Oferta TFMs Curso 2018-2019
Oferta de Trabajos Fin de Master (curso 18-19)
La oferta la hacen los astrofísicos investigadores de los diferentes centros de la Comunidad de Madrid y otros que también colaboran con nuestro Máster.
TODO alumno debe enviar sus preferencias (lista priorizada de 5 trabajos indicando los números de los trabajos de la primera columna) junto con vuestro CV al coordinador antes del 8 de noviembre de 2018 (aunque los trabajos pre-asignados, indicados como tal con un asterisco en la última columna de la tabla, pueden se incluidos en la lista por cualquier alumno, ya que la decisión última la hacen los supervisores científicos, lo esperable es que el tutor escoga al alumno específico con el que ha disctutido ya el trabajo). Por favor, dirigid cualquier duda al coordinador del Máster (Nota: es posible que haya algún cambio en el "Tutor UCM" de alguno de los trabajos). Ver más detalles sobre el proceso de selección y el calendario en la página de Trabajos Fin de Máster.
| Título | Supervisor científico (y tutor UCM) | Resumen | Pre-asignado |
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(1) Análisis de la población de galaxias emisores Hbeta de la exploración OTELO con el telescopio GTC |
R. Pérez Martínez (ESAC)
A. M. Pérez-García (CAB/ESAC)
J. Gallego (UCM)
Tutor UCM: J. Gallego
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El objetivo principal de este TFM es analizar la naturaleza y propiedades de la muestra de un centenar de galaxias con emisión en la línea Hbeta identificada por la exploración OTELO.
Se trata de galaxias seleccionadas por su exceso de emisión en la línea Hbeta-4861A en una serie de imágenes profundas tomadas con el filtro sintonizable del instrumento OSIRIS en el Gran Telescopio Canarias. Las galaxias se encuentran a desplazamiento al rojo z=0.89 y constituyen una muestra representativa del Universo en esa época.
El trabajo del estudiant@ comenzará en el catálogo de galaxias OTELO, recopilando toda la información disponible y acudiendo luego a la literatura y exploraciones cosmológicas anteriores para llevar a cabo un estudio individual de cada objeto. El trabajo hará uso de las imágenes originales, tablas de datos y en los casos más interesantes incluirá un estudio mas detallado. El objetivo final es caracterizar cada objeto, identificar si tiene alguna componente AGN, cuantificar su propiedades físicas, formación estelar, población estelar subyacente y otros parámetros. El global de la muestra se utilizará para conocer mejor la población de galaxias con formación estelar en la época del universo en torno a z=0.9.
Los supervisores científicos prefieren que el trabajo se presente en la convocatoria de junio y que toda la actividad se desarrolle enfocada a la publicación de un artículo científico.
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| (2) Ajuste de poblaciones estelares en galaxias usando espectrofotometría multifiltro y métodos MCMC |
J. Gorgas (UCM) y P. Sánchez Blázquez (UCM) Tutor UCM: J. Gorgas |
El objetivo del trabajo será colaborar en el desarrollo de un nuevo método para la determinación de los parámetros de poblaciones estelares en galaxias (es decir, edad, metalicidad, historias de la formación estelar, sobreabundancias de elementos, etc) comparando espectros observados con las predicciones de modelos de síntesis de poblaciones. También se aplicará el nuevo método para determinar las propiedades de las poblaciones estelares a partir de observaciones espectrofotométricas como las obtenidas en la exploración J-PLUS y J-PAS o en el estudio de galaxias a alto desplazamiento al rojo del proyecto SHARDS. Los métodos actualmente usados se suelen basar en la minimización de residuos por un método de chi-cuadrado. El nuevo método usará un enfoque completamente bayesiano para estimar los parámetros usando un procedimiento basado en MCMC (Markov Chain Monte Carlo). El trabajo consistirá en programar diferentes algoritmos usando MCMC y programas como JAGS o Stan. Para poder realizar el trabajo es deseable experiencia previa en programación e, idealmente, conocimientos previos de R o Python (aunque estos conocimientos se pueden adquirir a la vez que se realiza el trabajo). |
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(3) Study of halo-galaxy mass distribution function under Warm Dark Matter Cosmology |
S. Roca-Fàbrega (UCM) Tutor UCM: A. Gil de Paz |
In this project we will study the halo-galaxy mass distribution that arises from cosmological simulations under a Warm Dark Matter cosmology. We will focus on the study of less massive systems produced by WDM models. Results will be compared with the equivalent traditional Cold Dark Matter models. To undertake this study we will use the RAMSES code (Teyssier et al. 2002) and the UCM supercomputer (Eolo). | * |
| (4) Brillo de cielo nocturno sobre el observatorio del Roque de los Muchachos a partir de observaciones de GTC archivadas en SVO |
J. Zamorano (UCM), S. Pascual (UCM), E. Solano (CAB/INTA-CSIC) Tutor UCM: J. Zamorano |
Las observaciones de GTC archivadas en el observatorio virtual español (SVO) contienen información sobre el brillo de cielo en un cierto instante, banda fotométrica y posición sobre la esfera celeste. Los valores medidos para un conjunto amplio de observaciones proporcionarán un mapa de brillo de cielo en diferentes bandas fotométricas que será representativo del cielo medio sobre el observatorio. Mediante la utilización de herramientas de Observatorio Virtual y la creación de programas en python se pretende extraer la información necesaria para posteriormente analizar estadísticamente los resultados. | |
