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Título: Estrellas Masivas como Motores del Universo: Estudios en el IR-cercano

Supervisores: Francisco Najarro y Miriam García

Proyecto de investigación:

    Las estrellas masivas se cuentan entre los agentes más activos del Universo. A lo largo de su vida, y también en su final evolutivo, inyectan grandes cantidades de flujo ionizante y energía cinética en el medio interestelar, pueden estimular la formación de nuevas generaciones de estrellas o destruir sistemas planetarios, y producen una gran fracción de elementos claves para la vida como Oxígeno y Fósforo. Las estrellas masivas son también los principales productores de las ondas gravitacionales que podemos detectar a día de hoy.

    La Vía Láctea contiene grandes cúmulos de estrellas masivas que permiten estudiar los estados más avanzados y extremos de evolución estelar, incluyendo sistemas binarios de estrellas lo suficientemente masivas como para producir ondas gravitacionales en su fusión final. Los cúmulos masivos no sólo sirven para caracterizar el importante impacto que tienen las estrellas masivas sobre el medio interestelar y sobre las galaxias, sino que también permiten trazar la estructura, composición química y formación estelar de la Vía Láctea actual. Sin embargo, los cúmulos más masivos se encuentran en el Disco Galáctico y en la mayoría de los casos la extinción interestelar es tan alta que impide los estudios en el rango ultravioleta y visible.

    La espectroscopia en el rango infrarrojo cercano (NIR por sus siglas en inglés) puede atravesar el polvo interestelar y proporcionar observaciones de estrellas masivas en todo el Disco de la Vía Láctea. Es una herramienta muy potente que permite alcanzar los cúmulos más masivos, muy adentrados en el Disco interno, y también la población de cúmulos masivos y numerosas estrellas de campo próximos al Centro Galáctico y al agujero negro central Sgr A*. La espectroscopia NIR también permite estudios sistemáticos de cúmulos masivos en todo el Disco con calidad lo suficientemente buena como para constreñir la evolución químico-dinámica de la Vía Láctea.

    La tesis doctoral que proponemos tiene dos objetivos: entender la evolución de las estrellas muy masivas y, con los mismos datos, producir un mapa de la composición química del Disco de la Vía Láctea. El/la doctorando/a aprenderá a reducir y analizar espectros NIR de estrellas masivas. Estos datos contienen numerosas líneas de diagnóstico que permiten identificar el estado evolutivo de las estrellas observadas, determinar sus propiedades físicas y composición química, y cuantificar su impacto en el medio interestelar. Contamos ya con una colección de observaciones tomadas con VLT-ISAAC, VLT-KMOS y GTC-EMIR, y animaremos además a el/la estudiante a que ahonde en los objetivos de la investigación solicitando nuevas observaciones con JWST y GTC-MIRADAS.

Descripción del Grupo de Investigación:

    Nuestro equipo consta de un Investigador Científico del CSIC, una investigadora postdoctoral y una estudiante de doctorado. En ocasiones, también contamos con estudiantes de Máster de las Universidades Autónoma y Complutense de Madrid.

    Trabajamos en estrellas masivas desde el punto de vista teórico y también observacional. Tenemos una alta tasa de éxito solicitando tiempo en los mayores observatorios del mundo (GTC, VLT, HST) y somos expertos en el modelado de las atmósferas de las estrellas masivas con los códigos más avanzados que existen en la actualidad: CMFGEN and FASTWIND.

    Colaboramos estrechamente con los otros grupos de estrellas masivas españoles, con base en la Universidad de Alicante y en el Instituto de Astrofísica de Canarias. También contamos con colaboradores habituales en U. Observatory Munich (Alemania), Rochester Institute of Technology (EEUU), Royal Observatory of Edinburgh (Reino Unido), Open University (Reino Unido), U. Innsbruck, (Austria), U. Pittsburgh (EEUU), U. Leuven (Bélgica), UNAM (México), and Space Telescope Science Institute (EEUU).

Para obtener más información de nuestro grupo ó del proyecto de tesis se puede consultar nuestra página web https://auditore.cab.inta-csic.es/masivas-torrejon/ o contactarnos directamente por email najarro @ cab.inta-csic.es / mgg @ cab.inta-csic.es .
 

Solicititudes

    De acuerdo con la convocatoria “Podrán ser solicitantes todas aquellas personas que se encuentren matriculadas o admitidas en un programa de doctorado para el curso 2020/2021, en el momento de presentación de la solicitud. También podrán ser solicitantes todas aquellas personas que, en el momento de presentación de la solicitud, no estando matriculadas o admitidas en un programa de doctorado, estén en disposición de estarlo en la fecha en la que se formalice el contrato de acuerdo con el artículo 18.”.

