Oferta TFMs 2023-2024
Oferta de Trabajos Fin de Máster para el curso 2023-2024
| Núm. | Título | Supervisore/as | Tutor/a UCM | Resumen | Asignado |
| 1 | A new galaxy assembly bias model / Un nuevo modelo para el "assembly bias" de las galaxias | Dr. Jonás Chaves-Montero (Donostia International Physics Center, San Sebastián, Spain) | Armando Gil de Paz | Until recently, our cosmological model produced precise predictions consistent with a plethora of laboratory measurements and observations; however, several tensions have emerged as astronomical observations become more precise. To address these tensions, multiple galaxy surveys are starting observations now like DESI and Euclid, which will measure the three-dimensional clustering of galaxies with unprecedented precision. In this research project, the student will undertake the task of developing a novel model to account for the impact of assembly bias on galaxy clustering, which is the most critical factor affecting this cosmic probe. To achieve this, the student will conduct a comprehensive analysis of state-of-the-art cosmological simulations and will also pioneer the development of innovative computational tools. This newly devised model will play a pivotal role in extracting cosmological constraints from galaxy surveys in an unbiased manner, contributing significantly to our understanding of the cosmos. | García Moreno, S. |
| 2 | Modelado y simulación de gases traza en atmósferas planetarias / Modeling and simulation of trace gases in planetary atmospheres | Dr. Daniel Viúdez Moreiras (CAB, INTA-CSIC) | Sergio Pascual Ramírez | El Centro de Astrobiología (CAB), centro mixto CSIC-INTA, participa actualmente en varias misiones de la NASA, siendo uno de los objetivos principales la caracterización de las atmósferas planetarias. Los modelos matemáticos tienen un papel esencial en la interpretación de las medidas atmosféricas obtenidas por la instrumentación embarcada en estas misiones. El trabajo fin de máster tiene como objetivo caracterizar la presencia y predecir la evolución de gases traza en la atmósfera por medio de modelos numéricos. | NO |
| 3 | Modelos de transferencia radiativa en atmósferas planetarias / Radiative transfer models in planetary atmospheres | Dr. Daniel Viúdez Moreiras (CAB, INTA-CSIC) | Sergio Pascual Ramírez | El Centro de Astrobiología (CAB), centro mixto CSIC-INTA, participa actualmente en varias misiones de la NASA, siendo uno de los objetivos principales la caracterización de las atmósferas planetarias. Los modelos matemáticos tienen un papel esencial en la interpretación de las medidas atmosféricas obtenidas por la instrumentación embarcada en estas misiones. El trabajo fin de máster tiene como objetivo caracterizar el entorno de radiación en atmósferas planetarias por medio de modelos de transferencia radiativa. | NO |
| 4 | Synthetic Universes with Active Galactic Nuclei / Universos simulados con Núcleos Galácticos Activos | Dr. Daniele Spinoso (Department of Astronomy, Tsinghua University, China), Dr. David Izquierdo-Villalba (Universitá degli studi di Milano-Bicocca, Italy), Prof. Silvia Bonoli ( Donostia International Physics Center, San Sebastián, Spain) | Armando Gil de Paz | The goal of this project is to obtain simulated observations for ongoing and future observational surveys, such as the ones carried out by the James Webb Space Telescope and the Euclid mission. In order to build the framework needed for such a task, it will be necessary to complement the techniques developed by Izquierdo-Villalba et al. 2019 in the L-Galaxies Semi-Analytic Model to “mock” how the light emission of galaxies would be observed by astronomical surveys. In particular, it will be necessary to include a model for the contribution of Active Galactic Nuclei (AGN) to the emission of galaxies. As an immediate application, the tools developed in this project will be used to interpret the ongoing discoveries of the JWST about the first super-massive black holes forming in the Universe and shining as AGN. Since the main supervisors of this project are affiliated to universities outside Spain, the project will be carried out remotely. However, the student will be welcome to visit the Donostia International Phsyiscs Center towards the end of the project. | Herrero Carrión, D. |
| 5 | The properties of halos hosting JWST galaxies / Las propiedades de los halo de materia oscura que albergan las galaxias de JWST | Prof. Silvia Bonoli, Dr. Markos Polkas (Donostia International Physics Center, San Sebastián, Spain) | Armando Gil de Paz | The goal of this project is to understand the properties of the dark matter halos that hosted the first galaxies. For this purpose, the student will analyze the outputs of a new N-Body simulation which precisely resolve these halos. Details like density profiles, concentration and merger history will be studied. The L-Galaxies semi-analytical model for galaxy formation can then be applied to this simulation to also study the galaxy-dark matter halo co-evolution in the first phases of galaxy formation. This work can provide interesting predictions for observations of instruments like JWST. The project will also be in collaboration with Dr. David Izquierdo Villalba (Bicocca University, Milan) and Dr. Daniele Spinoso (Tsinghua University). While most of the project will be carried out remotely, the student will be welcome to visit and spend some time at the Donostia International Physics Center, in particular towards the end of the project. | Cárdenas Argunov, D. |
| 6 | Simulating dual AGNs as the precursors of massive black hole binaries: Luminosities and redshift evolution / Simulaciones de AGN dobles como precursores de agujeros negros masivos binarios: Cuales son sus luminosidades y evolución cósmica | Dr. David Izquierdo-Villalba (Universitá degli studi di Milano-Bicocca, Italy), Dr. Daniele Spinoso (Department of Astronomy, Tsinghua University, China), Prof. Silvia Bonoli (Donostia International Physics Center, San Sebastián, Spain) | Armando Gil de Paz | Supermassive black holes reside in most of the galaxies of the Universe. This, linked with the fact that galaxies merge frequently, leads to the conclusion that dual massive black hole binaries form and coalesce throughout the whole universe lifetime. Prior to the formation of a massive black hole binary and right after the galaxy interaction, the remnant galaxy will host two supermassive black holes separated by kpc distances which might shine as AGN as the result of gas accretion triggered by the galaxy merger. These types of galaxies are known as dual AGN. In this project we will study the fraction of dual AGN as a function of luminosity and redshift in a virtual universe generated by making use of the L-Galaxies semi-analytical model and the merger trees of the Millennium dark matter simulation. We will explore how different assumptions included in the L-Galaxies code impact on the population of dual AGN, and we will compare the results with some theoretical and observational results presented in the literature. Since the main supervisors belong to universities outside Spain, the project will be done mostly in a remote way. However, the student will be welcome to carry out an extended visit to the Donostia International Physics Center towards the end of the project. | NO |
| 7 | Cosmological constraints on interacting DM-DE / Restricciones cosmológicas a modelos con interacciones en el sector oscuro | Dr. Héctor Villarrubia Rojo (Albert Einstein Institute) | Javier Rubio | The goal of this project is to study the observational implications of a class of cosmological models with interactions between dark matter and dark energy. These models possess a rich phenomenology and they have been shown to be able to (partially) alleviate two of the main challenges to the LCDM model, the Hubble tension and the sigma8 tension. In this work, the student will choose and generalize one of these models, analyzing the cosmological background it produces and constraining its parameters with CMB, BAO and SNe observations. Depending on the progress, this study will be extended in two directions: 1) study the perturbations of the model and/or 2) implement the model in a Boltzmann code (CLASS). | Rodriguez Sogorb, G. A. |
| 8 | Advanced numerical methods for gravitational wave lensing / Métodos numéricos avanzados para el lensing de ondas gravitacionales | Dr. Héctor Villarrubia Rojo (Albert Einstein Institute) | José Alberto Ruiz Cembranos | The first observations of gravitational wave (GW) events in the last few years have started a new era of GW astronomy. As the number of observations increase, with the upcoming detectors LISA and ET, the detection of lensing events is almost guaranteed. Since GW are in many cases in the wave-optics regime it is possible to observe effects like diffraction, which will allow us to test large-scale structure in a completely different way. But the computation of these effects is challenging. The upcoming code GLoW (Gravitational Lensing of Waves) will solve many of these challenges, incorporating novel (fast) methods to compute GW lensing. The goal of this project is to further improve these methods implementing advanced numerical algorithms, not included in the standard scientific software. The student should choose among the following topics: 1) Exact 1d integration of fastly oscillating functions (e.g. Levin's method), 2) Logarithmic Fourier transform, 3) GPU acceleration (in different ways). These new methods will then be applied to relevant physical systems and compared with the existing ones in GLoW. | NO |
| 9 | The impact of AGN outflows on the host galaxy gas reservoir | Dr. Chiara Circosta (ESAC) | Armando Gil de Paz | Accreting supermassive black holes (or active galactic nuclei, AGN) release a huge amount of energy into the surrounding interstellar medium and drive gaseous outflows, which could deplete the molecular gas, the fuel out of which stars form. Such a process, referred to as AGN feedback, is thought to regulate the growth of the host galaxy, but proving its role observationally remains a challenge. This project builds on recent studies showing that AGN at cosmic noon (z~2) feature lower molecular gas reservoir when compared to control samples of inactive (i.e., non-AGN) galaxies. The next step is to combine studies of outflow properties with measurements of the amount of gas available for star formation in statistically representative sample of targets. The goal of this project is to use a unique dataset combining ALMA observations of the Carbon Monoxide (CO) molecule and VLT/SINFONI maps of the [OIII] emission line to investigate whether AGN-driven outflows and/or AGN/galaxy properties are the culprits for the observed low gas contents in AGN. In particular, the student will analyze the dataset described above and search for any potential correlations among molecular gas content, AGN driven [OIII] outflows and AGN/galaxy properties (e.g., AGN luminosity, SFR, stellar mass). This set of measurements will link the possible causes (AGN-driven outflows) with the possible targets of AGN feedback (gas reservoir). This work could also set the foundation for a paper that would be published in an international journal. | Varo O'Ferrall, A. C. |
