Departamento de Astronomía Extragaláctica
Grupo de Análisis del Medio Interestelar de Galaxias Aisladas (AMIGA)
El grupo AMIGA (Analysis of the interstellar Medium in Isolated GAlaxies) investiga cómo evolucionan las galaxias y qué procesos determinan sus propiedades a lo largo del tiempo. Para ello, estudia principalmente galaxias aisladas, donde la influencia del entorno es mínima, lo que permite diferenciar mejor los cambios derivados de su propia evolución de aquellos provocados por la interacción con otras galaxias. El grupo coordina además la participación científica y tecnológica de España en el Observatorio Square Kilometre Array (SKAO) y desarrolla una línea pionera en Ciencia Abierta y e-Ciencia para afrontar los retos asociados a la gestión, procesamiento y reproducibilidad de los grandes volúmenes de datos astronómicos.
Imagen compuesta de los futuros telescopios del SKAO. Crédito: SKAO
Contexto
La evolución de las galaxias está determinada por una compleja combinación de procesos internos, como la formación de estrellas o la actividad de sus núcleos galácticos, y procesos externos relacionados con su interacción con el entorno. Distinguir el papel que desempeña cada uno de estos mecanismos constituye uno de los principales desafíos de la astrofísica extragaláctica, ya que ambos suelen producirse de forma simultánea y sus efectos aparecen estrechamente acoplados.
Uno de los interrogantes aún sin resolver es cómo las galaxias consiguen mantener la formación estelar durante miles de millones de años. Las reservas de gas disponibles deberían agotarse mucho antes, por lo que es necesario algún mecanismo capaz de reabastecerlas. Entre las principales hipótesis se encuentran el reciclado interno del gas expulsado por la propia galaxia y la acreción de material procedente de la red cósmica, la estructura filamentosa de gas que conecta galaxias y cúmulos a gran escala.
El grupo AMIGA aborda estas cuestiones mediante el estudio de galaxias aisladas, sistemas en los que la influencia del entorno es mínima y resulta posible analizar su evolución con menor contaminación por interacciones externas. Este enfoque convierte a estas galaxias en un laboratorio único para diferenciar el efecto de los procesos internos de los externos y buscar evidencias de fenómenos fundamentales, como la acreción de gas desde la red cósmica.
Esta actividad científica se complementa con el desarrollo de herramientas para la Ciencia Abierta y la e-Ciencia, así como con una destacada participación en grandes infraestructuras internacionales de radioastronomía, especialmente el Observatorio Square Kilometre Array (SKAO), que permiten afrontar los nuevos retos asociados al estudio del universo en la era de los grandes volúmenes de datos.
Líneas de Investigación
Su actividad científica se enmarca dentro de cuatro grandes líneas de investigación:
Galaxias aisladas y grupos compactos
El grupo AMIGA compara galaxias aisladas, donde la influencia del entorno es mínima, con galaxias situadas en grupos compactos, en los que las interacciones gravitatorias son frecuentes e intensas. Este enfoque permite analizar cómo el entorno condiciona la evolución de las galaxias e identificar qué propiedades responden a su evolución interna y cuáles son consecuencia de las interacciones externas.
Los principales objetivos científicos de esta línea son:
- Caracterizar las propiedades del gas interestelar en galaxias aisladas y en grupos compactos
- Analizar la influencia del entorno sobre la evolución de las galaxias
- Diferenciar los efectos de los procesos internos y de las interacciones externas en la evolución galáctica
El Cuarteto de Robert, uno de los más bellos ejemplos de un grupo compacto de galaxias y un excelente laboratorio para estudiar las interacciones entre galaxias y los efectos en la formación de estrellas. Crédito: ESO
La investigación combina observaciones en distintas longitudes de onda con técnicas de modelado matemático de la cinemática galáctica, que permiten reconstruir las curvas de rotación de las galaxias y obtener información sobre su estructura y dinámica. Aunque el grupo emplea datos obtenidos en todo el espectro electromagnético, está especializado en radioastronomía. En particular, estudia el gas atómico neutro mediante su emisión a una longitud de onda de 21 centímetros, uno de los indicadores más sensibles para detectar los efectos de las interacciones entre galaxias. Para ello utiliza datos de algunos de los principales radiointerferómetros del mundo, entre ellos MeerKAT y el Karl G. Janssky Very Large Array (VLA). Además participa en la preparación científica del Square Kilometre Array (SKA), la futura infraestructura de referencia para el estudio del gas neutro en el universo.