    Más detalles acerca de la convocatoria y requisitos, y el portal para el envío de las solicitudes, en la siguiente página web:

https://www.ciencia.gob.es/portal/site/MICINN/menuitem.dbc68b34d11ccbd5d52ffeb801432ea0/?vgnextoid=490233572bed4710VgnVCM1000001d04140aRCRD

La referencia para solicitar este proyecto de tesis es PID2019-105552RB-C41.

El plazo se abre el 13/10/2020 y ** la fecha límite es 27/10/2020 **.

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PhD position on Massive Stars at the Centro de Astrobiología within the FPI program (4 years)

Project title: Engines of Modern Astrophysics: near-IR Studies of Massive Stars

Advisers: Francisco Najarro and Miriam Garcia

Research Project:

    Massive stars are counted among the most active agents of the Universe. In life and death they inject vast amounts of ionizing flux and kinetic energy into the interstellar medium, they can trigger the formation of new generations of stars or destroy planetary systems, and are responsible for the production of most Oxygen and Phosphorous in the Universe, key elements for life. Massive stars are also excellent sites to test extreme-physics at the time of their spectacular life-ending events (core-collapse, supernovae and long γ-ray burst) and seed the Universe with neutron stars and black holes. Massive stars are the main astronomical objects capable of producing gravitational waves that can be captured with current observational facilities.

    The Milky Way hosts extreme clusters of massive stars where advanced and extreme cases of stellar evolution can be studied, including sufficiently massive binaries as to produce gravitational waves in their final coalescence. These populations not only showcase the impact of massive stars on the interstellar medium and galaxies, but also act as effective tracers of structure, chemical composition and present-day star formation of the Milky Way. Yet massive clusters are located in the Galactic Disk and in many cases they experience high extinction that makes observations at the optical and ultraviolet range unfeasible.

    Near infrared (IR) spectroscopy pierces through the dust and can reach massive stars throughout the Disk of the Milky Way. It is a very powerful tool to reach the most massive clusters, those deeply embedded in the inner Disk as well as the Galactic Center, close to the central Sgr A* black hole, where we find three very massive clusters but also a vast number of isolated massive stars. Near-IR spectroscopy also enables systematic studies of massive clusters across the Disk with sufficient quality as to set constraints to the chemodynamical evolution of the Milky Way.

    Therefore, the ultimate goal of this thesis work is two-fold: understand the evolutionary sequence of very massive stars and use the same data to produce a 2D map of the chemical composition of the Milky Way disk. The successful candidate will be trained to reduce and analyze near-IR spectra of massive stars. These data contain many diagnostic lines to identify the evolutionary stage of the target stars, constrain their physical properties and chemical composition, and assess feedback onto the interstellar medium. Our group has already assembled a collection of observations taken with VLT-ISAAC, VLT-KMOS and GTC-EMIR but the candidate will be encouraged to pursue further research with new observations and optionally follow-up with JWST and GTC-MIRADAS.

Research Group Description:

    Our team consists on one staff member, one postdoc , one PhD student, and on occasion Master students from Madrid Autónoma and Complutense Universities. Our expertise includes both observational and theoretical studies of massive stars. We have a long record of successful observing programs at top-observatories (HST, VLT, GTC) and are experts in modeling the atmospheres of massive stars with the most advanced codes to date: CMFGEN and FASTWIND.

    We work closely with the other Spanish massive star teams at Universidad de Alicante and Instituto de Astrofísica de Canarias. We also have strong collaborations over the world including colleagues at U. Observatory Munich (Germany), Rochester Institute of Technology (USA), Royal Observatory of Edinburgh (UK), Open University (UK), U. Innsbruck, (Austria), U. Pittsburgh (USA), U. Leuven (Belgium), UNAM (Mexico), and Space Telescope Science Institute (USA).

    For more information check our website: https://auditore.cab.inta-csic.es/masivas-torrejon/ or feel free to contact us at najarro @ cab.inta-csic.es / mgg @ cab.inta-csic.es .

Applications:

Applications must be submited to the Spanish Ministry of Science and Innovation at:
https://www.ciencia.gob.es/portal/site/MICINN/menuitem.dbc68b34d11ccbd5d52ffeb801432ea0/?vgnextoid=490233572bed4710VgnVCM1000001d04140aRCRD&lang_choosen=en

The reference for this project is PID2019-105552RB-C41.

The portal will open on 13/10/2020 and ** the deadline for submission is 27/10/2020 **.