Grupo de Astronomía Galáctica y Extragaláctica con la Máxima Resolución Angular y Sensibilidad (GEARS)

Los principales objetivos científicos de esta línea son:

• La medición directa de un campo magnético en exoplanetas de tipo Júpiter
• Investigar si las interacciones magnéticas entre estrellas —especialmente enanas rojas de tipo M— y sus exoplanetas siguen mecanismos análogos a los observados en el sistema Júpiter-Ío.
• Estudiar el impacto de la actividad estelar sobre la habitabilidad y la climatología espacial de los planetas que orbitan este tipo de estrellas

Esquema de la interacción magnetosférica en el sistema estelar-planetario Próxima – Próxima b. La velocidad del viento estelar y las líneas de corriente del campo magnético interplanetario (IMF) se representan en verde y rojo, respectivamente. La distribución de la densidad se muestra mediante una escala de colores, normalizada con respecto al valor de la densidad del viento estelar.

La actividad de esta línea es principalmente observacional y se basa en el análisis de datos obtenidos con algunos de los principales radiointerferómetros y redes de radiotelescopios del mundo en estas longitudes de onda. Entre los principales destacan el Low Frequency Array (LOFAR), el Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT), el Karl G. Jansky Very Large Array (VLA), el Very Long Baseline Array (VLBA), MeerKAT, la European VLBI Network (EVN) y el Australia Telescope Compact Array (ATCA). Además, la participación del grupo en el consorcio CARMENES le proporciona acceso privilegiado a los datos obtenidos con el espectrógrafo CARMENES, instalado en el Observatorio de Calar Alto (Almería), uno de los instrumentos más avanzados para la detección y caracterización de exoplanetas.

No obstante, en los últimos años también se han incorporado herramientas de modelización y simulación numérica para complementar la interpretación de los datos observacionales. En este contexto, se ha desarrollado un código de libre acceso destinado a predecir la emisión radio producida por las interacciones estrella-planeta. Asimismo, se han realizado simulaciones hidrodinámicas tridimensionales orientadas al estudio de la habitabilidad de los planetas que orbitan la estrella Próxima Centauri.

Esta línea de investigación se articula en torno a los siguientes objetivos científicos:

• Comprender la relación entre la formación estelar, los campos magnéticos y el medio interestelar, así como los procesos de retroalimentación que conectan estos fenómenos y condicionan la evolución de las galaxias
• Investigar cómo evolucionan la formación estelar y la actividad de los núcleos galácticos activos (AGN) a lo largo de la historia cósmica, utilizando el universo local como laboratorio para comprender los procesos físicos que tuvieron lugar durante las primeras etapas de formación y evolución de las galaxias

La investigación desarrollada en esta línea se apoya fundamentalmente en datos observacionales obtenidos con algunos de los principales radiointerferómetros y redes de radiotelescopios del mundo que operan en estas longitudes de onda. Entre ellos se encuentran el Low Frequency Array (LOFAR), el Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT), el Karl G. Jansky Very Large Array (VLA), MeerKAT, la European VLBI Network (EVN), el Australia Telescope Compact Array (ATCA), el Very Long Baseline Array (VLBA) y la red enhanced Multi-Element Remotely Linked Interferometer Network (e-MERLIN). Estas observaciones permiten abordar el estudio de la formación estelar, el medio interestelar y la actividad de los núcleos galácticos activos en distintas etapas de la evolución de las galaxias.

Esta línea de investigación se articula en torno a los siguientes objetivos científicos:

• Obtener imágenes de los agujeros negros Sagitario A* y M87* y estudiar su evolución temporal para comprender la dinámica del plasma y los procesos físicos que tienen lugar en sus inmediaciones
• Caracterizar la estructura polarizada de las regiones nucleares de los núcleos activos de galaxias en las proximidades del agujero negro central, con el fin de comprender los procesos de formación, colimación y aceleración de los chorros relativistas (jets)

M87* y Sgr A*, uno junto al otro, vistos con luz polarizada. Crédito: EHT Collaboration

El trabajo desarrollado en esta línea se basa en observaciones realizadas con algunas de las infraestructuras más avanzadas del mundo para el estudio de agujeros negros supermasivos, entre ellas el Event Horizon Telescope (EHT), el Global Millimeter VLBI Array (GMVA) y el Very Long Baseline Array (VLBA). Mediante técnicas de interferometría de muy larga base (VLBI), estos instrumentos permiten alcanzar resoluciones angulares sin precedentes, haciendo posible explorar las regiones más próximas al horizonte de sucesos de los agujeros negros y estudiar la física que gobierna los núcleos activos de galaxias.

Aunque las tres líneas anteriores constituyen los principales ejes de investigación del grupo, existe una cuarta línea centrada en el estudio de fenómenos transitorios. En ella se abordan los siguientes objetivos científicos:

• Estudiar las regiones centrales de las galaxias mediante fenómenos transitorios, como los eventos de disrupción de marea (TDEs), para caracterizar la actividad de las regiones nucleares de los núcleos activos de de galaxias
• Determinar la tasa de explosión de supernovas derivadas del colapso del núcleo estelar (core-collapse supernovae) en galaxias con elevada actividad de formación estelar, utilizándose como trazadores directos de la tasa de formación estelar en regiones fuertemente oscurecidas
• Estudiar las supernovas de tipo Ia y, en particular, su interacción con el medio circunestelar, con el fin de comprender mejor los mecanismos que originan estas explosiones y las propiedades de sus sistemas progenitores

La investigación desarrollada en esta línea se basa en observaciones radioastronómicas de alta resolución, una herramienta fundamental para el estudio de fenómenos transitorios en entornos que a menudo permanecen ocultos en otras longitudes de onda. Para ello, el grupo utiliza algunas de las principales infraestructuras radioastronómicas internacionales, entre ellas la red enhanced Multi-Element Remotely Linked Interferometer Network (e-MERLIN), la red European VLBI Network (EVN), el Very Long Baseline Array (VLBA) y el Karl G. Jansky Very Large Array (VLA).