| 10 | Search for planets orbiting brown dwarfs using near-infrared spectra / Búsqueda de planetas alrededor de enanas marrones con espectros del infrarrojo cercano | Dr. María Cruz Gálvez Ortiz (CAB, INTA-CSIC), Dr. María Rosa Zapatero Osorio (CAB, CSIC-INTA) | Miriam Cortés Contreras | Our group has time series CRIRES spectra at 2.3 micron of two nearby, 2-pc away brown dwarfs Luhman 16A and B. If the frequency of terrestrial planets in close-in orbits increases as we move from G-type to lower mass stars (reaching >40% for M dwarfs) and continues this trend to brown dwarf central masses, it is likely to find a rocky planet in the habitable zones of this system. Its detection would fall in an open niche in the field of exoplanets. The main objective of this TFM work is to obtain precise radial velocities from the CRIRES data by using cross-correlation and template-matching algorithms and search for periodic signals that may be associated to the presence of planets. This work has the potential to produce additional results of special interest for the understanding of brown dwarf properties at very low temperatures, e.g., effective temperature, surface gravity and metallicity determinations by spectral modelling. | Corbinos Artal, M. A. |
| 11 | Analysis of observations of Active Galactic Nuclei with the LST1 telescope / Análisis de observaciones de Núcleos Galácticos Activos con el telescopio LST1 | Prof. Jose Luis Contreras González (UCM) | José Luis Contreras González | El Cherenkov Telescope Array (CTA) es un proyecto para la construcción de dos observatorios de rayos gamma en el rango de energía de decenas de GeV a más de 100 TeV. Contará con dos matrices de telescopios Cherenkov; una en el hemisferio norte, en la isla de La Palma, y otra en Chile para cubrir el hemisferio sur, ambas dispondrán de telescopios de distintos tamaños. El primer prototipo de telescopio de gran tamaño del observatorio norte, el LST1, ya está en funcionamiento y tomando datos. El proyecto propuesto consiste en utilizar los datos del LST1 para analizar observaciones de Núcleos Galácticos Activos (AGNs). Los AGNs son las fuentes más abundantes de rayos gamma de muy alta energía y, dada la resolución angular de los telescopios Cherenkov, se pueden considerar fuentes puntuales, por ello su análisis es relativamente sencillo. Al mismo tiempo la sensibilidad y bajo umbral del LST1 permiten aportar información importante sobre estas fuentes. El trabajo requerirá aprender a utilizar la cadena de análisis del LST1, desarrollada en el lenguaje python. | NO |
| 12 | Probing quantum gravity with gamma-ray astrophysical sources | Prof. Marcos López Moya (UCM), Dr. Hassan Abdalla (UCM) | Marcos López Moya | Introduction: In quantum-gravity (QG) theories very-high-energy (VHE) gamma-ray photons may be in- fluenced by the microscopic structure of space-time as they travel over vast cosmic distances, potentially breaking fundamental concepts such as Lorentz invariance. Consequently, the speed of light would no longer be a constant but would depend on the energy of the pho- tons. Higher-energy gamma-rays would then propagate at a slower pace compared to their lower-energy counterparts. This time-delay due to the Lorentz Invariance Violation (LIV) also depends in this astrophysical context on the cosmic expansion history characterized by the Hubble parameter, H(z). Present and upcoming gamma-ray telescopes, such as Fermi-LAT, MAGIC and CTA, offer the possibility of probing QG models by comparing the arrival times of photons with different energies originating from the same astrophysical source. In recent studies, various attempts have been made to constrain the LIV energy scale (ELIV ) using different VHE gamma-ray sources such as Active Galactic Nuclei (AGNs), Gamma-ray bursts (GRBs) and pulsars. Methodology: - The students involved in this project will utilize the most recent available data from various gamma ray sources to compute the time lag resulting from Lorentz Invariance Violation (LIV). - Applying appropriate statistical methods, the students will determine the likelihood and obtain the best estimate for the time lag attributed to the LIV effect. - The students will investigate energy-dependent photonic time dispersion to establish constraints on the LIV and its implications. Expected outcomes: The outcomes of this study will hold significant value in the realm of Lorentz Invariance Violation investigations, as they will consolidate data from multiple γ-ray instruments. This is especially promising in light of the forthcoming CTA observatory, which will enable pop- ulation studies with unparalleled sensitivity. | NO |
| 13 | Artificial intelligence applied to high-energy astrophysics | Prof. Daniel Nieto Castaño (UCM) | Daniel Nieto Castaño | Cherenkov telescopes indirectly detect high-energy gamma rays of extraterrestrial origin. The detection technique involves imaging the extended air showers generated in the atmosphere when gamma rays are absorbed by it. Furthermore, various types of high-energy particles, primarily hydrogen and helium nuclei, commonly referred to as cosmic rays, are also absorbed by the atmosphere, leading to the formation of similar extended air showers. Cosmic-ray events serve as a significant background noise source for this detection method. Therefore, the accurate classification of events holds paramount importance in the analysis of data acquired from Cherenkov telescopes. Additionally, it is possible to deduce the energy and arrival direction of the primary gamma ray from the images of the showers captured by the telescopes. The CTLearn package, spearheaded by researchers from UCM, harnesses the power of deep learning as a method for characterizing events in Cherenkov telescopes. Specifically, this project entails the utilization of CTLearn for the analysis of data acquired from the initial telescopes within the Cherenkov Telescope Array, the upcoming ground-based gamma-ray observatory. | NO |
| 14 | Investigating the sensitivity of the Cherenkov Telescope Array to heavy dark matter | Prof. Daniel Nieto Castaño (UCM), Prof. José A. Ruiz Cembranos (UCM) | Daniel Nieto Castaño | The Universe's total matter content is primarily governed (84%) by a mysterious entity known as dark matter, which remains undetected to date. Certain theoretical models propose that dark matter may consist of weakly interacting massive particles capable of self-annihilation or decay, leading to the generation of high-energy gamma rays as secondary byproducts. Consequently, there is potential for the detection of dark matter within this energy range. The next generation of Cherenkov telescopes is spearheaded by the Cherenkov Telescope Array (CTA), with its northern installation planned for the Canary Island of La Palma. CTA will provide an unprecedented level of sensitivity for studying the very-high-energy gamma-ray spectrum. The objective of this project is to assess CTA's sensitivity to heavy dark matter models. To achieve this objective, we will conduct simulations to replicate CTA's response to such signals and subsequently analyze the simulated data. This analysis will enable us to produce estimations of the constraints that CTA could place on these specific models. | NO |
| 15 | In Search of Post-Main-Sequence Planetary Systems: Machine Learning Classification of White Dwarfs Spectra | Dr. Markus Kissler-Patig (ESA/ESAC), Dr. Siyi Xu (Gemini Observatory), Dr. Amy Bonsor (University of Cambridge) | Armando Gil de Paz | With the expansion of exoplanet research, the quest for planetary systems beyond the main-sequence has started. In particular, we are interested to probe whether planetary system exist around white dwarfs. In this project, we will focus on applying different machine learning algorithms to classify white dwarf spectra in order to find interesting objects that could host planetary systems. On the method: this research is now possible as a number of multi-object spectroscopic surveys deliver a huge amount of spectra that need to be vetted to find exotic and interesting objects. The machine learning techniques developed in this work will be tested against data from the Sloan Digital Sky Survey (SDSS), the Large Sky Area Multi-Object Spectroscopic Telescope (LAMOST), and the Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI). | Gómez Martínez, J. |
| 16 | Caracterización cinemática de la componente estelar e ionizada de una muestra de galaxias locales observadas con MEGARA-IFU aplicando el método de "kinemetry" / Kinematic characterization of the stellar and ionized components of a local sample of galaxies observed with MEGARA-IFU using the "kinemetry" criterion | Prof. Cristina Catalán Torrecilla (UCM), Dr. Enrica Bellocchi (UCM) | Cristina Catalán Torrecilla | A lo largo de este trabajo de fin de máster se analizará la muestra de galaxias locales del proyecto MEGADES (MEGARA Galaxy Disks Evolution Survey), con el objetivo de estudiar de manera detallada la cinemática 2D en las regiones internas de estas galaxias, que presentan distintas morfologías y fases dinámicas. Este análisis será posible gracias al uso del instrumento MEGARA (Multi-Espectrógrafo en GTC de Alta Resolución para Astronomía) con la unidad de espectroscopía de campo integral (MEGARA LCB-IFU) a alta resolución espectral (R=6000-20000). Para ello se realizará el modelado de los mapas cinemáticos de cada objeto considerando tanto la componente estelar como el gas ionizado empleando el código KINEMETRY. Esta herramienta permitirá cuantificar la importancia relativa de las asimetrías cinemáticas con respecto a la rotación en estos sistemas. Además se estudiarán las propiedades cinemáticas 2D de estas galaxias en función de la morfología (fase de interacción) y el estado dinámico. Este trabajo será útil para estudiar las similitudes (o discrepancias) presentes en la cinemática así como en la dinámica entre galaxias cercanas con tasa de formación estelar "normal" y galaxias más extremas como las (U)LIRGs en el universo local o galaxias "Star-Forming" en el universo lejano. | Álvarez Martín, P. |
| 17 | El Universo a ojos de ARRAKIHS: Generando imágenes realista de las estructuras menos luminosas del Universo / The Universe as seen by ARRAKIHS: Generatin realistic images of low surface brightness structures | Prof. M.Angeles Gómez-Flechoso (UCM), Santi Roca-Fabregà (Observatorio de Lund) | M. Ángeles Gómez Flechoso | Las simulaciones numéricas cosmológicas son una potente herramienta para estudiar los procesos de formación de galaxias y la estructura del Universo. La comparativa entre las observaciones reales y los datos de las simulaciones permite entender mejor cuáles han sido los procesos físicos involucrados en la formación de galaxias e incluso entender mejor la composición del Universo. Para poder comparar de forma precisa las simulaciones con las observaciones es necesario disponer de herramientas que permitan "traducir" los datos suministrados por las simulaciones en observaciones realistas comparables con las obtenidas por los telescopios profesionales. El presente proyecto se enmarca dentro de la colaboración internacional de la misión espacial ARRAKIHS de la ESA para el desarrollo de herramientas de tratamiento de datos provenientes de simulaciones cosmológicas, con las cuales crear imágenes realistas de las estructuras de bajo brillo superficial contenidas en las partes externas de galaxias tipo Vía Láctea como las que se obtendran con el telescopio ARRAKIHS. Las herramientas desarrolladas serán utilizadas durante la fases actuales de desarrollo de la misión ARRAKIHS (fases A/B) para una mejor comprensión y análisis de los datos que suministrará el satélite cuando sea lanzado en 2030. | Lambarri Martinez, A. |