| (5) Calibradores de línea en banda Q |
J. R. Rizzo Caminos Tutor UCM: J. Zamorano |
Recientemente, el programa de Radioastronomía "Host Country" (HCRA) ha puesto en funcionamiento una nueva antena de 34m de diámetro, un receptor de 7 mm (banda Q), y un backend de banda muy ancha (hasta 6 GHz). En esta etapa de desarrollo, es de interés mejorar la caracterización de la banda y construir una serie de recursos para los observadores futuros. El principal producto que se planea es la elaboración de un catálogo de calibradores de líneas espectrales, de diferente naturaleza y a todas las frecuencias de trabajo. La construcción de este catálogo implicará: (1) el conocimiento del hardware y software a utilizar; (2) la búsqueda de las fuentes apropiadas y las líneas rotacionales más adecuadas e intensas; (3) diseño y ejecución de las observaciones de dichas líneas; (4) reducción y calibración de datos; (5) caracterización de líneas y elaboración del catálogo; (6) análisis de los nuevos datos y potenciales líneas de evolución. Requisitos: Disponibilidad a trasladarse a "Madrid Deep Space Communication Complex-NASA", en Robledo de Chavela, durante algunas noches y fines de semana. (No es necesario tener coche propio). Buen nivel de Inglés de lectura/escritura. Conocimientos de radioastronomía (Deseable pero no excluyente). Competencias profesionales: responsabilidad, iniciativa, trabajo en equipo. Manejo de linux, nivel de usuario avanzado. | |
| (6) Distancias a cúmulos Galácticos con estrellas masivas |
J. Maiz-Apellaniz (CAB/INTA-CSIC) Tutor UCM: E. de Castro |
En este TFM se usarán las paralajes de Gaia DR2 para calcular distancias a cúmulos con estrellas masivas usando como criterios de selección movimientos propios, diagramas color-magnitud e información externa adicional como tipos espectrales. Los resultados se compararán con los obtenidos a partir de paralajes espectroscópicas. Se usarán software propio como CHORIZOS y bases de datos propias como GOSC. Se valorará el conocimiento previo de IDL y/o Python. | |
| (7) La multiplicidad visual de las estrellas masivas Galácticas |
J. Maiz-Apellaniz (CAB/INTA-CSIC) Tutor UCM: E. de Castro |
En este TFM se combinarán los datos de Gaia DR2, el Washington Double Star Catalog e imágenes afortunadas propias obtenidas con AstraLux Norte y AstraLux Sur para medir la multiplicidad visual de las estrellas masivas. El trabajo combina la exploración de bases de datos con la extracción de datos fotométricos usando un paquete de ajuste de PSF. En caso de que se conceda el tiempo de observación solicitado, el estudiante podría participar en una campaña de observación en Calar Alto. Se valorará el conocimiento previo de IDL y/o Python. | |
| (8) CHRONOS-Sp: espectroscopía de alta resolución para datación de edades estelares |
David Barrado (CAB/INTA-CSIC) Tutor UCM: D. Montes |
La edad de una estrella es uno de los parámetros astrofísicos más importantes. Sin embargo, su estimación está sujeta a numerosas fuentes de incertidumbre. En el Centro de Astrobiología estamos desarrollando el proyecto CHRONOS, cuyo objetivo final es el desarrollo de una única escala de edades que cubra todos los rangos de masa y edad. Para ellos, nos apoyamos en datos masivos provenientes de los numerosos cartografiados espectroscopios y fotométricos (Kepler, TESS, Gaia, ESO-Gaia, etc) y en técnicas diversas (agotamiento del litio, asterosismología, ajustes de isocronas, etc). El proyecto de TFM propuesto consiste en dos partes: la extracción de datos espectroscópicos de alta resolución provenientes de distintos observatorios, públicos y correspondientes a miembros de varios cúmulos estelares de distintas edades, y la determinación de las características de los mismos mediante diferentes técnicas (medida de anchuras equivalentes, síntesis espectral, etc) con software ya desarrollado para este fin. Experiencia en el uso de IRAF o programas similares, junto con python, será valorada positivamente. |
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| (9) Estudio de AGBs del bulbo galáctico con técnicas del Observatorio Virtual |
Francisco Jiménez Esteban (CAB/NTA-CSIC) Tutor UCM: A. Gil de Paz |
En Jiménez-Esteban & Engels 2015 (A&A, 579, 76J) estudiamos una pequeña muestra de 37 estrellas AGBs del Bulbo Galáctico. En este trabajo llegamos a resultados no esperados según los modelos clásicos de evolución estelar. En este proyecto vamos a extender el estudio a una muestra de unas 300 AGBs, aprovechando para ello todo el potencial del Observatorio Virtual (VO). Utilizando Topcat seleccionaremos una muestra de estrellas AGBs del Bulbo Galáctico a partir de unos catálogos de objetos con emisión en el máser de OH. Luego usaremos VOSA, una herramienta VO pensada para el análisis de distribuciones espectrales de energía (SEDs), para: i) construir las SEDs de los objetos a partir de datos fotométricos de una gran variedad de catálogos accesibles a través del VO; ii) ajustar esas SEDs observacionales a modelos teóricos de emisión estelar, también accesibles a través del VO; iii) obtener sus parámetros físicos como temperatura, perdida de masa, luminosidad) asumiendo una distancia común a todos ellos igual a la distancia al Bulbo Galáctico), etc. Por último, analizaremos los resultados en el contexto de las últimas teorías de evolución estelar. | |
| (10) Análisis de Poblaciones estelares en galaxias a redshift intermedio (0.4 < z < 0.5) a partir de datos de GTC-Osiris |
M. Mollá (CIEMAT), L. Galbany (University of Pittsburgh) Tutor UCM: A. Gil de Paz |
