El gas del medio interestelar consta de diferentes fases, separadas por superficies conocidas como descontinuidades y frentes. Algunos ejemplos son las ondas de choque tanto hidrodinámicas como magnetohidrodinámicas, los frentes de ionización y los frentes de conducción, que separan gases con diferentes densidades, temperaturas, campos magnéticos, y estados de ionización. En el medio interestelar, la mayoría de éstos fenómenos se deben a la interacción de una estrella con su medio ambiente a través de sus fotones ionizantes, su viento estelar hipersónico, o bien, su explosión como supernova. Por lo general, estas interfases son dinámicas con un intercambio continuo de material entre una fase y otra, y viajan en el medio interestelar. Puesto que el medio interestelar es altamente heterogéneo, el estudio realista de la formación, propagación y evolución de estas interfases se hace mediante simulaciones numéricas, las cuales incluyen cada vez más procesos físicos. La prueba de estos modelos viene con comparaciones con observaciones a multifrecuencias. En este proyecto, planeamos extender nuestras investigaciones anteriores por incluir más procesos físicos en nuestros códigos numéricos. Asi esperamos llegar a un mejor entendimiento de las observaciones recientes, sobre todo de los telescopios satelitales que operan a frecuencias rayos X e infrarrojas. En particular, proponemos investigar los siguientes temas: (i) la aceleración difusiva de rayos cósmicos en ondas de choque y su efecto sobre la energética y evolución de los remanentes de supernova, (ii) la evolución de regiones fotoionizadas en medios inhomogéneos y magnetizados incluyendo un tratamiento de la transferencia radiativa a una frecuencia no ionizante y un modelo químico para el gas molecular para obtener un modelo más realista del gas neutro que rodea la región HII, (iii) la conducción térmica en burbujas de viento estelar como la orígen de los rayos X suaves detectados en algunos pocos objetos. Los participantes en el proyecto hemos desarrollado varios códigos numéricos hidrodinámicos, magnetohidrodinámicos y con transferencia radiativa en una, dos y tres dimensiones incluyendo procesos como el enfriamiento radiativo y la conducción térmica. En el presente proyecto aprovecharemos estos códigos e incluiremos nuevos procesos como la aceleración difusiva de partículas por ondas de choque y la disociación de moléculas en regiones dominadas por fotones (PDRs). Los participantes de este proyecto somos dos investigadores del Centro de Radioastronomía y Astrofísica de la UNAM, tres participantes expertos extranjeros, y un estudiante de maestría de la UNAM. Esperamos publicar dos o tres artículos por año del proyecto y presentaremos los resultados en congresos tanto internacionales como nacionales. El proyecto es altamente computacional. Por ende, aprovecharemos la supercomputadora Kan Balam de la UNAM, además de servidores locales ubicados en las instalaciones del CRyA-UNAM.

En este proyecto pretendemos incorporar nuevos procesos físicos a nuestros códigos numéricos para evaluar su contribución a la evolución y propiedades observables de los flujos astrofísicos. Este trabajo será de ayuda en la interpretación de las observaciones, y el diagnóstico de las condiciones iniciales en el medio interestelar. Esperamos obtener resultados aptos para su publicación en revistas internacionales en todas las áreas del proyecto. En las tres áreas principales que pretendemos trabajar, las contribuciones científicas serán las siguientes: ACELERACIÓN DIFUSIVA DE RAYOS CÓSMICOS EN ONDAS DE CHOQUE Y SU EFECTO SOBRE LOS REMANENTES DE SUPERNOVA: Aunque hoy en dia existen modelos sofisticados de la aceleración difusiva por ondas de choque, no existen muchos trabajos autoconsistentes sobre el efecto de este proceso sobre la energética y la evolución del remanente de supernova. En este proyecto, llevaremos a cabo un estudio hidrodinámico dependiente de tiempo acoplado a un modelo de la aceleración difusiva de partículas para investigar el efecto que tiene la pérdida de energía en la onda de choque en la emisión de rayos X térmicos y los valores derivados para la densidad del medio ambiente, la energía de la explosión y la edad del remanente. Nos enfocaremos en los remanentes de las supernovas tipo II, sobre los cuales no han habido muchas investigaciones en este campo. EVOLUCIÓN DE REGIONES HII EN MEDIOS INHOMOGÉNEOS y MAGNETIZADOS: Nuestro trabajo previo en esta área es el estado del arte en el campo. En este nuevo proyecto pretendemos extender nuestras investigaciones para tomar en consideración la transferencia radiativa a una frecuencia no ionizante (pero que es importante para la región dominada por fotones) y un modelo químico para el gas molecular. Cabe resaltar que no existen hoy en dia códigos tan completos. Esto nos permitirá obtener una mejor descripción del gas neutro en las regiones de formación estelar y ayudará a hacer comparaciones cuantitativas con observaciones en otras bandas. Nuestras simulaciones magnetohidrodinámicas contribuirán al entendimiento del papel del campo magnético en la formación y destrucción de estructuras en las regiones de formación estelar. FRENTES DE CONDUCCIÓN EN BURBUJAS DE VIENTO ESTELAR: En esta área pretendemos determinar si la conducción térmica es responsable de la emisión en rayos X térmicas de algunas burbujas de viento estelar alrededor de estrellas Wolf-Rayet y de algunas nebulosas planetarias. Asi comprobaremos cuál de las dos teorías principales de las burbujas de viento estelar es la más apropriada. Este estudio consta parte del trabajo de maestría del estudiante Jesús Toalá.