| 18 | The evolution of metal-poor massive stars portrayed by VLT-MUSE observations of Sextans A / Observaciones de Sextans A con VLT-MUSE: retrato de la evolución de las estrellas masivas de baja metalicidad | Dr. Miriam García García (CAB, INTA-CSIC) | Armando Gil de Paz | Metal-poor massive stars lie at the core of phenomena registered by frontier observing facilities: high redshift star forming galaxies observed by JWST, GRBs and SNe registered by transient factories, and neutron stars and black hole mergers detected by gravitational wave experiments. Our team mines nearby galaxies of the Local Group, where we can individually observe metal-poor massive stars, to characterize their physical properties and evolution so that our results can inform other fields of Astrophysics. This project will exploit VLT-MUSE observations of Sextans A, obtained as part of an international collaboration, to study the evolution of 1/10Zsun massive stars. Building from spectral classification of the complete population of two galactic regions, enabled by MUSE, the project will inform models of evolution by examining the relative numbers of different types of stars (e.g. blue vs red supergiants). We will also look for evolutionary stages favored by low metallicity such as CHE and Be stars. Time permitting we will build the IMF of the region and estimate the escape fraction of ionizing photons. | Garbajosa Suárez, I. |
| 19 | Exploring the early Universe and finding the first galaxies with the James Webb Space Telescope / Explorando el Universo temprano y encontrando las primeras galaxias con el Telescopio Espacial James Webb | Dr. Rachana Bhatawdekar (ESAC) | Armando Gil de Paz | Understanding the formation of the first sources that reionised the early Universe is one of the major goals of contemporary astronomy. The last decade since the installation of the Wide Field Camera 3 on the Hubble Space Telescope has seen the frontier of galaxy evolution studies pushed well into the epoch of reionisation , with galaxies being discovered out to z= 11. With the launch of the James Webb Space Telescope (JWST) on Christmas day in 2021, we have entered another period of revolution in this field with a wealth of distant galaxy candidates been reported from the Early Release Observations, the Early Release Science programs and the Guaranteed Time Observations. To this end, this project will focus on finding and studying the ultra-high redshift galaxies in the first billion years after the Big Bang making use of the public imaging data from JWST. This would involve the potential candidate learning and applying photometry techniques to construct multiwavelength photometry catalogs, as well as deriving galaxy properties such as photometric redshifts, luminosities, stellar masses, star-formation rates, luminosity function and mass function. The study will also potentially provide targets for spectroscopic observations with JWST and it is therefore an excellent opportunity to get involved with JWST work and planning JWST observations and work with Rachana Bhatawdekar, who is a part of various JWST ERS and GTO programs (CEERS, PEARLS, JADES). The results of the project could also potentially lay the foundation of a paper. A good knowledge of English at all levels is required, as well as astrophysics background, understanding of statistics and experience with coding languages (like Python, Matlab, IDL etc). Some experience with image analysis software like SExtractor, photometric redshift fitting codes like EAZY and UNIX would be an advantage. | Fullana García, L. |
| 20 | Radiación Gravitacional: Modos Cuasi-Normales de Estrellas de Neutrones y Agujeros Negros | Prof. Luis Manuel González Romero (UCM) | Luis Manuel González Romero | La reciente detección de ondas gravitacionales por los experimentos LIGO y VIRGO ha abierto una nueva ventana para el estudio de las propiedades de las estrellas de neutrones. Uno de los eventos detectados GW170817 se interpreta como la coalescencia de dos estrellas de neutrones. Esta coalescencia se puede separar en tres etapas: etapa de acercamiento (cuasi-circular inspiralling), etapa de choque (merger), etapa de oscilación del objeto resultante (ringdown). En este trabajo, nos centraremos en el estudio de la etapa de ringdown se puede estudiar mediante el análisis de los modos cuasi-normales. El estudio de diferentes ecuaciones de estado nos permite comparar con los datos observados para obtener información sobre la física nuclear a densidades tan elevadas como las que se encuentran en el núcleo de las estrellas de neutrones. | NO |
| 21 | Estudio de cuásares en cartografiados cosmológicos / Study of quasars in cosmological surveys | Dr. Laura Toribio San Cipriano (CIEMAT), Dr. Juan de Vicente Albendea (CIEMAT) | Armando Gil de Paz | Los cuásares son objetos muy luminosos detectables a distancias muy lejanas. En los cartografiados extra-galácticos, este tipo de objetos cubren en amplio rango de desplazamientos al rojo permitiendo obtener información del universo más profundo. Los cuásares son de especial interés en los estudios de AGN, evolución de las galaxias y cosmológicos. Sin embargo, muchas de sus propiedades observacioneales son desconocidas. En este trabajo se propone hacer un estudio de cuásares enfocado a estudios cosmológicos y la información que pueden aportar a los grandes cartografiados. Se compararán los desplazamientos al rojo espectroscópicos y fotométricos de varias muestras de cuásares. Se estudiarán cuales son las propiedades que generan las discrepancias que puedan surgir entre ambos métodos. Y se investigará si es posible, a partir de sus propiedades fotométricas, realizar una separación de cuásares y galaxias. | Sánchez Muñoz, A. |
| 22 | Pulse-to-pulse variations in GX 301-2 / Variaciones de las pulsaciones de GX 301-2 | Dr. Peter Kretschmar (ESAC), Dr. Camille Diez (ESAC), Prof. Antonio Martin-Carillo (University College Dublin) | Nicolás Cardiel López | GX 301-2 is an X-ray pulsar accreting from the stellar wind of its companion, marked by a repeating flare in X-ray emission shortly before periastron on its eccentric orbit around its companion star, the B1 Ia+ hypergiant Wray 977. During an observation with XMM-Newton of the onset of this overall flaring, strong variations in the individual pulses were found (Fürst et al. 2011, A&A 535, A9). We plan to study and characterize these variations from one pulse to the next in detail. These variations at different energies can yield information on the emission region, interactions at the magnetosphere of the pulsar or effects of absorbing material close to the neutron star. The study will build on methods developed in a previous Master’s thesis at UCM in 2022 (V. Madurga Favieres) for the source Vela X-1, but further adapting and refining the previous work to match . The investigation will involve the development and improvement of specific tools in Python by the student and help to acquire knowledge in data analysis in general and especially X-ray astronomy. The final goal is publication of the results, but this goes beyond the scope of the thesis per se. | NO |
| 23 | Introducción a los estudios bidimensionales de galaxias de baja masa con MEGARA/GTC / Introduction to bidimensional studies of low-mass galaxies with MEGARA/GTC | Prof. Jesús Gallego (UCM), Prof. Nicolás Cardiel, Dr. Cristina Cabello (UCM) | Jesús Gallego | El programa Dwarfs4MOSAIC de Tiempo Internacional de La Palma ITP aborda el estudio bidimensional de galaxias locales análogas a las de la época de la reionización con el fin de aportar información sobre el Universo a alto desplazamiento al rojo y el rol de las galaxias enanas. Durante este TFM, el/la estudiante trabajará con datos del espectrógrafo de campo integral MEGARA/GTC obtenidos dentro del proyecto Dwarfs4MOSAIC, aprendiendo a realizar en detalle la reducción y calibración de los datos científicos. Como parte de un primer análisis, se llevará a cabo el estudio espacialmente resuelto de las propiedades físicas y cinemáticas del gas en una muestra piloto de galaxias enanas de baja masa y con formación estelar. El objetivo principal es caracterizar la estructura ionizante a través del estudio bidimensional de líneas de emisión y detectar posibles variaciones espaciales. Los resultados contribuirán al trabajo científico para el diseño de los surveys del futuro instrumento MOSAIC del telescopio europeo ELT. | Chillarón Víctor, M. |
| 24 | Búsqueda de mundos habitables: preparando un nuevo survey | Dr. Jorge Lillo-Box (CAB, INTA-CSIC) | David Montes Gutiérrez | Sabemos que la vida surgió muy rápidamente en nuestro propio planeta. Esta simple información nos indica que la aparición de vida en un planeta como el nuestro no es muy improbable. Por tanto, debemos buscar vida más allá de la Tierra. Dadas nuestras capacidades técnicas, también debemos elegir los mejores entornos posibles. En este sentido, las estrellas de tipo K son los ambientes ideales entre todas las estrellas para albergar planetas verdaderamente habitables. Sin embargo, hasta ahora se han encontrado muy pocos en este régimen. Esto se debe principalmente a sesgos observacionales ya que las búsquedas anteriores se han centrado primero en estrellas de tipo solar y luego en estrellas enanas M, porque allí la detección planetaria es más sencilla. El experimento KOBE está realizando un intenso estudio de velocidad radial con el instrumento CARMENES para encontrar planetas en la zona habitable de enanas de tipo K tardío. En este TFM se preparará el trabajo preliminar para un nuevo estudio sobre enanas de tipo K tardío, centrándonos ahora en el método de los tránsitos. La/el estudiante preparará una lista priorizada de estrellas de este tipo basada en diferentes propiedades, realizará un estudio de viabilidad para el nuevo survey y potencialmente diseñará la estrategia de observación. | Lucas Parada, M. |
| 25 | Mundos hermanos: nuevos caminos para la búsqueda de los primeros exotroyanos | Dr. Jorge Lillo-Box (CAB, INTA-CSIC), Dr. Johannes Sahlmann (ESA) | David Montes Gutiérrez | La detección de los primeros mundos compartiendo la misma órbita (mundos co-orbitales o exotroyanos) está cerca. Los últimos resultados de nuestro grupo de investigación (el Laboratorio de Mundos Lejanos, https://remote-worlds-lab.cab.inta-csic.es), liderados por la estudiante de doctorado Olga Balsalobre-Ruza, muestran por primera vez la posible formación de estos planetas co-orbitales en el único sistema planetario en formación que se conoce (ver artículo Balsalobre-Ruza et al., 2023). La teoría nos dice que dos planetas pueden compartir la misma órbita atrapados en los conocidos como puntos de Lagrange. Y las simulaciones de la formación de sistemas planetarios nos dicen que, efectivamente, en un alto porcentaje de sistemas multi-planetarios, dos planetas terminan atrapados gravitatoriamente en la misma órbita. Sin embargo, aún no tenemos evidencia de ninguno fuera del sistema solar. Desde el proyecto TROY (www.troy-project.com) estamos explorando diferentes técnicas para detectarlos. En este TFM se explorará por primera vez la técnica de la astrometría, en preparación para la explotación de los nuevos datos de la misión Gaia. Vamos a ver qué tipo de señales astrométricas esperamos cuando dos planetas comparten la misma órbita y si seremos capaces de detectarlos con la precisión de Gaia. | Muela Pillajo, J. A. |