Tenemos espectros de seis galaxias observadas con el Gran telescopio de Canarias. El objetivo del trabajo es usarlos como inputs para el programa FADO que da como resultados las mejores combinaciones de poblaciones estelares capaces de reproducir los datos y obtener la historia de formación estelar y la evolución de la metalicidad de cada galaxia. El proyecto implica aprendizaje de manejo y reducción de datos, uso de la herramienta FADO, aprender que es la síntesis evolutiva y los ingredientes de las distribuciones espectrales de energía, así como la información en términos evolutivos que puede extraerse de este tipo de datos. También se intentar hacer una comparativa con los resultados derivados del codigo STARLIGHT. | * |
| (11) Relación de colores de las galaxias con su tasa de formación estelar |
I. Sevilla Noarbe (CIEMAT), M. Mollá (CIEMAT) Tutor UCM: A. Castillo |
Las galaxias suelen caer en una secuencia continua con una cierta dispersión en los diagramas color-color. Según los modelos PoPStar los objetos que tienen formación estelar (SFR) más intensa, tendrán una contaminación en los colores en banda ancha debido a líneas de emisión. La contribución de éstas, debidas a las poblaciones estelares más jóvenes, hacen que los colores se muevan de manera transversal a la banda de la secuencia principal de galaxias en esos diagramas color-color, siendo la distancia a esa banda una medida de la intensidad de la formación estelar y/o de la edad de ese último brote reciente de formación de estrellas. Dado que la formación estelar ha sido mayor en el pasado, este efecto debera ser más claro a alto redshift. El objetivo del trabajo es hacer un análisis de los datos del Dark Energy Survey (DES) en 4 bandas para galaxias, hacer grupos de galaxias con menor y mayor SFR y comprobar si los "outliers" aparecen en mayor medida a mayores redshifts. El trabajo implica aprender a manejar un catálogo masivo de más de 200 millones de galaxias de DES, seleccionar los objetos relevantes y usar herramientas estadísticas para determinar si hay alguna correlación que nos permita comprobar si el resultado predicho es observable. Asimismo, se podran utilizar datos del survey espectrofotomtrico PAU para comprobar la presencia de las líneas para estos outliers en las áreas comunes con DES. | |
| (12) Characterization of Silicon Photo-Multipliers for gamma-ray telescopes cameras |
J. A. Barrio (UCM) Tutor UCM: J. A. Barrio |
Silicon Photomultipliers (SiPMs) are based on avalanche photodiodes operated in Geiger mode. They are called to replace in the next years the Photomultiplier Tubes (PMTs, based on vacuum valves) as detectors of individual photons while achieving transit times close to 1 ns. SiPM will therefore be very useful in disciplines such as Medical Physics or High Energy Physics and Astrophysics. For the characterization of a SiPM, it is necessary to measure its photon detection efficiency (PDE), as well as its emission of spurious signals (afterpulsing and Optical Cross-talk). The aim of this project is to improve the already existing test bench at the High Energy Physics Group at UCM (GAE-UPARCOS-UCM) in order to characterize the fast timing response of different SiPMs as candidate photosensors for gamma-ray telescope cameras, such as those to be operated in CTA. The project also pursues to use the LICA (Laboratorio de Instrumentación Científica Avanzada) infrastructure to further characterize the optical properties of SiPMs. | |
| (13) Caracterización de sucesos en telescopios Cherenkov mediante aprendizaje profundo |
D. Nieto Castaño (UCM) Tutor UCM: D. Nieto |
Los telescopios Cherenkov detectan de forma indirecta rayos gamma de altas energía de origen extraterrestre. Funcionan formando imágenes de las cascadas de partículas generadas como consecuencia de la absorción por parte de la atmósfera de dichos rayos gamma. Otros tipos de partículas (en su mayoría núcleos de Hidrógeno y Helio) llamadas de forma genérica rayos cósmicos, también inciden en la atmósfera terrestre, generando cascadas muy similares. Las imágenes de rayos cósmicos forman el fondo dominante frente a las imágenes de rayos gamma. Consecuentemente, la clasificación de imágenes es de vital importancia a la hora de analizar los datos recogidos por estos telescopios. Adicionalmente, la energía y dirección de llegada del rayo gamma primario pueden ser inferidas a partir de dichas imágenes. Este trabajo pretende explorar el potencial del aprendizaje profundo al problema de caracterización de sucesos en telescopios Cherenkov. Específicamente, se trabajará con datos simulados para el Cherenkov Telescope Array, la próxima generación de telescopios Cherenkov. | * |
| (12) Estimación de la sensibilidad de CTA a modelos de materia oscura basados en branones |
D. Nieto Castaño (UCM) Tutor UCM: D. Nieto |
El contenido total de materia del Universo está dominado (84%) por un elusivo componente, llamado materia oscura, el cual no ha sido detectado aún. Determinados modelos de materia oscura proponen que la misma está compuesta por partículas masivas de interacción débil que podrían desintegrarse, o autoaniquilarse, produciendo rayos gamma como productos secundarios. Consecuentemente, la materia oscura sería susceptible de ser detectada en ese rango de energías. La próxima generación de telescopios Cherenkov será liderada por la Matriz de Telescopios Cherenkov (Cherenkov Telescope Array), cuya instalación norte se verá ubicada en la isla canaria de La Palma. CTA nos permitirá acceder a la banda de rayos gamma de muy alta energía con una sensibilidad sin precedentes. Este proyecto propone evaluar la sensibilidad de CTA a modelos de materia oscura basados en branones a través de observaciones de galaxias esferoidales enanas. Para ello, simularemos la respuesta de CTA a este tipo de señales y analizaremos los datos simulados, produciendo estimaciones sobre las restricciones que CTA puede imponer a este tipo de modelos. | |