Participación española en SKA
Desde 2011, el grupo desempeña un papel clave en la incorporación de España al proyecto internacional SKA y coordina desde el IAA-CSIC el desarrollo del prototipo del Centro Regional Español (espSRC). Esta actividad combina la investigación científica con el desarrollo de infraestructuras tecnológicas que permitirán procesar, almacenar y distribuir los datos generados por el observatorio a la comunidad internacional.
Los principales objetivos de esta línea son:
- Coordinar la participación científica y tecnológica de España en el proyecto SKA
- Desarrollar un prototipo del Centro Regional Español del SKA (espSRC) en el IAA-CSIC
- Preparar las herramientas e infraestructuras necesarias para la explotación científica de los datos producidos por el observatorio
Imagen nocturna compuesta del SKAO que combina todos los radiointerferómetros en Sudáfrica y Australia. Crédito: SKAO, ICRAR, SARAO
El Square Kilometre Array (SKA) será el mayor radiointerferómetro jamás construido y transformará el estudio del universo gracias a su capacidad para detectar señales extremadamente débiles y generar volúmenes de datos sin precedentes. La participación en esta infraestructura resulta estratégica para garantizar el acceso de la comunidad científica a sus capacidades científicas y tecnológicas.
Ciencia abierta y ciencia electrónica
El desarrollo de grandes infraestructuras científicas como el SKA plantea nuevos desafíos para gestionar, procesar y compartir de forma eficiente enormes volúmenes de datos. Para afrontarlos, AMIGA desarrolla una línea de investigación centrada en la Ciencia Abierta y la ciencia electrónica (e-Ciencia), orientada a impulsar una investigación más reproducible, accesible y colaborativa.
Los principales objetivos científicos y tecnológicos de esta línea son:
- Desarrollar herramientas que favorezcan la reproducibilidad de la investigación
- Diseñar metodologías para la gestión de grandes volúmenes de datos de acuerdo con los principios FAIR
- Investigar nuevas soluciones para el procesamiento distribuido de datos y la federación de infraestructuras de computación
Esta línea combina investigación aplicada y desarrollo tecnológico para diseñar nuevas metodologías e infraestructuras destinadas al tratamiento de datos científicos complejos. Sus desarrollos se aplican tanto al Centro Regional Español del SKA como a otros proyectos internacionales e incluyen soluciones de computación distribuida, interoperabilidad entre infraestructuras y optimización del software científico, favoreciendo la reutilización de herramientas y datos y una investigación más reproducible y eficiente.
Inteligencia artificial para infraestructuras científicas
La creciente complejidad de las infraestructuras científicas plantea nuevos retos para la gestión automática de recursos, el procesamiento de grandes volúmenes de datos y la reducción del impacto ambiental de la computación científica. En este contexto, el grupo desarrolla una línea de investigación centrada en el diseño de sistemas basados en inteligencia artificial para afrontar estos desafíos.
Los principales objetivos científicos y tecnológicos de esta línea son:
- Desarrollar sistemas inteligentes para la gestión automática de infraestructuras científicas distribuidas
- Investigar estrategias de computación sostenible (Green Computing) que, mediante técnicas de inteligencia artificial, permitan optimizar el uso de recursos computacionales y reducir el impacto ambiental de las infraestructuras científicas
- Desarrollar nuevas aplicaciones de inteligencia artificial para la gestión y explotación de grandes volúmenes de datos científicos
Módulo del prototipo español de SKA Regional Centre (espSRC) en el IAA-CSIC. Créditos: IAA-CSIC
Esta línea se articula en torno a diversos desarrollos relacionados con el Observatorio SKA y otras grandes infraestructuras científicas. Entre ellos destacan el diseño de un modelo semántico y matemático de la Red de Centros Regionales del SKA (SRCNet), que servirá de base para un sistema inteligente capaz de gestionar automáticamente recursos de almacenamiento, computación y aplicaciones (broker), y el desarrollo de modelos predictivos para optimizar el funcionamiento y el consumo energético. El grupo también investiga nuevos modelos de acceso inteligente a los datos científicos, como sistemas de visualización 3D remota para grandes archivos astronómicos.