| 26 | ¿Están realmente ahí esos planetas? | Dr. Jorge Lillo-Box (CAB, INTA-CSIC) | David Montes Gutiérrez | La exploración de mundos más allá del sistema solar ha proporcionado ya más de 5500 exoplanetas verificados (bien confirmados con medidas de velocidad radial o bien con sus tránsitos validados estadísticamente). Muchos de ellos han sido detectados tan solo por la técnica de la velocidad radial y además un gran porcentaje están verdaderamente al límite de detección de los instrumentos empleados para su descubrimiento. Pero además, en todos los casos, la extracción de esas medidas de velocidad radial se ha hecho tan solo con un único algoritmo (pipeline). En este trabajo de fin de Máster vamos a hacer un ejercicio que puede tener una importante relevancia en la verificación de señales planetarias detectadas por velocidad radial (especialmente las que están al límite de detección). Vamos a extraer las velocidades radiales nosotras/os mismas/os a partir de diferentes algoritmos de extracción bien establecidos, comparando las medidas extraídas con cada uno de ellos así como los parámetros planetarios (masa, periodo, excentricidad de la órbita, etc.) obtenidos con cada código. Si las señales planetarias son reales, estas deberían aparecer en todas las extracciones. La/el alumna/o tendrá acceso a un ordenador del Centro de Astrobiología con todos los algoritmos instalados. Se probará la veracidad de 5-10 planetas, principalmente de tipo rocoso. | Pires Galicia, D. |
| 27 | Estudio de la distribución espectral de energía de sistemas binarios con VOSA | Dr. Patricia Cruz (CAB, INTA-CSIC), Dr. MariCruz Gálvez Ortiz (CAB, INTA-CSIC) | Miriam Cortés Contreras | Este trabajo propone realizar la caracterización de los objetos de un catálogo de binarias eclipsantes (DEBCat, Southworth et al. 2015), a través del ajuste de la distribución espectral de energía (SED) con el uso de la herramienta del Observatorio Virtual VOSA. Esa es una poderosa herramienta que recupera la fotometría disponible en archivos del Observatorio Virtual en varias regiones del espectro estelar. Además, permite hacer el análisis estadístico de los distintos ajustes de las SEDs. Como resultado, se obtendrá una temperatura efectiva individual de las componentes del sistema. La temperatura estimada será usada como indicador de la baja masa de las componentes de las binarias estudiadas. El trabajo consistirá en evaluar la funcionalidad de VOSA binary fit, mediante el ajuste de las distribuciones espectrales de energía combinadas para el caso de componentes de similares temperaturas. Es importante que el/la estudiante tenga conocimientos previos de programación en Python, pero no es obligatorio. |
NO |
| 28 | Completing the complex organic molecules inventory in starless-cores | Dr. Asunción Fuente (CAB, INTA-CSIC), Dr. Marina Rodríguez-Baras (OAN) | Patricia Sánchez Blázquez | Starless cores are compact, cold condensations of gas that constitute the first stage of the star formation, previous to the formation of the protostar. Its chemical richness is huge, and the study of their molecular census and the associated chemical processes provides essential information about the initial conditions in which planetary systems are born (including our own Solar System). This project is focused on two particular starless cores, B213-C16 and B213-C2, located in the Taurus molecular cloud. Recent results have proven that spectral line surveys (observation of a series of spectra covering a significant spectral domain, in order to obtain a complete census of the molecular emissions of the source) are the best tool to study the chemical, physical and kinematical properties of this kind of sources. We have recently observed two complete spectral surveys of these sources with the Yebes 40m telescope at 7mm (31.0 - 50.3 GHz), a fairly unexplored window dominated by low energy transitions of large and heavy molecules, such as carbon chains. With this TFM the student will analyse these spectral surveys, deriving relative abundances between the observed species and comparing the obtained results with other similar sources and with chemical model predictions. The analysis of these surveys also brings the opportunity to discover new and unexpected molecules, which provide additional information to the study of the chemistry of the interstellar medium (to date 72 new molecules have been detected with the Yebes 40m telescope). The student will learn to analyse spectral surveys in the radio range, which is a highly useful ability in the era of ALMA and SKA, and the results may lead to a peer-reviewed publication. | Moral Almansa, L. M. |
| 29 | Estudio de la evolución e historia química de núcleos sin estrellas (starless cores) a través de la fracción de deuteración y las razones isotópicas moleculares / Tracing the evolutionary stage and the chemical history of starless-cores through deuteration fractionation and molecular isotopic ratios | Dr. Asunción Fuente (CAB, INTA-CSIC), Dr. Gisela Espluges (OAN) | Patricia Sánchez Blázquez |
Las nubes moleculares son el lugar de nacimiento de las estrellas. Presentan morfologías complejas con el polvo y el gas interestelar dispuestos principalmente a lo largo de estructuras alargadas y filamentosas. Debido a concentraciones cada vez más densas en los filamentos, éstos se contraen y fragmentan, dando lugar a núcleos sin estrellas (starless cores) unidos gravitacionalmente que eventualmente formarán estrellas y sistemas planetarios. Una forma de comprender la dinámica de los núcleos sin estrellas es mediante el estudio de la deuteración de moléculas, ya que la fracción de deuterio, Dfrac, definida como la relación de abundancia entre una molécula deuterada y su contraparte hidrogenada, cambia con su evolución. En particular, la principal reserva de deuterio en las nubes moleculares es HD, el cual inicia el proceso de enriquecimiento de deuterio mediante la reacción exotérmica con H+3, favoreciendo la formación de iones deuterados en ambientes fríos. Esto produce un aumento de Dfrac durante la evolución del núcleo hasta que se produce su colapso gravitacional. Tras ello, Dfrac disminuye cuando se forma un objeto estelar joven en el centro del núcleo y comienza a calentar su entorno. Además de estudiar la dinámica de las nubes moleculares usando Dfrac, también es posible rastrear la historia química desde las nubes moleculares hasta los sistemas planetarios a través de las razón isotópica de elementos como el carbono, el nitrógeno y el oxígeno. La comparación de las proporciones isotópicas (D/H, 14N/15N) en los núcleos pre-estelares con las de los cuerpos del Sistema Solar permite determinar qué fracción del material biológico se hereda de la nube molecular inicial, y cuál se forma en una evolución evolutiva posterior. escenario. En particular, el nitrógeno es el quinto elemento más abundante en el universo y su razón isotópica (14N/15N) en la nebulosa protosolar en la que nació nuestro Sol es mayor que la razón encontrada en material prístino del Sistema Solar, como cometas y condritas carbonosas de meteoritos (Fig. 1). Esto implica que hubo un enriquecimiento de 15N durante la formación del Sistema Solar cuyo origen aún se desconoce y que nos podría ayudar a entender el origen de las moléculas prebióticas. Sin embargo, el escaso conocimiento de las razón 14N/15N en los núcleos pre-estelares (ver Fig. 1) dificulta concluir sobre el origen de estas moléculas. En este contexto, proponemos al estudiante investigar la etapa evolutiva de una muestra de núcleos sin estrellas utilizando observaciones de los compuestos deuterados de N2H+, HCN y HNC que tienen diferentes escalas de tiempo químicas para proporcionar estimaciones de edad precisas. También se analizarán los 15N isotopólogos de estas moléculas para comparar y arrojar luz sobre el enriquecimiento isotópico durante la formación del Sistema Solar. Con este TFM, el estudiante participará en un proyecto de investigación en curso y adquirirá experiencia con técnicas de calibración astronómica, así como con el análisis de datos en longitudes de onda de radio. Figura: Valores del cociente isotópico 14N/15N en el Sistema Solar y regiones de formación estelar (Guzmán et al. 2017). |
Tasa Chaveli, A. |
| 30 | Transporte de materiales volátiles en sistemas planetarios con JWST / Delivery of volatile materials in planetary systems with JWST | Isabel Rebollido Vázquez (CAB, INTA-CSIC; ESAC) | Miriam Cortés Contreras | The presence of water on Earth challenges the models of planet formation, as volatiles are expected to be depleted in the inner regions of planetary systems in the early years of their evolution. Multiple hypothesis suggest an external origin, as comets and asteroids bombarded the surface of rocky planets while the system was dynamically unstable. If this were the case, we can search for similar mechanisms taking place in young forming exoplanetary systems. Exocomets that can be polluting the surfaces and atmospheres of planets have been detected for decades, but it is now, with the advent of JWST, that we can observe volatile materials in the warm and hot regions of planetary systems, including CO and H2O. The tasks in this project will include data reduction and analysis of a JWST NIRSpec spectra of a exocomet host star, to search for volatiles and establish upper limits. If the analysis is completed, the results could be submitted to a scientific journal. The student is required to have a good level of English (both in speaking and writing), and programming skills in python. |
Burbano Villamizar, J. P. |
| 31 | The winds of metal-poor massive stars, a joint study of VLT and HST data / Estudio de los vientos de las estrellas masivas de baja metalicidad con VLT y HST | Dr. Miriam García (CAB, INTA-CSIC), Dr. Fco. Najarro (CAB, INTA-CSIC) | Armando Gil de Paz | Metal-poor massive stars lie at the core of phenomena registered by frontier observing facilities: high redshift star forming galaxies observed by JWST, GRBs and SNe registered by transient factories, and neutron stars and black hole mergers detected by gravitational wave experiments. Our team aims at informing these astrophysical phenomena by studying analog, nearby metal-poor massive stars in detail. In this project, the student will analyze jointly VLT-XSHOOTER and HST-COS observations of O-type stars in IC1613. (S)he will use synthetic spectra computed with the unified model atmosphere code CMFGEN, in order to determine stellar and wind parameters. The wind is a critical property of massive stars that dictates their evolution, feedback, and end as SN/GRB. The results of this project will set constraints on the so far poorly understood radiation-driven winds of metal-poor massive stars, and their dependence on metallicity. | Gómez Mantecón, J. |
| 32 | Estudio de las orbitas de estrellas AGB en sistemas binarios | Dr. Javier Alcolea (OAN) | Armando Gil de Paz | La formación de nebulosas planetarias con simetría axial es una de los grandes campos de investigación en la evolución tardía de estrellas de masa baja e intermedia (que representa la mayoría de objetos). Hoy en día se ha llegado al consenso de que la formación de ese tipo de nebulosas (que también representan la mayoría de los casos) no puede comprenderse en ausencia de sistemas múltiples (dobles o con má miembros). En las fases precedentes, este tipo de sistemas deben estar constituidos por una estrella AGB y una (o varias) estrella compañera compacta, que puede ser más vieja (una enana blanca) o más joven (de secuencia principal). El estudio de las órbitas de estos sistemas es una pieza fundamental para entender su futura evolución y sus consecuencias en la formación de nebulosas planetarias axisimétricas. En este contexto se propone usar datos del interferómetro ALMA de estrellas AGB en sistemas binarios, tanto propietarios como del archivo público, para la obtención de mapas de continuo de muy alta resolución angular, 20-30 mas o mejor), para la determinación de la separación de los objetos en distintas épocas. De esta forma se pretende determinar con precisión los parámetros orbitales del sistema, para poder comparar sus propiedades con modelos hidrodinámicos de interacción de vientos en ese tipo de sistemas. También se estudiarán los cambios que se observan en la radio-fotosfera de la estrella AGB y su relación con la pulsación de este tipo de objetos, así como la posible existencia de transferencia de masa entre los miembros del sistema. El TFM permitirá que el estudiante se familiarice con las técnicas de reducción de datos propias de la interferometría milímétrica: calibración de visibilidades, autocalibración, realización de mapas en el plano imagen, limpieza de mapas, ajuste de modelos en los planos imagen y de visibilidades, etc. También se adquirirán conocimientos en las técnicas de análisis de parámetros orbitales de sistemas binarios. | NO |
