Física (plan 2002) 2025-1

Optativas, Temas Selectos de Astrofísica II

TEMAS SELECTOS DE ASTROFÍSICA I. MORFOLOGÍA DE GALAXIAS

Profesor: Dr. Martín Herrera Endoqui (Instituto de Astronomía, UNAM)

Horario por definir. Reunión informativa miércoles 7 de agosto de 2024 a las 2 pm, oficina 230 del Instituto de Astronomía

Modalidad: Curso Horas por clase: 1.5

Carácter: Optativo Horas por semana: 3

Requisitos: Ninguno Horas por semestre: 48

Objetivos

Estudiar la morfología de galaxias y los procesos físicos involucrados en ella, así como el origen y evolución de las estructuras estelares presentes en los discos de galaxias cercanas, tales como barras, anillos, lentes, anillos-lentes, brazos espirales y los llamados seudo-bulbos “boxy/peanut/X-bulges”. El curso pretende dar una visión general de la morfología de galaxias, desde la visión clásica de Hubble (1932) hasta la clasificación morfológica más detallada al momento (Buta et al. 2015), así como otros aspectos que afectan dicha morfología, por ejemplo el ambiente (relación morfología-densidad).

En el curso, mediante ejercicios el estudiantado desarrollará varias habilidades como:

1. Uso de métodos de Machine Learning, como redes neuronales, para realizar un ejemplo sencillo de clasificación morfológica de galaxias.

2. Manejo de bases de datos astronómicas como el Common Data Service (CDS) y de bibliografía astronómica como el Astrophysics Data System (ADS).

3. Manejo de software astronómico de visualización de imágenes (ds9).

4. Uso de lenguaje de programación para visualización de análisis de datos (TOPCAT y Python incluyendo el manejo de sus librerías astronómicas).

Metodología

Profesor expondrá la temática frente al estudiantado además de trabajo en computadora con diferentes softwares para el desarrollo de ejercicios de análisis.

Evaluación

Evaluación continua mediante participación en clase, cuatro tareas (40% de la calificación) y dos exámenes parciales (60% de la calificación).

Temario

1. Tipos de galaxias y sus características

1.1. Propiedades y características de galaxias elípticas

1.1.1. Contenido estelar, perfil de brillo, relaciones de escala

1.2. Propiedades y características de galaxias de disco

1.2.1. Contenido estelar, perfil de brillo, relaciones de escala

1.2.2. Galaxias espirales

1.2.3. Galaxias lenticulares

1.2.4. Galaxias irregulares

Actividad + Tarea 1 : clasificación de galaxias en espirales y elípticas usando una red neuronal sencilla.

2. Sistemas de clasificación morfológica de galaxias

2.1. Morfología clásica de hubble “Hubble tuning fork”

2.2. Clasificación de de Vaucouleurs

2.3. Secuencia paralela de van der Bergh

2.4. Clasificación cinemática (slow and fast rotators)

2.5 Clasificación morfológica detallada

2.6.¿Cómo es relevante la morfología para la evolución de galaxias?

Actividad + Tarea 2: Usar el software de visualización de datos astronómicos DS9 para observar ejemplos de estructuras en galaxias seleccionadas.

→ Examen 1

3. Evolución secular en galaxias de disco

3.1. Procesos de evolución galáctica

3.1.1. procesos rápidos vs. procesos lentos

3.1.2. procesos externos vs. procesos internos

3.2. Evolución de sistemas autogravitantes

3.3. Dinámica de la evolución secular

4. Estructuras estelares en galaxias de disco

4.1. Barras

4.2. Brazos espirales

4.3. Anillos

4.4. Lentes

4.5. Bulbos vs. seudo-bulbos

Actividad + Tarea 3: Usar bases de datos con propiedades físicas de estructuras morfológicas para analizar tendencias.

5. Otros aspectos que afectan la morfología de galaxias

5.1. Efectos ambientales

5.1.1. Efectos de “starvation” y “harrasment”

5.1.2. “Gas stripping” y galaxias “medusa” o “jellyfish”

5.2. Relación morfología-densidad

5.3. Colisiones entre galaxias

Actividad + Tarea 4: Usar programa para crear galaxias (como Nemo o GLnemo2) y hacerlas colisionar para estudiar y reportar los resultados.

→ Examen 2

Bibliografía básica

Kartunen, H., Kröger, P., Oja, H., 2017, Fundamental Astronomy, Springer-Verlag

Schneider, P., 2015, Extragalactic Astronomy and Cosmology: An Introduction, Springer-Verlag

Buta, R. J., 2013, Galaxy morphology, in XXIII Canary Islands winter school of astrophysics ed. J. Falcon-Barroso & J. H. Knapen).

Kormendy, J., 2013, Secular Evolution in Disk Galaxies, in XXIII Canary Islands winter school of astrophysics ed. J. Falcon-Barroso & J. H. Knapen).

Buta, R. J., et. al., Astrophysical Journal Supplement, 217, 32B (2015).

Herrera-Endoqui, M. et al., Astronomy and Astrophysics, 582, A86 (2015).

Bibliografía complementaria

Athanassoula, L., 2013, Bars and secular evolution in disk galaxies: Theoretical input, in XXIII Canary Islands winter school of astrophysics ed. J. Falcon-Barroso & J. H. Knapen).

Binney, J., 2013, Dynamics of Secular Evolution, in XXIII Canary Islands winter school of astrophysics ed. J. Falcon-Barroso & J. H. Knapen).

Herrera-Endoqui, M. et al., Astronomy ans Astrophysics, 599, A43 (2017).