| (13) ¿Subhalos de materia oscura? Descubriendo la naturaleza de las fuentes no asociadas de rayos gamma |
D. Nieto Castaño (UCM) Tutor UCM: D. Nieto |
El contenido total de materia del Universo está dominado (84%) por un elusivo componente, llamado materia oscura, el cual no ha sido detectado aún. Determinados modelos de materia oscura proponen que la misma está compuesta por partículas masivas de interacción débil que podrían desintegrarse, o autoaniquilarse, produciendo rayos gamma como productos secundarios. Consecuentemente, la materia oscura sería susceptible de ser detectada en ese rango de energías. El telescopio espacial Fermi-Large Area Telescope ha producido el mejor mapa del Universo en rayos gamma de alta energías hasta la fecha. Un potencial botín de subhalos galácticos de materia oscura puede estar oculto entre su collección de fuentes no asociadas. Este projecto pretende contestar a la pregunta de cuántas de dichas fuentes son espectralmente compatibles con la hipótesis anterior. Para ello, se ajustará la información espectral contenida, para cada fuente, en los catálogos de Fermi más actualizados disponibles a distintas formas espectrales características de la emisión de rayos gamma causada por aniquilación de partículas de materia oscura. | |
| (14) Caracterización óptica de una misteriosa fuente de rayos gamma de alta energía |
D. Nieto Castaño (UCM) Tutor UCM: D. Nieto |
El contenido total de materia del Universo está dominado (84%) por un elusivo componente, llamado materia oscura, el cual no ha sido detectado aún. Determinados modelos de materia oscura proponen que la misma está compuesta por partículas masivas de interacción débil que podrían desintegrarse, o autoaniquilarse, produciendo rayos gamma como productos secundarios. Consecuentemente, la materia oscura sería susceptible de ser detectada en ese rango de energías. El telescopio espacial Fermi-Large Area Telescope ha producido el mejor mapa del Universo en rayos gamma de alta energías hasta la fecha. Un potencial botín de subhalos galácticos de materia oscura puede estar oculto entre su collección de fuentes no asociadas. Este projecto ofrece la posibilidad de descubrir la naturaleza de una fuente no asociada de Fermi-LAT que ha sido propuesta como un candidato muy interesante a subhalo de materia oscura, para lo cual se analizaran espectros de potenci(1les contrapartidas ópticas obtenidos con el telescopio Hiltner de 2.4 m del MDM Observatory. | |
| (15) Gateway Small Automatic Telescope for Stellar Occultations by the Moon |
J. A. Caballero (CAB/INTA-CSIC) Tutor UCM: D. Montes |
During an occultation, a star is hidden by a Solar System body (the Moon, the planets and, more rarely, minor planets) that passes between it and the observer. Some angular diameters of stars have been measured by timing of lunar occultations, which are useful for determining precise stellar parameters. However, occulted stars are in a narrow strip on the sky centred on the ecliptic. One way to solve this problem is locating the observer on a highly elliptical Near Rectilinear Halo Orbit (NRHO) at the L2 Earth-Moon Lagrangian point. In parallel, ESA has raised a call for instrumentation onboard the Lunar Orbital Platform-Gateway, the planned lunar-orbit space station, which just has that NRHO orbit at L2. The student will do a feasibility study of a small automatic telescope, attached to an external bay of the Gateway. The instrument would be equipped with a fast read-out optical EMCCD and/or a near-infrared CMOS with millimagnitude/millisecond capability, and an artificial-intelligent scheduler for maximising the observation time. After only one year of operation, the instrument would have increased by several orders of magnitude the number of stars with precise radius determination. | |
| (16) How much light is there in the Universe? |
A. Domínguez (UCM), P. G. Pérez-González (CAB/INTA-CSIC) Tutor UCM: A. 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. The EBL detection 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. The EBL study is also essential for the interpration of high-energy observations of super massive black hole galaxies, since gamma-ray photons from cosmological sources interact by pair production with EBL photons. In this Master Thesis, we aim to improve one of the existing empirical EBL determinations by using recent multiwavelength photometry from the ultraviolet to the far infrared, and apply these results to gamma-ray observations taken with both space and ground-based telescopes, such as Fermi-LAT and MAGIC. | * |
| (17) The cosmic ray ionization rate in molecular clouds |
A. Fuente (OAN) Tutor UCM: J. Zamorano |
Cosmic rays (hereafter CRs) play a leading role in the chemistry, heating and dynamics of the interstellar medium (ISM). CRs interact with dense molecular clouds by ionizing their main component, the molecular hydrogen, and this process initiates a series of ion-molecule reactions that form compounds of increasing complexity to eventually build up the rich chemistry observed in dark clouds. In absence of other ionization agents (X-rays, UV photons, J-type shocks), the gas ionization fraction is proportional to the cosmic ray ionization rate. The ionization fraction controls the coupling of magnetic fields with the gas, driving the dissipation of turbulence and angular momentum transfer, thus playing a crucial role in protostellar collapse and the dynamics of accretion discs. The goal of this project is to determine the cosmic ray ionization rate in a sample of molecular cloud on basis of spectroscopic observations within the "Gas phase Elemental Abundances in Molecular cloudS" IRAM Large Program and state-of-the-art chemical models. | |