| 33 | "Forsaken" pre-planetary Nebulae (pPNs) / Pre-nebulosas planetarias "abandonadas" | Dr. Carmen Sánchez Contreras (CAB, INTA-CSIC), Dr. Javier Alcolea (OAN) | Patricia Sánchez Blázquez | Oferta de TFM en el Proyecto 'Forsaken pPNe'. El objetivo principal del proyecto es profundizar en la comprensión de la evolución de estrellas de masa baja/intermedia durante la breve etapa de transición (~1000 años) desde la fase de gigante roja (AGB en inglés) hasta convertirse en una Nebulosa Planetaria (PN). Durante esta transición, se producen cambios espectaculares en la estructura y dinámica del material circundante, dando lugar a una fase post-AGB o de pre-PN en la que se observan morfologias nebulares sorprendentes y vientos estelares que alcanzan velocidades de cientos o miles de kilómetros por segundo en direcciones específicas. Existe una creciente preocupación acerca de si las muestras de pPNs estudiadas hasta la fecha, que a menudo se consideran representativas de toda la clase, están sesgadas hacia objetos con morfologías complejas y chorros bipolares energéticos. El proyecto 'Forsaken PPNe' busca eliminar estos sesgos. En este TFM, se llevará a cabo un estudio basado en observaciones interferométricas de ALMA y la antena de 30m de IRAM en 26 candidatas genuinas de pPNs que, a pesar de mostrar indicadores claros de material circunestelar post-AGB, han sido sistemáticamente ignoradas y carecen de seguimiento observacional hasta ahora y a las que denominamos 'Forsaken' o abandonadas. Estas observaciones, centradas en la emisión molecular (CO), nos permitirán investigar por primera vez qué tipo de estructura alberga el material circunestelar en estos objetos, como discos circumbinarios o chorros moleculares rápidos, así como obtener una primera estimación de parámetros fundamentales como la velocidad de expansión típica y la masa nebular total en estos sistemas. Este TFM brinda la oportunidad de adquirir experiencia en el manejo de datos interferométricos obtenidos con ALMA, el interferómetro submilimétrico más avanzado del mundo, y la antena de 30m de IRAM, así como su posterior análisis utilizando, por ejemplo, códigos de transferencia radiativa que permitirán caracterizar las envolturas moleculares de las pPNs "abandonadas" al nivel de (re)cononiciento que merecen. (Forsaken... no more). | López Dones, P. |
| 34 | Discrepancias cosmológicas | Prof. Jacobo Asorey Barreiro (UCM), Dr. Javier de Cruz Pérez (UCM) | Jacobo Asorey Barreiro | A pesar de que las predicciones del modelo estándar de cosmología están en muy buen acuerdo con las, cada vez más precisas, mediciones experimentales se han constatado algunas discrepancias entre observaciones locales realizadas en un Universo dominado por una constante cosmológica y observaciones obtenidas, dentro del modelo LCDM, cuando se utilizan datos de CMB. A lo largo de los últimos años diferentes modelos se han propuesto para poder reconciliar estas observaciones. El TFM consistirá en una primera fase, donde las implicaciones teóricas del modelo cosmológico elegido serán estudiadas tanto a nivel perturbativo como a nivel no perturbativo y de una segunda fase donde se comparará el modelo con las observaciones de radiación de fondo y distribución de galaxias. Para poder realizar esta tarea se requerirá del uso de códigos numéricos capaces de resolver las ecuaciones diferenciales de Boltzmann. Finalmente, se ajustarán estas definiciones teóricas con las últimas observaciones de radiación cósmica de fondo y distribución de galaxias para poder obtener el valor de los parámetros cosmológicos del nuevo modelo. | García Sabariego, P. |
| 35 | A multiphasic view of local starburst galaxies | Dr. Alba Vidal-García (OAN), María Jesús Jiménez-Donaire (OAN) | Cristina Catalán Torrecilla | The main goal of this project is to explore the conditions of the ISM in nearby starburst galaxies through tracers of the molecular gas and dust. For this, we will analyze a combination of several molecular emission lines at different scales, such as CO, HCN, HCO+ and CH+, and continuum radiation (where available) from different observatories such as ALMA, IRAM, SMA, or Herschel. The student will become familiar with a set of radio and infrared observations. The key objectives of the project will encompass studying the distribution of these different tracers of molecular gas and dust, and test the possible correlations among them. The student will analyze how their distribution and variations may be related to local star formation, diverse energetic phenomena and non-equilibrium local conditions. Some knowledge of computing skills is desireable. | Montero Vega, M. |
| 36 | Exploring the variability of ultra-cool dwarfs at radio and optical/infrared wavelengths | Dr. María Rosa Zapatero Osorio (CAB, CSIC-INTA), Dr. Paulo Alberto Miles Páez (CAB, INTA-CSIC) | David Montes Gutiérrez | Very low-mass stars and brown dwarfs (ultra-cool dwarfs) exhibit rotation periods typically shorter than 10 h, which are usually measured by monitoring the dwarf’s brightness changes at optical, infrared, and/or radio wavelengths. These brightness changes can be due to a plethora of phenomena taking place in the dwarf’s atmosphere such as magnetic spots, dust clouds, or chemical changes for optical and infrared wavelengths, and different types of electromagnetic emission (e.g., synchrotron) at radio wavelengths. In the proposed work, we will perform a deep literature search for all the ultra-cool dwarfs observed at both radio and optical/infrared wavelengths and search for correlations between dwarf’s physical parameters (e.g., rotation period, spectral type, etc) and the detection of variability at these different wavelength ranges. At the end of the project, the student will have learned about ultra-cool atmospheres, how to retrieve and reduce astronomical data in the archives, and how to analyze time series. | Martín Carrero, D. |
| 37 | ¿Las razones isotópicas del nitrógeno dependen del campo UV? / Do nitrogen isotopic ratios depend on the UV field? | Dr. Laura Colzi (CAB, INTA-CSIC) | Armando Gil de Paz | El estudio de las razones isotópicas, como 14N/15N y 12C/13C, de las moléculas en las regiones de formación estelar de nuestra Galaxia proporciona información clave sobre la historia química de la propia nube molecular y de toda la Vía Láctea, incluido nuestro Sistema Solar. Modelos químicos teóricos recientes proponen una dependencia de las razones 14N/15N con la exposición de la nube molecular al campo ultravioleta (UV), que sin embargo necesita ser confirmada con observaciones. En este proyecto de tesis la/el estudiante realizará una prueba directa de la dependencia de la razón isotópica 14N/15N con el campo UV, analizando observaciones obtenidas con el con el radiotelescopio IRAM de 30m en Pico Veleta (Granada, España), y midiendo la relación 14N/15N de HCN y HNC hacia la región dominada por fotones Monoceros R2. Los modelos teóricos predicen que la relación 14N/15N de HCN y HNC debería ser más baja cerca del campo ultravioleta que en zonas de la nube no afectada para los fotones. La/el estudiante aprenderá a utilizar los softwares de análisis astrofísico GILDAS y MADCUBA para analizar espectros en longitudes de onda milimétricas, identificará las transiciones rotacionales de las moléculas y obtendrá las abundancias moleculares y las razones de abundancia. La/el estudiante comparará los resultados con observaciones y modelos químicos de la literatura y discutirá sobre las posibles dependencias de las razones 14N/15N con el campo UV al que está expuesta la nube. Este trabajo servirá como base para preparar una publicación en una revista de astrofísica de alto impacto. | NO |
| 38 | Estudio espectroscópico de los procesos fotoquímicos de moléculas orgánicas simples en condiciones espaciales simuladas en el laboratorio / Spectroscopic study of the photochemical processes of simple organic molecules under simulated space conditions in the laboratory |
Dr. Eva Mateo Martí (CAB, INTA-CSIC), Dr. Eduardo Cueto-Diaz (CSIC) | Patricia Sánchez Blázquez | In this TFM the student will be trained in the study and spectroscopic characterisation of photochemical processes of simple organic molecules in space and planetary conditions simulated in the laboratory. Simple organic molecules are affected by the space and/or planetary conditions to which they are surrounding, and these studies are of relevant interest for the detection of organic molecules in future and current space and planetary missions. Therefore, the proposed subject will provide basic training in the handling of ultra-high vacuum systems, as well as in that of the Planetary Atmosphere and Surface Simulation Chamber (PASC). In addition to training in different spectroscopic techniques, such as: infrared spectroscopy, Raman and X-ray photoemission, which will allow the identification of specific spectroscopic fingerprints of the molecules under study. | NO |
| 39 | Desvelando lo invisible: fotometría profunda de análogos a galaxias del Universo primitivo / Unveiling the invisible: Deep imaging of local analogs of high-z galaxies | Dr. Cristina Cabello (UCM), Dr. Luca Costantin (CAB, INTA-CSIC) | Cristina Cabello | El programa Dwarfs4MOSAIC de Tiempo Internacional de La Palma ITP tiene como objetivo arrojar luz sobre el proceso de la reionización y el Universo primitivo a través del estudio bidimensional de galaxias con propiedades similares a las esperadas en objetos a muy alto desplazamiento al rojo. Para ello se combinarán las capacidades de cuatro telescopios del Observatorio Roque de los Muchachos. Durante este TFM, el/la estudiante trabajará con los datos fotométricos de Dwarfs4MOSAIC, aprendiendo a realizar la reducción, calibración y análisis científico de imágenes tomadas con diferentes filtros. El objetivo principal es generar imágenes ultra profundas de una muestra de galaxias de baja masa que permitan estudiar componentes débiles en las zonas externas y de bajo brillo superficial, buscar corrientes de marea, y signos de interacción. Dentro de la colaboración internacional que compone Dwarfs4MOSAIC, los resultados contribuirán al diseño de los surveys para el futuro instrumento MOSAIC del telescopio ELT de 39m. Requisitos: Inglés, y conocimientos previos de programación en Python serán considerados positivamente. | Castillo De La Cruz, C. |
| 40 | La revolución de JWST: análisis morfológico de las primeras galaxias del Universo / The JWST revolution: morphological analysis of galaxies in the early Universe | Dr. Luca Costantin (CAB, INTA-CSIC), Dr. Cristina Cabello (UCM) | Cristina Cabello | El telescopio espacial James Webb (JWST), lanzado a finales de 2021, está revolucionando nuestro conocimiento de las galaxias a bajo y alto desplazamiento al rojo. Las observaciones profundas han permitido descubrir miles de galaxias nunca antes observadas, así como proporcionar información relevante sobre su morfología. Este proyecto tiene como objetivo caracterizar el ensamblaje estructural de las galaxias a alto desplazamiento al rojo y su transformación morfológica a lo largo del tiempo. El/la estudiante aprenderá a dominar múltiples algoritmos para derivar las propiedades físicas de las galaxias (tamaño, masa, historia de formación estelar) tanto en observaciones simuladas como reales del JWST (imágenes obtenidas con los instrumentos NIRCam y MIRI). Requisitos: Inglés, y conocimientos de programación en Python serán considerados positivamente. | Arriscado Nunes Ferreira Cardoso, L. |