El grupo
Integrantes
- Lourdes Verdes-Montenegro (Profesora de Investigación, IP)
- Julián Garrido (Investigador Permanente)
- Susana Sánchez (Investigadora Permanente)
- Javier Moldón (Investigador Científico)
- Yrene Jiménez (Gestión)
- Manuel Parra (Doctor Contratado)
- M. Ángeles Mendoza (Doctora Contratada)
- Marcos Villaverde (Comunicación)
- Julio Gallardo (Ingeniero)
- Laura Darriba (Doctora Contratada)
- Roger Ianjamasimanana (Doctor Contratado)
- Amidou Sorgho (Doctor Contratado)
- Brenda Namumba (Doctora Contratada)
- Theresa Wiegert (Doctora Contratada)
- Marie Korsaga (Doctora Vinculada)
- Ixaka Labadie (PreDoc)
- Edgar Ribeiro Simão Chivia João (PreDoc)
Historia
El grupo AMIGA nació en 2003 con la concesión del primer proyecto de investigación liderado por Lourdes Verdes-Montenegro. Inicialmente, el proyecto recibió el nombre de EMIGA (Estudio del Medio Interestelar en Galaxias Aisladas). Un año después, pasó a denominarse AMIGA (Análisis del Medio Interestelar en Galaxias Aisladas), una denominación que se ha mantenido desde entonces y que ha acompañado la consolidación del grupo a lo largo de sucesivos proyectos de investigación.
A partir de entonces, el equipo fue creciendo y sus distintas líneas de trabajo se fueron expandiendo progresivamente. Entre ellas destacó una línea pionera impulsada a través del proyecto e-Ca de e-Ciencia Andaluza, una iniciativa destinada a favorecer el uso compartido de recursos computacionales, datos y conocimiento entre grupos de investigación. Esta actividad sentó las bases de la actual línea de Ciencia Abierta y propició la incorporación de perfiles especializados en informática e ingeniería.
En 2009, la participación de Lourdes Verdes-Montenegro en un congreso internacional marcó el inicio de una nueva etapa para el grupo. A partir de ese momento comenzó a impulsar la participación española en el Square Kilometre Array (SKA), un trabajo que cristalizó entre 2010 y 2011 con las primeras iniciativas de coordinación nacional. Desde entonces, AMIGA ha desempeñado un papel protagonista en el desarrollo científico y tecnológico del SKA en España, liderando, entre otras iniciativas, el prototipo del Centro Regional Español del SKA (espSRC) en el IAA-CSIC.
En la actualidad, AMIGA está formado por un equipo multidisciplinar de investigación, ingeniería, informática y dirección, y entiende la diversidad, la igualdad y la sostenibilidad como principios que orientan su actividad científica. Estos valores se materializan tanto en la composición y las colaboraciones del grupo como en el desarrollo de herramientas e infraestructuras que integran criterios de eficiencia energética y reducción del impacto ambiental.
Información destacada
El grupo está formado por miembros de siete países: Angola, Burkina Faso, España, Madagascar, Países Bajos, Suecia y Zambia. Entre ellos se encuentran dos de los cuatro únicos doctores en astrofísica de Burkina Faso, el primer radioastrónomo de Madagascar, el primer investigador de Angola en el área de Big Data, y la única persona con doctorado en física de Zambia.
En 2021, el equipo español liderado por el grupo AMIGA obtuvo el único Premio de Oro a la Reproducibilidad en el segundo SKA Data Challenge (SDC2), un reconocimiento internacional a la calidad y reproducibilidad de sus resultados científicos. Posteriormente, en diciembre de 2023, recibió la Insignia de Reproducibilidad en el SKA Data Challenge 3a (SDC3a), una iniciativa liderada por el Instituto de Física de Cantabria (IFCA), consolidando el liderazgo internacional del grupo en la aplicación de los principios FAIR y las prácticas de ciencia reproducible.
Lourdes Verdes-Montenegro recibió el Premio Ada Byron a la Mujer Tecnóloga, organizado por la Universidad de Deusto, por su trayectoria científica, tecnológica y de gestión (2022). En 2024 fue distinguida con la Medalla Margarita Salas del CSIC, en reconocimiento a su trayectoria en la supervisión de personal investigador. Y en 2026 fue galardonada con el Premio Women in Radio Science (WIRS) Ambassador, que reconoce la excelencia de su trayectoria científica y tecnológica, su liderazgo y su compromiso con la equidad, la diversidad y la inclusión.
Julián Garrido es gestor de proyectos de la participación tecnológica española en el SKAO y desempeña el cargo de coordinador adjunto de Tecnología y Estrategias Globales de dicha participación. Además, forma parte del grupo de trabajo español de Ciencia Abierta de SOMMa, del grupo de trabajo de Ciencia Abierta de Science Europe, de la Red Española de e-Ciencia Abierta y de la Red Española del SKA.
