Grupo de Investigación Núcleo de astroquímica y astrofísica. (NAQAF)

Adscripción: Vicerrectoría de Investigación y Postgrado.

Área del Conocimiento: Ciencias químicas y otras ciencias naturales.

 

Resumen

La astronomía deberá ser uno de los focos centrales de desarrollo científico y tecnológico dentro de los próximos 5 años, dado que como capital mundial de la astronomía Chile cuenta con el 10 % de tiempo para observación para cada instrumento. El “Nucleo de astroquímica y astrofísica” (NAQAF) nos ayudará a hacer uso de los datos de ALMA e investigar la química en una variedad de entornos astrofísicos, incluidas las moléculas relacionadas con el origen de la vida. Proporcionará sinergia para estudiar el universo molecular utilizando cálculos ab initio combinados con tasas de colisión para interpretar las observaciones espectroscópicas junto a la aplicación de nuevos algoritmos para explorar el Universo con diversos instrumentos (ALMA, Apex, entre otros) No existen Nucleos dedicados en Chile al desarrollo de estas disciplinas que tienen gran impacto  a nivel mundial. En países desarrollados existen mecanismos académicos y programas específicos para el desarrollo de capital humano avanzado en líneas de astrofísica molecular y astroquímica.

Sin embargo, esto en Chile no se ha desarrollado aún. Por esta razón se plantea la necesidad de crear en la Universidad Autónoma de Chile, el “Nucleo de astroquímica y astrofísica” (NAQAF) con la idea central de formar capital humano avanzado en esta relevante línea de investigación. Dentro de NAQAF, contamos con una activa participación en proyectos de observación y asignación de bandas de ALMA, y trabajamos en colaboraciones con radioastrónomos del Observatorio Nacional de cerro Calán de la Universidad de Chile (Diego Mardónes) así como Astrónomos del Observatorio de Burdeos. En NAQAF, proponemos combinar la química cuántica y la astronomía observacional con el desarrollo de nuevas técnicas computacionales utilizando los abundantes datos de ALMA disponibles en el nuevo centro de datos de ALMA de Chile alojado en UTFSM. El objetivo final de este Nucleo es arrojar luz sobre el origen químico de la vida mediante la búsqueda y caracterización de COM en entornos astronómicos.

La importancia de estas lineas de investigación serán expresadas a la comunidad a través de seminarios académicos y de extensión en diversas instituciones nacionales que tengan relación con la astronomía, y la fisicoquímica.

 

Objetivos a Corto plazo

Calcular constantes espectroscópicas y tasas de colisión utilizando métodos ab initio de alto nivel en moleculas orgánicas complejas (COMs) y especies con S &O& N& C. Caracterizar la composición química y la distribución de moléculas orgánicas complejas (COMs) en nubes prestelares frías, regiones de fotodisociación, discos protoplanetarios y vientos.

 

Objetivos a Largo plazo

Realizar un censo químico de fuentes astronómicas. Identificar trazadores químicos relevantes y sus precursores moleculares usando redes de reacción en fase de gas y en superficies de grano. Un barrido espectral químico de al menos dos regiones astronómicas que combinen las
observaciones con diveros instrumentos. El objetivo final es obtener una visión completa y exhaustiva de la evolución molecular química durante procesos de formación estelar y planetaria.

 

Recursos Disponibles

Utilizaremos las instalaciones computacionales del Nucleo de astroquímica y astrofísica (NAQAF) de la Universidad Autónoma de Chile para ejecutar cálculos de estructura molecular ab-initio. El Nucleo de astroquímica y astrofísica (NAQAF) de la universidad de Autónoma (UA) dispone de computadoras de alto rendimiento (45 millones CLP), que incluye un servidor Intel con 256 GB de RAM de 36 núcleos de 2.3.GHz y cuatro computadoras Intel con 18 núcleos y 256 GB RAM cada uno.

Proyectos Adscritos al Nucleo de astroquímica y astrofísica (NAQAF)

  1. Fondecyt Natalia Inostroza 11140770, Chile (2015-2018) “Formation and Destruction pathway on Interstellar Molecules”.
  2. Proyecto postdoctoral Fondecyt 2017 del Dr. Jixing Ge “Explore gas-grain chemistry in space” ” dirigido por Dr. Diego Mardones en la Universidad de Chile (abril de 2017 a marzo de 2020). N. Inostroza asesora del proyecto postdoctoral. El Dr. Ge será un gran aporte para este Nucleo de astroquímica y astrofísica (NAQAF), brindando experiencia computacional en redes de reacción química que incluyen isotopólogos y reacciones en la superficie del grano de polvo (GGCHEM) complementando la experiencia de los miembros asociados.
  3. Redes internacionales para jóvenes investigadores PCI-CONICyT, propuesta recientemente adjudicada por Natalia Inostroza (CL $ 18 millones) para financiar parte de la 2da Escuela Sudamericana de Astroquímica en Santiago, octubre de 2018. Esto financiará la participación de los profesores principales. Alexander Tielens (Observatorio de Leiden), Paola Caselli (Instituto Max-Planck), Timothy J. Lee (Centro de Investigación Ames de NASA), José Cernicharo (Grupo de Astrofísica de la UAM-ICCM). Esto se complementará con la Universidad Autónoma (CL $ 1.75 millones) para financiar la asistencia de estudiantes y jóvenes investigadores de Chile y Sudamérica.
  4. Fondecyt de Iniciación de Otoniel Denis, No. 11160005, Chile (2016-2019). Subvencionará la visita del Dr. Jesús Rubayo Soneira (Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas, Cuba), y su participación en la Escuela de Astroquímica 2018.
  5. Acceso preferencial al 10% del tiempo de observación en todos los telescopios instalados en Chile, incluyendo ALMA y APEX que son particularmente relevantes para este Nucleo de investigación.

Organización

Natalia Inostroza. Profesor Asociado Universidad Autónoma de Chile: Espectroscopía ab initio rotacional-vibracional-electrónica.

Otoniel Denis. Profesor Asistente Universidad Autónoma de Chile. Colisiones- coeficientes de velocidad.

Diego Mardones. Profesor Asociado Universidad de Chile. RadioAstronomía, regiones de formación estelar, Chivo uso de datos ALMA.

Paulina Troncoso. Profesor programa Teaching in Chile de la Universidad Autónoma de Chile. Evolución Galaxias.

Hans Zinnecker. Dr. Astrofísica. Experto en Estrellas Masivas galácticas y extra galácticas. Formación y Evolución. Protoestrellas, discos Circumestelares. Exo-Planetas.Ciencia con grandes telescopios. Astronomía Infrarroja. Investigador Asociado Universidad Autónoma de Chile.

Mauricio González. Profesor Asociado Universidad Nacional Andrés Bello. Modelamiento y cálculos de estructura electrónica.

 

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INTEGRANTES NÚCLEO DE INVESTIGACIÓN
Natalia Inostroza Profesor

Asociado UA

Perfil Google Scholar Perfil ResearchGate
Otoniel Denis Profesor

Asistente UA

Perfil Google Scholar Perfil ResearchGate
Paulina Troncoso Teaching UA Perfil Google Scholar Perfil ResearchGate
Hans Zinnecker Investigador

Asociado UA

Perfil Google Scholar Perfil ResearchGate
Diego Mardones Universidad

de Chile

Perfil Google Scholar Perfil ResearchGate
Mauricio Gonzalez Universidad

Andrés Bello

Perfil Google Scholar Perfil ResearchGate