| 41 | Optical follow-up of the Summer 2023 X-ray outburst from the Be X-ray binary Swift J0243.6+6126 | Dr. Julia Alfonso Garzón (CAB, INTA-CSIC), Dr. Alicia Rouco Escorial (ESAC) | Nicolás Cardiel López | After the Ultraluminous X-ray outburst that the Be X-ray binary system Swift J0243.6+6126 underwent in 2017-2018, a new X-ray outburst took place during the Summer of 2023. However, the 2023 outburst was not as bright as its predecessor. Multi-colour optical photometry was taken during the rise and decay of the new outburst with the Joan Oro Telescope (TJO). The analysis of these data and the study of the correlation with the X-ray emission will help to understand the occurrence of this outburst. In particular, the obtained data will be compared with the data from the 2017-2018 giant outburst and, potentially will help us to understand why the system did not enter the ultra-luminous regime in 2023 as it did in 2017. | NO |
| 42 | Sistemas exoplanetarios alrededor de enanas M con tránsitos y velocidad radial: utilización de procesos Gaussianos multidimensionales para cuantificar el ruido estelar / Exoplanetary systems around M dwarfs with transit and radial velocities: use of multidimensional Gaussian process to quantify the stellar noise | Dr. Ester González Álvarez (UCM), Prof. David Montes Gutiérrez (UCM) | Ester Gónzalez Álvarez | En este trabajo se estudiarán enanas M con observaciones tanto de tránsitos fotométricos como de velocidad radial para la caracterización de sus posibles sistemas exoplanetarios. Con el fin de poder ganar precisión en la detección de los exoplanetas es necesario tener en cuenta y corregir el efecto del ruido estelar. Los fenómenos relacionados con la actividad magnética de las estrellas frías FGKM producen variaciones en las líneas espectrales, efecto que influye en las medidas de velocidad radial pudiendo llegar a enmascarar las señales planetarias. Para ello en este trabajo se estudiarán diferentes métodos para realizar la corrección del ruido estelar en las series temporales de velocidad radial, entre los cuales se encuentra la utilización de Procesos Gaussianos (GP) multidimensionales. Esta técnica permite modelar la variación estelar usando al mismo tiempo series temporales de varios indicadores de actividad, bien espectroscopicos y/o fotométricos. Para ello se utilizarán paquetes de software como Exo-Striker, Juliet y Pyaneti y series temporales de velocidad radial disponibles de espectrógrafos de alta resolución como HARPS, HARPS-N, HIRES y CARMENES y fotométricas de diferentes observatorios terrestres o espaciales. | Banegas Paredes, J. |
| 43 | Identificación de lineas espectrales para la determinación de abundancias en estrellas tipos FGK a partir de espectros de CARMENES de alta resolución en el infrarrojo cercano / Identification of spectral lines for abundances determinations of FGK-type stars from high-resolution near-infrared CARMENES spectra | Prof. David Montes Gutiérrez (UCM), Dr. Emilio Gómez Marfil (Observatorio de Hamburgo y UCM) | David Montes Gutiérrez | En este trabajo se utilizarán los espectros de CARMENES (Calar Alto high-Resolution search for M dwarfs with Exoearths with Near-infrared and optical Échelle Spectrographs, http://carmenes.caha.es/) en el rango infrarrojo cercano (NIR) de estrellas FGK con el fin de identificar lineas espectrales de diferentes elementos químicos con parámetros atómicos bien determinados y libres de contaminación por lineas telúricas. El rango NIR del espectro con alta resolución ha sido muy poco estudiado hasta la llegada de espectrógrafos como CARMENES y es por tanto de gran utilidad la identificación de estas líneas que permitan utilizar estos espectros para caracterizar las estrellas. En un trabajo anterior (Marfil et al. 2020MNRAS.492.5470M) ya se hizo la identificación de las líneas de Fe en todo el rango de CARMENES (VIS+NIR) para determinar parámetros estelares con el método de las anchuras equivalentes y las lineas de utilidad en la zona del visible (VIS) mas azul están ya bien identificadas en la literatura pero en la parte mas roja del VIS y la del NIR no se ha realizo aun un estudio detallado. La selección de línea que resultará de este trabajo se utilizará para la determinación precisa de abundancias de elementos alpha (Mg, Si, Ca, Ti), elementos del pico del hierro (Cr, Mn, Co, Ni), y elementos odd-Z (Na, Al, Sc, V) y poder cuantificar posibles diferencias en los resultados obtenidos utilizando el VIS y el NIR. | NO |
| 44 | Determinación de velocidad radiales linea por linea en estrellas M: influencia de las líneas sensibles a la actividad magnética / Line-by-line radial velocity measurements on M d dwarfs: influence of magnetic activity sensitive lines | Prof. David Montes Gutiérrez (UCM) | David Montes Gutiérrez | En este trabajo se utilizarán los espectros de CARMENES (Calar Alto high-Resolution search for M dwarfs with Exoearths with Near-infrared and optical Échelle Spectrographs, http://carmenes.caha.es/) en el rango visible (VIS) e infrarrojo cercano (NIR) de estrellas M para determinar velocidades radiales con nuevo método basado en medidas linea por linea "LBL, Line-by-line Velocity Measurements" en lugar del basado en la correlación cruzada o el de mejor ajuste a una mascara o a un espectro de referencia, "template". Este método permitirá estudiar la influencia de líneas espectrales fotosféricas sensibles a la actividad cromosférica y/o al campo magnético pudiendo comparar los resultados obtenidos cuando se utilizan todas las líneas y cuando se elimina esta selección de posibles líneas problemáticas. Este estudio será de gran utilidad para comprender el problema de la influencia en la actividad en las medidas de velocidad radial en la búsqueda de exoplanetas alrededor de estas estrellas. | Sánchez Rodríguez, Á. |
| 45 | Actividad estelar y atmósferas planetarias / Stellar activity and planet atmospheres | Dr. Hugo M. Tabernero Guzmán (UCM), Prof. David Montes Gutiérrez (UCM) | Hugo Tabernero Guzmán | El objetivo de este trabajo es el estudio del efecto de la actividad cromosférica estelar en la detección y caracterización de atmósferas exoplanetarias por espectroscopia de transmisión. En primer lugar se estudiará la variación temporal de los índices de actividad de estrellas con tránsitos exoplanetarios (p.e. WASP-76 y WASP-121) mediante series temporales de espectros de alta resolución ya disponibles tomados con los espectrógrafos HARPS, UVES, y CARMENES durante varios tránsitos de sus planetas. Para calcular estos índices se hará uso de la herramienta ACTIN que permitirá determinar los índices de actividad para diferentes indicadores como las líneas de Balmer, el triplete del magnesio, las líneas H&K del calcio, las del triplete infrarrojo del calcio, y la línea de Helio del infrarrojo. Este trabajo permitirá caracterizar la actividad de las estrellas con planetas y realizar estudios comparativos de la variación de los índices de actividad antes, durante y después de los tránsitos planetarios. Los resultados de este trabajo serán de gran utilidad para entender mejor cómo la actividad cromosférica afecta a los espectros de transmisión de los planetas. | NO |
| 46 | Shedding light on the multi-wavelength behaviour of the 4U 0155+63 Be/X-ray binary during its giant outburst | Dr. Alicia Rouco Escorial (ESAC), Dr. Julia Alfonso Garzón (CAB, INTA-CSIC), Dr. Elena Jiménez Bailón (QUASAR-ESAC), Dr. Ignacio de la Calle Pérez (QUASAR-ESAC) | Nicolás Cardiel López | In the zoo of High-Mass X-ray binaries, Be/X-ray binaries (BeXBs) are the most numerous type of objects. In BeXBs, very highly magnetised neutron stars (NSs) orbit around their high-mass Be-type companions. These stellar companions present circumstellar discs, from which the NSs accrete matter once they cross them. Generally, BeXBs show two types of X-ray transient phenomena: normal and giant outbursts. While normal outbursts occur almost periodically when NSs get closer to their companions, giant outbursts do not have a clear explanation since these events are more luminous and last several orbital periods. Indeed, at the end of the giant outbursts, some systems show a sudden decrease of their X-ray emission, this is known as 'propeller regime'. In this regime, it is supposed that material is spelled out instead of accreted due the magnetospheric barrier created by the combination of the NS spin and magnetic field. The existence of such regime has been observationally inferred due to the steepening of the X-ray decay light curve of some systems, but not investigated in other wavelengths. In this Master's project (TFM), the student will learn how to analyse and process new and archival XMM-Newton and Swift data of the 4U 0155+63 BeXB during its 2023, 2017 and 2015 giant outburst. They will study the spectral evolution of this system, obtain the X-ray and optical/UV light curves and compare the obtained data to search for any correlation between bands (i.e., potential interactions between the circumstellar and accretion discs or outflows). Finally, the student will investigate the multi-wavelength detection of the proposed propeller regime in 4U 0155+63. | Álvarez Parra, S. |
| 47 | Catalogue of BeXRB outbursts characterized in a coherent manner / Catálogo de estallidos BeXRB caracterizados de forma coherente | Dr. Peter Kretschmar (ESAC) | Nicolás Cardiel López | Be X-ray Binaries (BeXRB) are X-ray binary systems consisting of a massive star of type O or B with special properties, the Be star, and in almost all cases of a neutron star. Many of these systems are transient, i.e., they are mostly non-detectable, but show bright outbursts going on for weeks or even months. These outbursts can be more or less regular and are connected to the binary motion of the neutron star around the massive star. In past years Matthias Bissinger (né Kühnel) developed a scheme to classify these outbursts in a systematic manner according to criteria like duration, peak brightness, etc. (Kühnel et al. 2015, https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2015int..workE..78K/abstract). But the code behind this scheme is not available for easy use by others on more recent data. The core of the Masters’ project is to adapt the code developed by in the past and implement (refactor) it as a Python notebook within the ESA Datalabs environment. Using this code and a rich set of available data from X-ray monitors, the student would then characterize a set of outbursts from a range of sources and describe the findings in the thesis. Besides the code available for further studies in ESA Datalabs, the results are expected to also lead to publication in a scientific journal, but this would be a step beyond the MSc thesis per se. | NO |
