Durante la semana pasada y en el marco del confinamiento por la pandemia producida por el Covid-19, cinco estudiantes de doctorado defendieron sus tesis doctorales de manera remota.

Martín Chalela, Leticia Ferrero, Gaia Gaspar, Leila Saker y Antonela Taverna obtuvieron su título de doctor y doctoras en astronomía respectivamente.

Los temas de investigación de los flamantes nuevos doctores del Observatorio Astronómico de Córdoba, involucran diferentes áreas de estudio e investigación de la astronomía.

Hasta el momento no se habían estudiado con esta herramienta la masa de objetos más pequeños como grupos compactos de galaxias. Estos objetos son un subconjunto dentro de un cúmulo de galaxias que interactúan entre sí y su origen y evolución son objeto de diversos estudios.

Este es el primer trabajo que logra determinar la masa de estos sistemas a través de los efectos de lentes gravitacionales mediante la deflexión que genera deformaciones sistemáticas de las galaxias de fondo. Para ello se utilizó una muestra de grupos y diversos catálogos de galaxias lejanas cuya cualidad fotométrica fue adecuada para este análisis.

El resultado al que se arribó es que los grupos compactos están inmersos en sistemas de materia oscura similares a la de galaxias masivas, esperable teniendo en cuenta su posible evolución dinámica., no obstante éstos fueron medidas por primera vez es esta tesis doctoral.

Por otro lado, se llevó a cabo la presentación del paquete GriSPy, un software desarrollado en lenguaje Python para optimizar la búsqueda de vecinos cercanos en grandes conjuntos de datos. Esta herramienta, que fue de gran utilidad para el desarrollo de esta tesis, ha sido publicada y es de carácter gratuito para que los usuarios interesados puedan usarla.

Los Jets estelares son unas estructuras que aparecen en las primeras etapas de formación de una estrella, son chorros de material a gran velocidad eyectados por la estrella en formación que también ponen en movimiento el material del entorno. Para poder estudiarlos es necesario traspasar el polvo y las altas densidades de gas propias de los medios de formación estelar, por lo que es necesario realizar observaciones en longitudes de ondas más largas que las visuales, como ser el infrarrojo y sub-milimétrico.

Para llevar a cabo este trabajo se estudiaron y observaron tres jets estelares, con morfología sinusoidales, es decir en forma de S, y/o con emisiones en diversas direcciones, ubicados en el hemisferio sur, en la regiones de la constelación de Vela, Ophiuchus y Carina a diferentes distancias.

El principal objetivo era determinar o buscar indicios de que esas morfologías están atribuidas a que la estrella que la genera, es binaria ( dos estrellas) o se encuentra en un sistema múltiple. Para ellos se estudió la relación entre la morfología de dos jets estelares en particular: MHO 1502 y MHO 2147, ambos localizados en entornos distintos.

Para llevar a cabo la investigación se obtuvieron imágenes en el infrarrojo cercano con el instrumento GSAOI+GeMS del telescopio Gemini Sur, en Chile. Este instrumento utiliza óptica adaptativa para corregir en tiempo real las perturbaciones en las imágenes generadas por la atmósfera terrestre. También se obtuvieron datos en longitudes sub-milimétricas con el radiotelescopio APEX de 12 m de diámetro, ubicado en Chile. A su vez, se usaron imágenes disponibles en bases de datos, obtenidas con los telescopios espaciales Spitzer, WISE y Herschel, en longitud de del infrarrojo y el relevamiento en sub-milimétrico ATLASGAL.

Con las imágenes obtenidas y el análisis de los datos en diferentes longitudes de ondas realizados en esta tesis doctoral se contribuyó a aumentar las evidencias y reforzar la hipótesis de que la morfología tipo S de estos jets ubicados en regiones de formación estelar están atribuidas a la binaridad o multiplicidad de la estrella que los genera. Además se pudo estudiar y definir con gran detalle la estructura interna y morfología de los tres jets estudiados. Para el tercer jet se logró determinar cuál es su fuente generadora, la cual también pertenecería a un sistema binario, y se logró relacionarlo con otro jet muy cercano

Este trabajo de tesis se basó en el estudio de 20 galaxias cercanas para comprender el entorno de los agujeros negros supermasivos que se encuentran en ellas. Para poder hacerlo se utilizó la técnica de espectroscopía en el infrarrojo, un método que mide los espectros de cuerpos incandescentes, estudiando la cantidad de luz que absorben, despiden o dispersan, descomponiendo la luz y midiendo las diferentes longitudes de onda, en este caso, la infrarroja.

Estos agujeros negros llegan a tener masas de 1 billón de veces la masa del sol, y su gravedad es tan fuerte que ningún objeto que caiga en ellos puede escapar, ni siquiera la luz. El origen de estos agujeros negros supermasivos, que se encuentran en los centros o núcleos de la mayoría de las galaxias es aún desconocido, pero se sabe que su evolución y crecimiento está estrechamente vinculada con el crecimiento de la galaxia donde reside.

Los agujeros negros supermasivos crecen durante episodios esporádicos de actividad, en los cuales el material que rodea al agujero negro cae hacia él y es acretado, haciéndolo crecer. Entender los mecanismos que provocan que el material caiga hacia los núcleos galácticos es un desafío que ha enfrentado la astronomía en las últimas décadas.