| (18) Data analysis of the Infrared Camera @EUSO-BALLOON (CNES) launched on August 24, 2014 |
L. del Peral (UAH). M. D. Rodríguez-Frías (UAH) Tutor UCM: A. Gil de Paz |
EUSO-BALLOON is a pathfinder project of the international consortium JEM-EUSO and the French Space Agency (CNES) launched on August 24, 2014 from Timmins (Canada). EUSO-BALLOON is a prototype fluorescence telescope with a Spanish infrared camera onboard a stratospheric balloon led by CNES.The objective of this type of mission is to test the validity of concepts and technical choices of the JEM-EUSO space mission or any subsequent project aimed at achieving an observatory of giant Ultra-High Energy Cosmic Rays (UHECR) showers induced by cosmic rays from Space.The design and the construction of this telescope is a real technical challenge, as it involves the use of new technologies from the laboratories of both space companies and research institutes in areas as multidisciplinar as optical large and accurate Fresnel lenses, a technique of photodetection highly sensitive and good resolution, and very innovative analog and digital electronics.The Spanish IR-Camera led by the SPace & AStroparticle Group (UAH) on EUSO-BALLOON is a pathfinder for the JEM-EUSO Space IR-Camera, that aims to test the technologies involved on the design, as well as to take the first images that will serve as an study of the clouds detection accuracy of the IR-Camera that will be the main aim of the work here presented. More info http://spas.uah.es http://jem-euso.roma2.infn.it http://jemeuso.riken.jp/en/ Nota: el estudiante que haga el trabajo no necesitará desplazarse hasta la Universidad de Alcalá de Henares y será tutorizado desde la UCM. | |
| (19) Data analysis of the Infrared Camera @NASA-BALLOON Flight over New Mexico (USA) launched on October 10, 2015 |
L. del Peral (UAH). M. D. Rodríguez-Frías (UAH) Tutor UCM: A. Gil de Paz |
The Spanish infrared camera led by the Space and Astroparticle Group UAH(Spain) has been launched in a NASA balloon on October 10, 2015. The objective of this type of mission is to test the validity of concepts and technical choices of IR camera for the Extreme Universe Space Observatory (EUSO) space program. The design and the construction of this IR camera is a technical challenge, as it involves the use of new technologies from the laboratories of both space companies and research institutes in areas as multidisciplinar as Optics, Electronics, IR sensors, etc. The IR-Camera led by the SPace & AStroparticle Group (UAH) on the NASA-BALLOON aims to test the technologies involved on the design of the IR camera, as well as to take the first images that will serve as an study of the clouds detection accuracy of the IR-Camera that will be the main aim of the work here presented. More info http://spas.uah.es http://jem-euso.roma2.infn.it http://jemeuso.riken.jp/en/ Nota: el estudiante que haga el trabajo no necesitará desplazarse hasta la Universidad de Alcalá de Henares y será tutorizado desde la UCM. | |
| (20) Simulation of the multi-anode photomultiplier tube (MAPMT) performances using GEANT4 for the Extreme Universe Space Observatory (EUSO) |
L. del Peral (UAH). M. D. Rodríguez-Frías (UAH) Tutor UCM: A. Gil de Paz |
The Extreme Universe Space Observatory (EUSO) is a large imaging telescope that will study Ultra-High Energy Cosmic Rays (UHECR) from Space by imaging the UV light coming from air showers. These air showers are produced by cosmic rays having energies that can reach and exceed 1020 eV. The main aim of this study is to examine the performance using the “GEANT4 Framework” of the type of failures of the PhotoMultipliers Tubes (PMT), the possible risks due to these failures and to determine the need for redundancy within the system. PMTs performance evaluation and simulation is concerned with the analysis of lifetime evaluation of PMTs whose individual components are prone to failure. This simulation pretends to evaluate the Photomultiplier tube component using the GEANT4 framework, in order to perform a critical and complete study of the reliability of the PMT in terms of performance (the reliability of the transmission of the signal, quality of the signal, the degradation of the performance during operation of the PMT), in other words “Background events”. It is important to consider and evaluate the reliability of the EUSO PMTs due to the lifetime of the photocathode, also the gain drift of the PMT. So far, these studies have been done in laboratories exposing the PMT under different kinds of radiation, illumination and temperature ranges, but not in theory or modeling in a mathematical and statistical way. More info http://spas.uah.es http://jem-euso.roma2.infn.it http://jemeuso.riken.jp/en/ Nota: el estudiante que haga el trabajo no necesitará desplazarse hasta la Universidad de Alcalá de Henares y será tutorizado desde la UCM. | |
| (21) Poblaciones estelares en la galaxia enana compacta M32 |
A. Gi de Paz (UCM) Tutor: A. Gil de Paz |
El instrumento MEGARA en el Gran Telescopio Canarias ha observado durante el semestre 2018B la galaxia cercana M32 en espectroscopía de campo integral cubriendo un campo total de 30"x30" a resolución espectral R=12000. En este proyecto el estudiante procesará los datos de este mosaico de M32 y utilizando modelos de poblaciones estelares de Coehlo y Bruzual (2018) obtendrá los mapas de edad y metalicidad de la galaxia, que se compararán con estimaciones previas de espectroscopía clásica de rendija. Se evaluará además el posible impacto en la distribución espacial de estas poblaciones de su interacción con la galaxia de Andromeda (M31) en el contexto de los recientes resultados de los autores de Souza y Bell (2018). | |
