Noémie  Globus

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Soy astrofísico en el Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México.  

 

Mi investigación se centra en el universo violento y de alta energía y en sus actores invisibles: campos magnéticos, rayos cósmicos y neutrinos.

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Estos componentes no térmicos gobiernan algunos de los fenómenos más extremos de la astrofísica, y sin embargo siguen estando entre los menos comprendidos. Por ejemplo, aún no entendemos la estructura de las magnetosferas de los agujeros negros y las estrellas de neutrones, ni cómo se forman los chorros relativistas. El Event Horizon Telescope obtuvo imágenes del plasma relativista orbitando el agujero negro central M87* de seis mil millones de masas solares, revelando la base misma del chorro en la ahora icónica imagen. Aunque estas observaciones sugieren que la rotación del agujero negro alimenta los chorros relativistas a través del mecanismo de Blandford–Znajek, no aclaran la naturaleza del plasma ni las vías de transporte de energía, aun cuando los chorros de los núcleos galácticos activos, AGN, influyen de manera crítica en la evolución de las galaxias, la formación estelar, y producen algunas de las emisiones más brillantes observadas a lo largo del espectro electromagnético, y están potencialmente asociados con rayos cósmicos y neutrinos de alta energía. En los estallidos de rayos gamma, GRB, los chorros relativistas aparecen en un entorno astrofísico completamente distinto. Los GRB son eventos de corta duración pero extremadamente energéticos, en los que los chorros se lanzan durante fenómenos catastróficos como el colapso de estrellas masivas o la fusión de objetos compactos. La asociación tanto de GRB largos como cortos con chorros relativistas ha sido firmemente establecida, de manera más notable por la detección multimensajero de GW170817. Estos eventos proporcionan un laboratorio único para estudiar la física de los chorros bajo condiciones extremas y de rápida evolución, complementando el estudio de los chorros en AGN y en eventos de disrupción por marea, TDE.

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Para avanzar en nuestra comprensión de estos fenómenos, participo activamente en varias colaboraciones internacionales que integran estrechamente enfoques teóricos y observacionales:

 

Soy investigador en la Simons Collaboration on Extreme Electrodynamics of Compact Sources (SCEECS), un esfuerzo internacional, dirigido por Roger Blandford, dedicado a comprender cómo la materia, la radiación y los campos electromagnéticos se comportan bajo las condiciones más extremas del universo, particularmente alrededor de agujeros negros y estrellas de neutrones. Mi objetivo es dilucidar la física de los motores centrales de los chorros relativistas a lo largo de una amplia gama de entornos astrofísicos, incluyendo AGN, GRB y TDE. En colaboración con Roger Blandford, me enfoco en desarrollar un marco teórico que enfatiza el papel de las inestabilidades de intercambio y las zonas eléctricas en las magnetosferas de los agujeros negros, lo que permite que la energía se transporte a través de las líneas de campo magnético en lugar de hacerlo predominantemente a lo largo de ellas. Este enfoque explica de manera natural cómo los vientos del disco pueden energizarse y cómo la energía puede transportarse eficientemente desde escalas subparsec hasta kiloparsec, abordando un desafío importante en la teoría de los chorros.

 

También soy miembro de la Telescope Array Collaboration, el observatorio de rayos cósmicos más grande del hemisferio norte. El Telescope Array está diseñado para detectar rayos cósmicos de ultra alta energía—partículas cargadas, como protones o núcleos atómicos con energías que exceden un Joule, muy por encima de las alcanzables en aceleradores de partículas terrestres. Sus fuentes siguen siendo desconocidas: la astronomía clásica con rayos cósmicos ha estado durante mucho tiempo obstaculizada por las fuertes desviaciones que experimentan los núcleos cargados al atravesar los campos magnéticos intergalácticos y galácticos, en gran medida desconocidos. Esta limitación fue destacada por la detección reciente de la partícula Amaterasu—el segundo rayo cósmico de mayor energía jamás observado—que no pudo ser rastreado hasta su fuente debido a nuestro escaso conocimiento de los campos magnéticos intervinientes. Estoy desarrollando un enfoque innovador para la astronomía de rayos cósmicos de ultra alta energía, analizando la estructura temporal de las llegadas de rayos cósmicos para distinguir entre fuentes continuas y transitorias. Recientemente completé una revisión en Annual Review of Astronomy and Astrophysics sobre estas notables partículas.

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En enero de 2025, me convertí en miembro oficial del equipo del telescopio COLIBRÍ. COLIBRÍ es un telescopio óptico robótico de gran campo ubicado en el Observatorio Astronómico Nacional de San Pedro Mártir (OAN–SPM) en Baja California, México. En colaboración con Alan Watson, estoy desarrollando un polarímetro de imagen para COLIBRÍ, TEQUILA (Transient Events Q, U, and I Light Analyzer). Esta capacidad de respuesta rápida permite observaciones polarimétricas de resplandores posteriores de estallidos de rayos gamma y otros transitorios ópticos dentro de un minuto de una alerta, proporcionando sondeos directos de los campos magnéticos tempranos de los chorros de GRB. TEQUILA también investigará la actividad magnética en chorros relativistas de manera más amplia, particularmente aquellos asociados con eventos de neutrinos de alta energía, para los cuales me desempeño como coordinador de programas científicos dentro de COLIBRÍ. Como mensajeros neutros, los neutrinos pueden escapar de aceleradores cósmicos densos y propagarse en línea recta hasta la Tierra, lo que los convierte en poderosos trazadores de fuentes que de otro modo estarían ocultas.

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Recientemente me he unido al Polarisation Sky Survey of the Universe’s Magnetism (POSSUM), un sondeo de radioastronomía a gran escala destinado a cartografiar los campos magnéticos en todo el Universo. Mis intereses de investigación se centran en investigar la estructura magnética turbulenta de las envolturas de remanentes de supernova con el fin de restringir mejor la física de la aceleración difusiva por choques, uno de los mecanismos principales responsables de la aceleración de rayos cósmicos. Este trabajo tiene como objetivo establecer un vínculo sólido entre las observaciones y los estudios teóricos y numéricos desarrollados dentro de SCEECS para avanzar nuestra comprensión del transporte de rayos cósmicos en turbulencia magnetohidrodinámica.

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Finalmente, realizo investigación interdisciplinaria sobre el papel de la radiación cósmica en el surgimiento de la vida. El objetivo es comprender si la radiación cósmica polarizada puede actuar como una presión evolutiva quiral e impulsar la química necesaria fuera del equilibrio. Estamos diseñando experimentos para probar esta idea en fuentes de haces de muones en colaboración con el Origins Institute. También investigo cómo supernovas cercanas dejan huellas tanto en firmas transitorias de rayos cósmicos como en efectos a largo plazo en la Tierra.

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