| 48 | La estructura Galáctica a partir del análisis de la cinemática de las estrellas masivas con Gaia / Galactic structure from the kinematical analysis of massive stars with Gaia | Dr. Jesús Maíz Apellániz (CAB, INTA-CSIC) | Armando Gil de Paz | Gaia está llevando a cabo una de las revoluciones astronómicas más importantes de las últimas décadas, al obtener astrometría, (espectro)fotometría y espectroscopía de más de un millardo de estrellas. Este TFM se realizará en uno de los grupos de investigación más punteros de España y de los que más ha contribuido a dicho proyecto. Se combinarán las paralajes y los movimientos propios de Gaia con observaciones desde tierra para analizar la cinemática de las estrellas masivas en el entorno solar. Eso permitirá derivar la curva de rotación Galáctica para dichas estrellas por primera vez y detectar estrellas caminantes y fugitivas expulsadas por interacciones estelares y explosiones de supernova. De esa forma, se podrá restringir el potencial Galáctico de una manera independiente a métodos anteriores y verificar la presencia significativa de materia oscura cerca del disco de la Vía Láctea. | Pantaleoni González, M. |
| 49 | El proyecto Villafranca: sondeando la Vía Láctea con cúmulos estelares con estrellas masivas / The Villafranca project: scanning the Milky Way with stellar clusters with massive stars | Dr. Jesús Maíz Apellániz (CAB, INTA-CSIC) | Armando Gil de Paz | Gaia está llevando a cabo una de las revoluciones astronómicas más importantes de las últimas décadas, al obtener astrometría, (espectro)fotometría y espectroscopía de más de un millardo de estrellas. Este TFM se realizará en uno de los grupos de investigación más punteros de España y de los que más ha contribuido a dicho proyecto. En el proyecto Villafranca estamos combinando observaciones de Gaia con datos tomados desde tierra para llevar a cabo el estudio más detallado de cúmulos estelares con estrellas masivas jamás realizado. Los objetivos son obtener distancias precisas y exactas, analizar la composición estelar de los cúmulos, derivar la extinción interestelar, medir la función de masas iniciales y detectar estrellas caminantes y fugitivas expulsadas por interacciones estelares y explosiones de supernova. Como ejemplo de trabajo llevado a cabo dentro del proyecto Villafranca, en https://adsabs.net/abs/2022A&A...657A..72M hemos detectado el primer caso conocido de un cúmulo que se ha quedado huérfano como resultado de tres eventos que han expulsado la mayoría de las estrellas masivas, perdiendo tanta masa que el cúmulo se ha desligado. | NO |
| 50 | Exploring star - planet correlations | Dr. Esther González Álvarez (UCM), Dr. Maria Rosa Zapatero Osorio (CAB, CSIC-INTA) | Ester Gónzalez Álvarez | We propose to explore whether there is any correlation between the presence of planets and the stellar activity of M dwarfs. In this work the student will use CARMENES (Calar Alto high-Resolution search for M dwarfs with Exoearths with Near-infrared and optical Échelle Spectrographs, http://carmenes.caha.es/) data. CARMENES is also a survey of 300 late-type main-sequence stars with the main goal of detecting low-mass planets in their habitable zones. So far, CARMENES has characterized over 70 exoplanets, which sounds a number large enough to search for any hidden star-planet correlation that may hint at star-planet interaction. Needed: Knowledge of programming in python will be positively considered | NO |
| 51 | Análisis de la tasa de formación estelar y consumo de gas en galaxias cercanas / Analysis of the star formation rate and gas consumption in nearby galaxies | Prof. Maritza A. Lara-López (UCM), Prof. Jesús Gallego (UCM) | Maritza Lara-López | La formación estelar es uno de los procesos más complejos y menos comprendidos en astronomía, a pesar de que es un proceso crítico que influye cada aspecto de la evolución en galaxias. Para poner entender este proceso, es necesario entender cómo se consume el gas al formar estrellas, así como los procesos físicos internos y externos que la afectan. El objetivo de este proyecto es analizar la tasa formación estelar (SFR) resuelta en esta muestra de galaxias cercanas. Para ello se usarán observaciones de galaxias con espectroscopia de campo integral (IFU) del survey Metal-THINGS (PI. Maritza Lara-López). La/el estudiante estimara la SFR con las líneas de emisión de los espectros usando los métodos más recientes y generará mapas resueltos de la misma. Se analizará la SFR resuelta de cada galaxia en función del gas neutro, disponible con datos públicos del survey THINGS. Adicionalmente, se estimará la eficiencia de formación estelar (SFE) usando los datos de SFR y gas neutro/molecular disponible para cada galaxia, con el objetivo de analizar la eficiencia en el consumo de gas del centro a las partes externas para una muestra de galaxias con diversas masas estelares y morfologías. | Cuesta López, A. |
| 52 | Análisis de la metalicidad y formación estelar en galaxias de Filamentos y Voids usando el cartografiado GAMA / Analysis of the metallicity and star formation rate in Filament and Void galaxies using the GAMA survey | Prof. Maritza A. Lara-López (UCM), Prof. Jesús Gallego (UCM) | Maritza Lara-López | El objetivo de este proyecto es determinar como cambia la metalicidad y la formación estelar (SFR) en galaxias en los ambientes más extremos del universo, filamentos y voids. Para desarrollar este proyecto, el estudiante usara datos del cartografiado Galaxy And Mass Assembly (GAMA), el cual cuenta con espectros de mas de 300 mil galaxias. Se le proporcionarán al alumno catálogos en formato fits de filamentos, voids, masas estelares, morfología, y líneas de emisión ya medidas de cada galaxia. El estudiante combinara los catalogos usando Topcat o Python y discriminará entre galaxias con formación estelar y galaxias con núcleo activo (AGNs) mediante diagramas de diagnóstico (Baldwin, Phillips and Terlevich, BPT). Se generarán relaciones de escala entre varias propiedades de las galaxias (masa, metalicidad y formación estelar), estimadas por el estudiante mediante las fórmulas mas usadas en la literatura. El estudiante creará códigos en el lenguaje de su elección (Python o R), generará relaciones de escala (e.g., M-Z, M-SFR) y determinará cómo cambia la metalicidad y formación estelar para galaxias en filamentos y Voids mediante ajustes a las relaciones de escala. Además, se espera que el estudiante desarrolle una estadísica básica de la demografia de éstas galaxias, por ejemplo, análisis de la morfología en Filamentos vs. Voids. En caso de darse los avances suficientes, el trabajo podría dar lugar a una publicación. |
Molina Calzada, J. A. |
| 53 | Analysis of magnetic fields near supermassive black holes with ALMA / Análisis de campos magnéticos cerca de agujeros negros supermasivos con ALMA | Dr. Shane P. O'Sullivan (UCM) | Shane P. O'Sullivan | Some galaxies produce powerful jets of relativistic plasma that emanate from the centre of the host galaxy. These relativistic jets are powered by supermassive black holes that are accreting material in the presence of strong magnetic fields. The jets emit synchrotron radiation, which is brightest at long wavelengths, so some of the best images of these jets can be provided by radio observations. Recently, we found extreme magnetic fields near the base of the jet known as 3C273, which present some challenges to the standard jet theories. In this project, the student will use new radio polarization data from the Atacama Large Millimeter (ALMA) telescope and develop models of the jet magnetic field near the supermassive black hole of 3C273. The ALMA telescope is located in Chile and is part of the Event Horizon Telescope (EHT). When ALMA observes these jets on its own, the angular resolution is lower but it can measure the jet emission across a broader frequency range (eg. from 30 to 300 GHz). This allows us to model the jet emission in detail and to make predictions for what the EHT should see when it observes this jet. | NO |
| 54 | Fraccionamiento químico: Abundancias isotópicas en nubes oscuras / Chemical fractionation: Isotopic abundances in dark clouds | Dr. Nuria Marcelino (OAN), Dr. Belén Tercero (OAN) | Patricia Sánchez Blázquez | Las estrellas se forman en las nubes moleculares densas y frías del medio interestelar. En su interior se forman condensaciones de gas y polvo, que por colapso gravitacional acabarán formando una proto-estrella. Gracias a las observaciones proporcionadas por los radiotelescopios podemos observar estas regiones oscuras de nuestra galaxia y estudiar las condiciones físicas y químicas de los núcleos pre-estelares. En particular, en la región del espectro de las ondas milimétricas y microondas, se pueden observar transiciones rotacionales de las moléculas que se encuentran en el gas. De este modo podemos obtener las condiciones de densidad y temperatura de la nube, pero también las abundancias moleculares y caracterizar la composición química de la nube en su evolución hacia la formación de una proto-estrella. Muchas moléculas presentan sustituciones isotópicas, formadas por los isótopos menos abundantes de 13C, 15N o 34S. Las razones entre las abundancias de las diferentes sustituciones isotópicas en una molécula deberían reflejar las razones elementales (12C/13C, 14N/15N, o 32S/34S) en el medio interestelar local. Sin embargo, se pueden encontrar anomalías debidas o bien al enriquecimiento del isótopo menos abundante, llamado fraccionamiento, o a una disminución de la abundancia del isótopo principal. El enriquecimiento o disminución de la abundancia de una determinada sustitución isotópica puede deberse, por ejemplo, a reacciones químicas de intercambio de isótopos o también a la fotodisociación selectiva de isótopos. Por tanto, estas anomalías nos informan de las condiciones físicas y químicas de la nube. El objetivo de este proyecto es medir las abundancias de un grupo de moléculas y de sus isotopólogos en dos nubes proto-estelares. Para ello se utilizarán las observaciones realizadas con el radiotelescopio de 40m de diámetro del Observatorio de Yebes (Guadalajara). | NO |
| 55 | Deep learning algorithms for the optimisation of low surface brightness feature detection in ARRAKIHS | Dr. Helena Domínguez Sánchez (CEFCA) | M. Ángeles Gómez Flechoso | ARRAKIHS (Analysis of Resolved Remnants of Accreted galaxies as a Key Instrument for Halo Surveys) was recently approved by ESA as the next F-mission to be launched in space (~2031) and is the first ESA mission lead by Spain. It will observe Milky-Way like galaxies to unprecedented depths (~31 mag/arcsec) with the objective of studying the nature of Dark Matter. The wealth and complexity of low surface brightness features (LSB) structures to be detected, including stellar halos, tidal streams, tails, shells, etc., holds important clues about past interactions and the mass assembly of galaxies. Having the appropriate algorithms for characterising these structures, as well as separating the satellite population from the background galaxies, is crucial for the success of the mission. In this TFM project the student will test different state-of-the-art deep learning segmentation algorithms (e.g., SAM) to optimise the detection of LSB features in the mock ARRAKIHS images by fine-tuning the pre-trained models with labels form the simulations and studying the completeness as a function of image depth. | Torrente Fernández, Á. |
| 56 | Chemical survey of YSOs at 7mm | Dr. Pablo Rivière Marichalar (OAN) | Francisco M. Montenegro Montes | Los objetos estelares son de particular interés para el estudio de la formación estelar y planetaria, y el estudio de la comsposición química del gas a lo largo de las diferentes fases es fundamental para derivar algunas de sus propiedades físicas, conocer su estado evolutivo y estudiar la evolución de la complejidad química con la edad. El o la estudiante interesado en este trabajo de máster deberá analizar datos radio astronómicos obtenidos con el telescopio de Yebes de 40m y el de IRAM de 30 m, y emplear modelos astroquímicos para interpretar los datos. Dichos modelos permitirán el estudio de las propiedades físicas de los objetos estudiados así como el estudio de temas tales como la complejidad química y las abundancias elementales. | NO |