| (22) Más allá de la Pequeña Nube de Magallanes: Estrellas masivas pobres en metales y su relación con la galaxia anfitriona. |
M. García (CAB/INTA-CSIC), F. Najarro (CAB/INTA-CSIC) Tutor UCM: A. Gil de Paz |
Nuestro equipo busca y estudia estrellas masivas en galaxias cercanas con 1/7-1/20 Zsolar para construir un referente más realista del régimen de baja metalicidad. Durante la búsqueda hemos detectado cuestiones que relacionan la población de estrellas masivas con la galaxia anfitriona. Se espera que entornos pobres en metales puedan formar estrellas más masivas y, de hecho, las más masivas conocidas hasta la fecha (~150 Msolar) tienen metalicidad 0.5 Zsolar, pero no se ha encontrado ningún análogo en Sextans-A o SagDIG, que tienen metalicidad considerablemente inferior. Por otro lado, Sextans-A se ha propuesto como referente de galaxia irregular enana (dIrr) ineficiente formando estrellas. Estos puntos cuestionan la dependencia de la función inicial de masas de las estrellas masivas con la metalicidad y si hay parámetros adicionales que deben considerarse (e.g. eficiencia e historia de formación estelar de la galaxia madre, masa total o reservas de gas neutro). Las actividades a desarrollar dentro de este TFM son: |
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| (23) Desarrollo de nuevos dispositivos de onda acústica superficial para aplicaciones espaciales |
J. L. Costa Krämer (CSIC), A. García Martín (CSIC) Tutor UCM: A. Gil de Paz |
Los dispositivos de onda acústica superficial (SAW) tienen muchos usos tanto como sensores biológicos y diferentes dispositivos para telefonía móvil como para aeronáutica y espacio. La generación y detección de las ondas superficiales se consigue actualmente en materiales piezoeléctricos con electrodos inter-digitados en superficie y se puede conseguir la acción y detección a distancia acoplando estos con una antena de radiofrecuencias. Desarrollos en el campo de la nano-estructuración han permitido la generación y detección de SAW tanto óptica como magnéticamente, permitiendo a su vez la miniaturización de estos dispositivos. En un grupo con experiencia en la fabricación de detectores superconductores de radiación y modelización de sistemas opto-electrónicos se pretende desarrollar la tecnología de fabricación y optimización de esta nueva familia de MEMS (sistemas micro electro mecánicos) actuados óptica y magnéticamente, con aplicaciones en futuras misiones espaciales. Concretamente, se abordará teórica y experimentalmente el estudio de los transductores, generadores e interrogadores (i) generalizando el método DDA para abordar elementos con relación de aspecto grande, (ii) estudiando la respuesta a ondas circulares (selectividad de absorción/dispersión), (iii) demostrando experimentalmente la generación magnética de SAW. |
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| (24) Formación de estructuras en discos de galaxias tipo Vía Láctea, simulaciones vs. datos de Gaia DR2 |
S. Roca-Fàbrega (UCM) Tutor UCM: A. Gil de Paz |
En este trabajo se estudiará la formación de estructuras en el disco de galaxias tipo Vía Láctea en simulaciones de N-cuerpos con hidrodinámica. Los resultados se compararán con los recientes datos del Gaia DR2, del cual se han publicado ya varios artículos en revistas de alto impacto como "Nature" o "Science". El trabajo se centrará en el estudio del proceso de formación de disco grueso y disco delgado en fusiones mayores y/o menores con o sin gas, y a distintos corrimientos al rojo. |
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| (25) The conection halo-spin/galaxy-spin: redshift, halo mass and environment dependence |
S. Roca-Fàbrega (UCM) Tutor UCM: A. Gil de Paz |
In this research project we will study the halo spin (DM) and galaxy spin (barions) and how they correlate at different redshift, as funcition of halo mass and environment. Initially we will analyze high-resolution cosmological N-body simulations (VELA, NIHAO and GARROTXA suites) and theoretical toy models (Jiang et al 2018), later we will try to make predictions on what should be observed in order to confirm our conclusions. | * |
| (26) Comparacion de tecnicas de analisis de la emision molecular en las envolturas circunestelares de estrellas evolucionadas |
C. Sanchez Contreras (CAB, CSIC/INTA). V. Tutor UCM: A. Gil de Paz |
Durante las ultimas estapas de su evolucion como gigantes rojas, las estrellas de masa baja e intermedia (entre 1 y 8 masas solares) sufren intensas perdidas de masa que dan lugar a densas envolturas circunestelares (CSEs, "Circumstellar Envelopes"), muy ricas en polvo y moleculas de diversa complejidad. En etapas posteriores, a medida que la estrella central aumenta su temperatura, estas envolturas se transforman Nebulosas Planetarias (PNe, "Planetary Nebulae") que a menudo exhiben espectaculares morfologias no esfericas y rapidos vientos colimados cuyo origen es aun pobremente entendido. La emision de lineas moleculares en estrellas AGB (del ingles "Asymptotic Giant Branch") y post-AGBs, incluyendo PNe jovenes, es una potente herramienta de diagnostico de las propiedades fisicas y quimicas de las CSEs en estas etapas. Existen varios metodos de analisis de la emision de lineas moleculares cuyo grado de complejidad varia. En este TFM se propone