a las 11:00 horas en el Teatro Municipal de San Fernando estará presentando la charla"Observación astronómica desde aeronaves", donde se referirá a la historia y el estado actual de esta clase de observaciones, desde globos hasta las aeronaves más avanzadas, incluyendo SOFIA. La actividad es organizada en conjunto con elProyecto Asociativo Regional, PAR, Explora O`Higgins.

Ese mismo día desde las 18:00 horas, en el Centro Cultural de Atacama de Copiapó, se presentará el astrónomo UC y sub director del CATA, Prof. Ezequiel Treister, en una actividad que implementa laMunicipalidad de Copiapó, quien presentará la charla“La verdadera Guerra de las Galaxias”, un viaje donde relata el increíble fenómeno de las colisiones de galaxias, como un presagio de lo que ocurrirá en nuestra propia casa, la Vía Láctea, cuando ésta se fusione con la vecina galaxia Andrómeda. Suena peligroso, pero no es para inquietarse: ocurrirá en unos cinco mil millones de años.

Las charlas de astrónomas y astrónomos CATA-UC continúan el viernes en Arica y Santiago. Hasta el extremo norte viaja la Profa. Patricia Tissera, quien se presentará en diversos colegios de la ciudad, para durante la tarde a las 18:30 horas, realizar una charla organizada por elPAR Explora Arica y Parinacotaen la facultad de Ciencias Sociales del Campus Saucache, de la Universidad de Tarapacá:“Erase una vez un Universo”, un viaje a través del tiempo en el que explora cómo se forman y evolucionan las galaxias, desde sus primeras etapas hasta la actualidad.

En la Región Metropolitana, en tanto, el director del Instituto de Astrofísica UC, Prof. Felipe Barrientos, estará en la Explanada del Edificio Municipal de Quilín a las 21:00 horas, dictando una charla organizada por laMunicipalidad de Macul, (avenida Quilín 3248). Titulada"Con ojos de gigantes, la observación astronómica en el siglo XXI", presenta un viaje donde los asistentes podrán maravillarse con los impresionantes “cúmulos de galaxias”, los objetos más grandes y masivos del universo.

La semana astronómica concluye el viernes 25 de marzo con los consagradosGolden Webinarsde Astrofísica UC, que también han preparado una edición especial para celebrar el día de Astronomía. El profesor de Física y Astronomía de la Universidad de Rochester, EE.UU, Adam Frank, se referirá a las búsqueda de vida en el universo y las posibilidades que tenemos para encontrarla con la presentación titulada “Una breve charla sobre extraterrestres: vida en el universo, la búsqueda de señales tecnológicas y porque esto es tan importante para el futuro de la Tierra”, que se realizaráa las 18 horas.

Más información y todas las actividades preparadas por las instituciones que realizan astronomía en el país, disponibles en la web https://diadelaastronomia.cl/.

Develar el misterio de los agujeros negros supermasivos

• Antes considerados como una verdadera incógnita en el Universo, hoy los investigadores han aprendido que los agujeros negros supermasivos juegan un rol clave como reguladores de las galaxias. Pero aún hay mucho por descubrir. Comprender cómo se forman y cómo crecen, es precisamente la tarea a la que se ha abocado el profesor del Instituto de Astrofísica UC Ezequiel Treister, investigador del Núcleo Milenio TITANs, donde la UC participa como institución asociada.