Para estudiar y comprender como cae el material en la región más interna de las galaxias son necesarias observaciones de alta resolución espacial como las que actualmente podemos alcanzar con los telescopios Gemini Sur y Norte, telescopios gemelos que se encuentran en Chile y Hawaii respectivamente. Está conformado por una cooperación internacional de la cual participa nuestro país. Para esta tesis, se utilizaron imágenes y espectros tomados con los instrumentos Flamingos-2 y GNIRS de los telescopios Gemini, lo cual permitió alcanzar resoluciones menores a los 100 pc ( pc: unidad de medición astronómica, como comparación, la Vía Lactea tiene 30000 pc de diámetro). Como complemento se utilizaron también imágenes de archivo del Telescopio Espacial Hubble.

Como resultado, este estudio, sugiere que el material absorbedor en los núcleos activos de las galaxias no se encuentra confinado en una estructura pequeña alrededor del disco de acreción del agujero negro sino que puede extenderse hasta los cientos de pársecs sumado a que el polvo encontrado tiene temperaturas de alrededor de los 1000 grados kelvin, lo cual no había sido observado en escalas tan grandes en trabajos anteriores. Esto aporta a la construcción de un nuevo modelo de unificación que deja obsoleto el modelo original propuesto en la década de los 80. Además, en esta tesis, se reporta la detección de cuatro agujeros negros supermasivos que no se encuentran en el centro de sus galaxias sino levemente desplazados. Este desplazamiento podría ser causado por un movimiento oscilatorio del agujero negro en torno al centro galáctico y podría estar produciendo un crecimiento acelerado del monstruoso agujero.

Las enanas blancas son estrellas similares al Sol, pero que se encuentran en el último tramo de su vida ya que ha agotado su combustible nuclear, expulsando al espacio sus capas más externas y dejando un residuo muy compacto equivalente a media masa solar.

En la actualidad no existe ningún sistema planetario confirmado alrededor de una estrella de estas características y en esta etapa evolutiva, pero si existen indicios y evidencia observacionales de que existen sistemas de este tipo, debido al material que rodea la enana blanca.

Estos materiales quedan en evidencia a través de las líneas de metales que contaminan las atmósferas de algunas enanas blancas como así también la presencia de discos de polvo, que se manifiestan a través de excesos infrarrojos en sus distribuciones espectrales de energía lo que podrían ser el resultado de un bombardeo de cuerpos rocosos menores hacia la estrella. Otro indicio es la detección de gas en estos discos de polvo (o sea un disco de gas superpuesto al disco de polvo).

Al analizar estos discos de gas, se determinó que el disco de gas es un fenómeno transitorio, y que tiene menor duración que el disco de polvo. Con este resultado, se propuso un modelo que explica cómo se forman y evolucionan estos discos de polvo y gas.

Además se estudiaron estrellas binarias compuestas por al menos una enana blanca, utilizando diferentes técnicas comparativas y observacionales; donde se arribó a la conclusión;que la presencia de planetas; o sistemas planetarios en este tipo de binarias no sería muy frecuente.

El análisis de estas evidencias nos proporciona indicios sobre las etapas finales de los sistemas planetarios extrasolares y en particular, de nuestro propio Sistema Solar. Al saber que el Sol va a terminar como enana blanca, estos discos de polvo y gas son evidencia de que la estrella tuvo un sistema planetario que la acompañó durante toda su vida. Se estima que una parte de los planetas, asteroides, y demás cuerpos, fue destruida y otra parte pudo sobrevivir y se reacomodó. Estudiar estos discos nos permite estimar que va a pasar con el sistema solar cuando el sol evolucione y se convierta en enana blanca.

Esta investigación se llevó adelante utilizando observaciones propias con los telescopios argentinos localizados en la Estación Astrofísica de Bosque Alegre (EABA; Córdoba, Argentina) y el telescopio Jorge Sahade en el Complejo Astronómico El Leoncito (CASLEO; San Juan, Argentina) y con el observatorio Gemini.

El Universo está formado por diferentes estructuras, desde las más simples como las estrellas o planetas, hasta las enormes galaxias, las cuales forman parte de estructuras aún mayores como son los sistemas de galaxias. Estas agrupaciones tienen diferentes características dependiendo principalmente de la cantidad de galaxias que componen los sistemas y del entorno en el que se encuentran. Los grupos compactos (GCs) son un caso particular de estos sistemas los cuales tienen bajo número de miembros (galaxias) y poca interacción con el entorno ya que son sistemas localmente aislados. Estas características crean un ambiente favorable para que se produzcan fusiones entre sus galaxias, ambiente ideal para estudiar la formación y evolución de estos sistemas.

Para poder estudiar entonces este tipo de objetos, primero es necesario poder identificarlos bien a partir de un catálogo de galaxias. Para ello se construyeron diferentes criterios de identificación, pero hasta el momento, estos criterios no son suficientes para encontrar todos los GCs que se podrían identificar.

En esta investigación se realizaron estudios estadísticos sobre GCs identificados principalmente en simulaciones cosmológicas y también en catálogos observacionales. El objetivo de este trabajo fue tratar de aportar nueva información relacionada a la identificación de los CGs.

El objetivo principal de este tesis doctoral es la de contribuir a mejorar el entendimiento de estos sistemas tan peculiares en el universo y sus métodos de identificación, así como también poder cuantificar las limitaciones de las herramientas que se han usado hasta el día de hoy.