comparar los efectos sistematicos que existen en los resultados derivados usando tecnicas de analisis relativamente sencillas, como el llamado "diagrama de poblaciones", y tecnicas mas sofisticadas que incluyen calculos detallados de la excitacion molecular y transferencia radiativa. Las tecnicas de analisis mas simples son utiles para analizar un gran numero de lineas moleculares y/o grandes muestras de objetos de manera sistematica y uniforme, mientras que los modelos de excitacion y transferencia radiativa, mucho mas costosos computacionalmente, son necesarios para caracterizar las variaciones espaciales de densidad, temperatura, cinematica, etc, y normalmente se emplean en estudios detallados de objetos individuales. Los resultados de este TFM se aplicaran al estudio de lineas moleculares en CSEs alrededor de estrellas AGBs y post-AGBs observadas con el telescopio espacial Herschel. |
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| (27) Clasificación de objetos mediante redes neuronales convolucionales en imágenes fotométricas |
I. Sevilla -Noarbe (CIEMAT) Tutor UCM: A. Gil de Paz |
En este proyecto queremos empezar a extender la tarea iniciada en trabajos previos (https://arxiv.org/abs/1806.08545, https://arxiv.org/abs/1608.04369) para clasificar objetos en imágenes fotométricas utilizando las tecnologías más recientes en aprendizaje automático, como son las CNNs. Mediante la identificación de estructuras características en dichos objetos y su espectro, se podría construir eficientemente un catálogo automático según el tipo de galaxia/estrella. Este proyecto se haría en colaboración con expertos del campo de la astronomía y la computación de diversas instituciones españolas e internacionales y tiene un marcado carácter técnico del que se espera que el/la estudiante pueda obtener una formación muy completa en esta tecnología. | |
| (28) Búsqueda de galaxias lejanas en surveys profundos con el James Webb Space Telescope |
J. Álvarez Márquez (CAB),
A. Labiano Ortega (CAB)
Tutor UCM: A. Gil de Paz
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El estudiante catalogará los objetos de diferentes campos cosmológicos (GOODS, EGS, COSMOS, etc) que van a ser observados en el tiempo garantizado del James Webb Space Telescope (JWST), con la intención de extrapolar las observaciones existentes (Hubble, Spitzer, etc) a las que se realizarán con JWST. El estudiante utilizará herramientas del Observatorio Virtual, bases de datos y catálogos astronómicos (MAST, Rainbow, etc), técnicas de ajuste espectral de energía (SED fitting) y se familiarizará con instrumentación y modos de observación del JWST. | * |
| (29) Cálculo de funciones de luminosidad de galaxias mediante métodos bayesianos |
S. Pascual (UCM), C. Catalán-Torrecilla (UCM)
Tutor UCM: A. Gil de Paz
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La función de luminosidad de las galaxias es una herramienta importante en el estudio de la evolución del Universo, ya que permite estimar el contenido total de materia luminosa en forma de galaxias. Se han propuesto diversos metodos para obtener la función de luminosidad a partir de muestras de galaxias (V / Vmax, C-, STY, SWML...). Proponemos generar modelos bayesianos para diferentes tipos de exploraciones (por ejemplo: limitada en brillo y limitada en volumen), y comprobar su efectividad con modelos simulados. Finalmente aplicaremos el modelo a las galaxias de una exploración de gran campo (por ejemplo, SLOAN) y compararemos el resultado con el obtenido por métodos tradicionales.
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| (30) Galaxy structure and supermassive black hole |
B. T. Dullo (UCM)
Tutor UCM: A. Gil de Paz
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This project will explore the stellar distributions in nearby galaxies and the connection with the supermassive black holes residing at their centres using images from high-resolution Hubble Space Telescope and ground-based telescopes. Detailed, state-of-the-art structural decompositions will be performed by making use of software packages such as IMFIT and GALFIT. Imprinted on the galaxy structures are the formation history of the galaxies and the connection with their supermassive black holes. The project aims to examine scaling relations involving the global and central galaxy structural properties. It also offers an opportunity to study how the interplay between star formation and AGN accretion events connect to a galaxy"s central structure.
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| (31) Planeta 9 |
J. A. Ruíz Cembranos (UCM)
Tutor UCM: J. A. Ruíz Cembranos
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La presencia de un “Planeta 9” no observado en el exterior del Sistema Solar ha sido postulado para explicar la acumulación de órbitas de varios objectos en el Cinturón de Kuiper. En este trabajo se analizará la viabilidad de tal existencia o la explicación de este efecto en términos de teorías de gravedad modificada.
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| (32) Anomalías en el CMB |
J. A. Ruíz Cembranos (UCM)
Tutor UCM: J. A. Ruíz Cembranos
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El fondo cósmico de microondas presenta valores improbables para distintos observables. Estos valores podrían estar justificados por teorías más allá del modelo estándar cosmológico. Entre ellos, cabe destacar la asimetría hemisférica, la asimetría de paridad, el eje de anisotropías asociado a bajos momentos multipolares, el denominado cold spot,... En este trabajo se pretende hacer un estudio del CMB y de alguno o varios de estos valores anómalos.