| 57 | Contribution to the Extragalactic Background Light from Supermassive Black Holes | Prof. Alberto Domínguez (UCM), Dr. Pablo Pérez-González (CAB, INTA-CSIC) | Alberto Domínguez | The extragalactic background light (EBL) comprises all the light ever emitted by galaxies in the Universe. It contains fundamental information about galaxy evolution and cosmology, and is the second most intense radiation field after the cosmic microwave background. The EBL characterization using direct detection techniques is difficult because of strong foregrounds, mainly Zodiacal Light, however, there are alternative approaches based on data from deep galaxy surveys that estimate this evolving EBL. In this Master Thesis, we aim to study the still uncertain contribution to the EBL from galaxies with active super massive black holes, this is, active galactic nuclei, using the deepest data in the CANDELS fields from major space telescopes such as Hubble, Chandra, XMM, Spitzer and Herschel. | NO |
| 58 | Investigating Multi-TeV Gamma-ray Origins in Supermassive Black Holes with NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope | Prof. Alberto Domínguez (UCM) | Alberto Domínguez | Blazars, active galactic nuclei with relativistic jets directed at Earth, emit multi-TeV gamma-rays. While the prevailing explanation involves high-energy electrons interacting with synchrotron photons, this model faces challenges. We explore an alternative hypothesis: multi-TeV photons may result from ultra-high cosmic rays interacting with lower-energy photons in intergalactic magnetic fields. Using Fermi Gamma-ray Space Telescope data, we aim to validate this hypothesis. If confirmed, it would revolutionize our understanding of extragalactic gamma-ray astrophysics, providing insight into supermassive black hole physics and the roles of intergalactic magnetic fields. | NO |
| 59 | Searching for Binary Supermassive Black Holes in Galaxies | Prof. Alberto Domínguez (UCM) | Alberto Domínguez | This master's thesis focuses on the detection of binary supermassive black holes (SMBHs) in galaxies, utilizing data from NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope. Leveraging Fermi's high-energy gamma-ray observations, our research aims to identify gamma-ray signatures associated with binary SMBHs, with a primary emphasis on periodic emissions. Typically, galaxies are believed to host only one supermassive black hole, making the discovery of binary SMBHs a crucial and rare phenomenon. These binary systems play a pivotal role in understanding galaxy mergers and represent potential targets for future gravitational wave experiments. Despite their significance, only a handful of these objects have been confirmed. The student will collaborate with a leading international research team in this field. | NO |
| 60 | Quantitative Analysis of Galaxy Morphology with Zero-Shot Image Segmentation / Análisis Cuantitativo de la Morfología de Galaxias con Zero-shot Segmentación de Imágenes | Dr. Pablo Gómez (ESAC), Dr. Sandor Kruk (ESAC) | Maritza Lara-López | Galaxy morphology is a key observable to study and understand the formation and evolution of galaxies. However, traditional methods for measuring galaxy morphology rely on human visual inspection or supervised machine learning models that require large amounts of labelled data. Current and upcoming missions already provide more data than we can reasonably label. Thus, there is a significant need for methods that require little or no labelled data. For this thesis, we propose to investigate the application of zero-shot image segmentation, a technique that can segment any object in an image without prior training, to study galaxy morphology. We want to build on the recent advances in zero-shot image segmentation methods, such as Segment Anything and MobileSAM, and adapt them to astronomical data. These methods have displayed great robustness and versatility on a variety of data. However, specific adaptations to galaxy imagery are likely to greatly increase their applicability to this specific type of data. The methods shall be applied to public datasets of galaxy images, such as SDSS and Galaxy Zoo, and compared in their performance in terms of established metrics such as Intersection-over-Union with fine-tuned and baseline models. A quantitative analysis of the galaxy morphology in comparison to the existing datasets will be undertaken. The expected outcomes of this thesis are an investigation of the feasibility of zero-shot image segmentation for galaxy morphology study and a comparison of the strengths and limitations of different training setups and models. | NO |
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Modelado numérico de atmósferas planetarias en el sistema Trappist-1 / Numerical modeling of planetary atmospheres in the Trappist-1 system |
Dr. Daniel Viúdez Moreiras (CAB, INTA-CSIC), Dr. María Rosa Zapatero Osorio (CAB, CSIC-INTA) | David Montes Gutiérrez | El telescopio James Webb (JWST) ha comenzado a caracterizar, mediante técnicas espectroscópicas, atmósferas de planetas rocosos orbitando estrellas de tipo M, como es el caso del sistema TRAPPIST-1. Este sistema incluye varios planetas rocosos que podrían ser habitables. Nuevos telescopios terrestres ahondarán en esta caracterización en los próximos años. En este contexto, los modelos matemáticos se utilizan como soporte a las observaciones. El trabajo fin de máster tiene como objetivo caracterizar las atmósferas de los planetas del sistema TRAPPIST-1 mediante modelos numéricos, centrándose en los que se encuentran en la región habitable de la estrella. | Turrado Prieto, S. |
| 62 | Machine Learning techniques applied to galaxies classification in overdense environments / Técnicas de aprendizaje automático aplicadas a clasificación de galaxias en entornos de alta densidad | Ana María Pérez García (CAB, INTA-CSIC), Ricardo Pérez Martínez (ISDEFE for ESA) | Maritza Lara-López | The availability of large datasets on galaxies belonging to clusters has opened an extensive field of research in relation to the evolution of galaxies in overdense environments. From morphology, star formation activity, AGNs presence to mass-luminosity relation or stellar and gas/dust masses, the study of galaxy evolution in this context depends on the capacity of analysing those large datasets with advanced techniques. This project aims to apply Machine Learning methodologies to the classification of galaxies in the Hubble Frontiers Fields, adding to the HST images information from other observatories like XMM-Newton, Spitzer, etc. | Valé Arteaga, G. |
| 63 | Reducción del Volumen de datos científicos de LST1/CTA y su verificación y validación mediante datos obtenidos con LST1 de diferentes fuentes astrofísicas | Luis del Peral (UAH), Julio Lozano Bahilo (UAH) | José Luis Contreras |
En este TFM se trabajará en la Reducción del volumen de datos de los telescopios LST1 (Large Size Telescope) del experimento CTA (Cherenkov Telescope Array). El Cherenkov Telescope Array (CTA) es un proyecto científico que propone la construcción de un detector de rayos gamma de muy alta energía de nueva generación en el rango de energía de decenas de GeV a más de 100 TeV. Contará con dos matrices de telescopios Cherenkov, una primera matriz en el hemisferio norte, en el Observatorio del Roque de los Muchachos en la isla de La Palma sobre todo dirigido al estudio de fuentes extragalácticas a la energía más baja alcanzable, y una segunda matriz en el hemisferio sur, con el propósito de cubrir todo el rango de energías y concentrarse en el estudio de fuentes galácticas. Dicha matrices de telescopios constan de tres tipos de telescopios de distintos tamaños, pequeños SST, medianos MST y LST. En el observatorio del Roque de Los Muchachos se ha finalizado la construcción y puesta en operación del primero de los LST el LST1 que actualmente se encuentra en operación. Durante los próximos años se realizará la construcción de los otros tres telescopios LST2-4. Se utilizarán datos del LST1, ya en operación, para la validación del método de reducción del volumen de datos. |
Castrejón Armero, N. |
| 64 | Searching for backsplash galaxies in numercial simulations of galaxy clusters | Alexander Knebe (UAM) | Armando Gil de Paz |
In the outer regions of a galaxy cluster, galaxies either may be falling into the cluster for the first time or have already passed through the cluster centre at some point in their past. It has previously been shown that there exists a prominent population of galaxies that are found outside the virial region of their host at the present day, but whose orbits took them inside the virial radius at earlier times. These galaxies have been named 'backsplash'. It has further been found that such objects are significant in number and should be appreciated when interpreting the various galaxy morphology environmental relationships. However, what has not been investigated yet is whether the fraction of backsplash galaxies varies with the mass of their host halo or not. This is precisely the aim of the MSc thesis: we have at our disposal several suites of simulations of host haloes whose masses cover a range from 10^9Msun to 10^15Msun, i.e. the NIHAO simulations (10^9-10^12 Msun), the HYENA runs (10^13-10^14 Msun), and the The300 galaxy clusters (10^14-10^15 Msun). The student first has to get acquainted with the background science that includes the formation and evolution of galaxies within the large-scale structure of the Universe, as modelled by means of cosmological simulations. He/She then has to learn how to deal with these differing simulation data, writing a suitable pipeline (preferentially in Python) to search for backsplash galaxies. Once identified, we will then not only study their abundance as a function of host halo mass, but also go beyond this, investigating other dynamical differences found across the spectrum of host masses. |
de Mora Losada, V. |
La oferta la hacen l@s astrofísic@s investigadores de los diferentes centros que colaboran con nuestro Máster de distintas instituciones: Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA), Observatorio Astronómico Nacional (OAN), Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), Universidad de Alcalá (UAH), European Space Astronomy Center (ESAC-ESA), Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón (CEFCA), Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y de otros centros de investigación y universidades españolas y extranjeras, así como de la propia UCM.
TOD@ alumn@ debe enviar por correo electrónico al coordinador, con fecha límite el 7 de octubre de 2023 inclusive, una lista priorizada de 5 trabajos indicando los números de los trabajos de la primera columna, junto con vuestro CV y un expediente actualizado con información sobre vuestras notas en el Grado. Se ruega incluir vuestros apellidos en el nombre de los ficheros que adjuntéis a vuestro correo. Por favor, dirigid cualquier duda al coordinador del Máster, incluida cualquier petición de información de contacto sobre algún TFM específico.
Notas:
- Es posible que haya algún cambio en el "Tutor/a UCM" de alguno de los trabajos (no de supervisor/a). Ver más detalles sobre el proceso de selección y el calendario en la página de Trabajos Fin de Máster.
- TFMs propuestos en líneas de investigación prioritarias del instituto IPARCOS son susceptibles de recibir ayudas. Más información aquí: IPARCOS
Trabajos Fin de Máster en realización de cursos precedentes
| Título | Supervisores/as | Tutor | Alumn@ |
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