Brenda Namumba, investigadora postdoctoral del grupo, recibió en 2022 el premio L’Oréal–UNESCO For Women in Science y en 2023 el premio AfNWA-ISP Prof. Carolina Odman-Govender Early-Career.
Grandes consorcios internacionales y misiones
SKAO
AMIGA participa activamente en el mayor reto de la radioastronomía actual: la construcción del Square Kilometre Array (SKA). Desde 2011 coordina la participación de la comunidad científica y tecnológica española en este proyecto internacional.
Su actividad se articula en tres ámbitos principales: la participación en el consorcio responsable del procesador de datos científicos del SKA (Science Data Processor, SDP); la participación en el SKA Regional Centre Coordination Group (SRCCG), encargado de coordinar el desarrollo de la futura red internacional de Centros Regionales del SKA; y el desarrollo, desde 2018, del prototipo del Centro Regional Español del SKA (espSRC) en el IAA-CSIC.
El espSRC constituye una de las 17 iniciativas nacionales que contribuyen al desarrollo de la SKA Regional Centre Network (SRCNet), la infraestructura distribuida que proporcionará a la comunidad científica las capacidades de almacenamiento, procesamiento y acceso necesarias para explotar los enormes volúmenes de datos generados por el observatorio.
El Observatorio Square Kilometre Array (SKAO) es una organización intergubernamental responsable de construir y operar el radiotelescopio más grande y sensible del mundo. Esta infraestructura transformará el estudio del universo gracias a su capacidad para detectar señales extremadamente débiles y generar volúmenes de datos sin precedentes, abriendo nuevas oportunidades para investigar la evolución de las galaxias y otros grandes desafíos de la astrofísica.
MeerKAT
El grupo AMIGA participa en varios de los principales programas científicos desarrollados con MeerKAT, entre ellos MHONGOOSE (MeerKAT HI Observations of Nearby Galactic Objects: Observing Southern Emitters) y LADUMA (Looking At the Distant Universe with the MeerKAT Array). En MHONGOOSE, el grupo estudia galaxias cercanas mediante observaciones de gran profundidad para investigar la acreción de gas procedente de la red cósmica, mientras que LADUMA permite extender estos estudios a galaxias situadas a mayores distancias y analizar la evolución del gas atómico a lo largo de la historia del universo.
MeerKAT es un radiotelescopio formado por 64 antenas situado en Sudáfrica y considerado uno de los precursores del Observatorio Square Kilometre Array (SKAO). Su elevada sensibilidad lo convierte en una herramienta fundamental para el estudio del gas atómico neutro y de la evolución de las galaxias.
ASKAP
El grupo participa en WALLABY (Widefield ASKAP L-band Legacy All-sky Blind surveY), uno de los principales proyectos científicos del radiotelescopio ASKAP. Esta colaboración permite estudiar la distribución del gas atómico en miles de galaxias y analizar cómo el entorno influye en su evolución.
El Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) es un radiotelescopio compuesto por 36 antenas situado en Australia y desarrollado como precursor tecnológico del SKAO. Gracias a su amplio campo de visión, es especialmente adecuado para realizar grandes cartografiados del cielo.
Sinergias con otros grupos del IAA
El grupo AMIGA mantiene una estrecha colaboración con el grupo 3D-GAL en proyectos relacionados con la evolución de las galaxias.
Asimismo, colabora con el grupo de Sistemas Estelares en investigaciones que se desarrollarán con el futuro Observatorio Square Kilometre Array (SKAO), aprovechando las capacidades de esta infraestructura para abordar nuevos problemas en astrofísica.
Además, trabaja junto al grupo GEARS en investigaciones sobre el hidrógeno atómico en grupos compactos de galaxias y colabora tanto con GEARS como con el grupo de Variabilidad Estelar (GVE) en iniciativas relacionadas con la reproducibilidad de la investigación y la Ciencia Abierta. Con este último, mantiene además una estrecha colaboración en el ámbito del proyecto SKA, impulsada por el interés compartido en los estudios de actividad estelar y habitabilidad.
Colaboraciones externas
Sus principales colaboradores externos son:
- Canadian Astronomy Data Centre (CADC) – National Research Council Canada (Canadá)
- The University of Manchester (Reino Unido)
- Chalmers University of Technology (Suecia)
- Istituto Nazionale di Astrofisica-INAF (Italia)
Trabajos destacados
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