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| (33) Calibración fotométrica de la metalicidad de estrellas M compañeras de sistemas binarios con primarias FGK |
D. Montes (UCM), J. A. Cabellero (CAB)
Tutor UCM: D. Montes
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El objetivo de este trabajo es estudiar en detalle el diagrama color-magnitud (diagrama HR, Hertzsprung-Russell) utilizando diferentes bandas fotometricas incluyendo los recientes datos (DR2) proporcionados por la misión Gaia (Global Astrometric Interferometer for Astrophisics). Gracias a la precisión en distancias y colores que Gaia-DR2 proporciona es posible sacar el máximo provecho a estos diagramas y entender diferentes efectos físicos de los que depende como el estado evolutivo y la composición química (metalicidad) de las estrellas individuales. El trabajo se centrara en una muestra de sistemas binarios con parámetros adicionales determinados desde Tierra con espectroscopia de alta resolución para las estrella primarias de tipo FGK (Montes et al., 2018MNRAS.479.1332M) que combinados con les datos de la misión Gaia permitirán estudiar el efecto que la metalicidad en los diagramas color-magnitud tanto con los colores de Gaia como con los disponibles de otras exploraciones fotométricas y poder calibrar de esta forma la metalicidad desconocida de las secundarias de tipo M.
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| (34) Caracterización de sistemas exoplanetarios mediante ajuste de series temporales de velocidad radial y fotométricas |
D. Montes (UCM)
Tutor UCM: D. Montes
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El objetivo de este trabajo es la utilización de diferentes métodos para la determinación de los parámetros fundamentales de los exoplanetas (masa y radio) en estrellas de tipo FGKM combinando la información proporcionada por el método de las velocidades radiales y el de los tránsitos fotométricos. Para ello se combinará la información proporcionada por series temporales de velocidad radial disponibles de espectrograos de alta resolución como HARPS, HARPS-N, HIRES y CARMENES y series temporales fotométricas (tránsitos) disponibles de exploraciones desde Tierra como HAT-Net, KELT, WASP y de misiones espaciales como Kepler, K2 y TESS. Se realizarán ajustes conjuntos de las curvas de velocidad radial y de luz utilizando aproximaciones bayesianas para estimar los parámetros de los exoplanetas usando un procedimiento basado en MCMC (Markov Chain Monte Carlo). Se compararán los resultados obtenidos con diferentes paquetes de software disponibles en la actualidad como PYTRANSIT, PyTranSpot, RVLIN, TLMC, EXOFAST, Systemic y pyaneti y se estudiará cual es mas adecuado en función del tipo de datos disponibles y tipo de estrella y sistema planetario en estudio.
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Lista de Trabajos Fin de Máster asignados en el curso 2017-2018
| Título | Supervisor científico (y tutor UCM) | Resumen | Alumno |
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Control de la cámara all-sky AstMon-UCM mediante ordenador de placa reducida |
J. Zamorano Calvo (UCM) Tutor UCM: J. Zamorano |
El monitor astronómico AstMon-UCM situado en el Observatorio UCM consiste en una cámara CCD que tiene acoplado un objetivo fotográfico de ojo de pez para proporcionar imágenes de todo el cielo. La cámara dispone de una rueda de filtros (Johnson B, V y R) para seleccionar la banda astronómica de la observación. Las observaciones de cada noche permiten determinar la calidad astronómica del cielo y fabricar mapas de brillo de cielo. Actualmente la cámara se controla desde un ordenador con sistema operativo windows usando el mismo programa que procesa las observaciones. Se pretende separar las tareas de forma que el control de AstMon-UCM se realice con un ordenador de placa única (SBC, single board computer) de tipo Raspberry Pi. Se necesita experiencia previa en este tipo de ordenadores y su programación. |
Alberto Pérez de la Hoz |
| Simulación de exploraciones cosmologicas llevadas a cabo con el James Webb Space Telescope (JWST) |
P. G. Pérez-González (CAB/INTA-CSIC) Tutor UCM: A. Gil de Paz |
Este Trabajo Fin de Máster pretende utilizar tanto modelos de formación de galaxias como los datos de las exploraciones cosmológicas más profundas jamás hechas (con telescopios como Hubble, GTC o VLT) para simular las observaciones que serán tomadas por el James Webb Space Telescope (JWST) con instrumentos como NIRCam y MIRI. Este tipo de simulaciones son claves para planificar, ejecutar y analizar las observaciones profundas que se llevarán a cabo en los próximos 5 años y que nos darán información sobre las primeras galaxias formadas en el Universo, un proyecto en el que la comunidad española está activamente involucrada. |
Diego Cuenda Muñoz |
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High-mass companions to ultracool subdwarfs |
M. Cortés (CAB), E. Solano (CAB) Tutor UCM: D. Montes |
The idea of this project is to look for high-mass companions to spectroscopically-confirmed metal-poor low-mass stars using the proper motion and distance information available in Gaia. M dwarfs represent the largest community among members of the solar neighborhood. While the metal content of solar-type stars can be measured with great accuracies, the metallicity of M dwarfs is more difficult to ascertain due to the significant lack of absorption bands (Kirkpatrick et al. 1999 ApJ 519, 802). One of the most reliable method to infer the metallicity is to identify metal-poor objects sharing common proper motion and distance with a high-mass star whose metallicity is well determined. We call these pairs benchmark systems. The discovery of these pairs will be the main objective of this line of work. | Francisco Javier González Payo |