Entry content

Creation date: ,   Archive date:

Summer student programme 2014

Nicolaus Copernicus Astronomical Center (NCAC) in Warsaw and Torun offers an opportunity to participate in our scientific research under a guidance of a staff member.


We invite 4th and 5th year undergraduate physics or astronomy students (in exceptional circumstances we would accept a 2nd year student). The duration of an individual programme should be 4-6 weeks. Students living outside Warsaw or Torun can apply for a accommodation in NCAC guest rooms (Warsaw) or student houses (Torun).


NCAC offers no remuneration for participating in the programme. Student can be paid by his/her supervisor, from the supervisor's grant funds.


Students interested in participating in our programme should first contact the potential supervisor and agree on the exact time and duration of the programme. An application should be then submitted, giving at least the supervisor's name, duration of the programme, marks for the lectures and course taken, application for accommodation if necessary. All additional information about student extracurricular activities is welcome (participation in observational programms, schools, conferences, scientific publications, etc). Applications should be sent by post to CAMK PAN, Bartycka 18, 00-716 Warsaw, or they can be submitted in pdf form to praktyki@camk.edu.pl. Deadline for applications is 11 May 2014. The selection procedure will be completed by 31 May 2014. The successful candidates will be informed by email.



Possible subjects:


1. Jets in microquasars

Accretion in stellar binary systems containing a black hole is usually accompanied by ejection of matter, forming symmetric twin jets. The jets radiate most of the radio emission of those systems, and contribute to emission at higher energies, from infrared to gamma rays. So far, gamma-ray emission has been discovered from two accreting binaries, Cyg X-3 and Cyg X-1. The project will consist of modelling of jets in accreting black-hole systems, and applying the results to observational data from the radio to gamma ray range.

Place: CAMK Warsaw, time: TBA

Supervisor: prof. Andrzej A. Zdziarski (aaz@camk.edu.pl)



2. Digging deep into the Kepler legacy: B-type pulsators and fast rotators

The Kepler mission acquired the highest-precision stellar brightness measurements available in astronomy. Consequently, many new results on variable stars were obtained, but not all of them are understood yet. Also, the Kepler data base is far from being fully exploited: many analyses are based on only part of the data that are potentially available. The summer project(s) offered here are intended to help improve this situation. The student(s) shall determine and analyse the periodic content of some selected Kepler data, in particular of (presumably) pulsating stars of spectral type B and of pulsating stars that rotate rapidly. On the basis of these analyses we shall try to understand the cause and physics of their light variability. This project is suitable for one student, or for two working separately or in collaboration.


Place, time: CAMK Warsaw, 1 July - 5 September


Supervisor: Prof. Gerald Handler (gerald@camk.edu.pl)



3. Analiza i interpretacja profili radiowych pulsarów

    Projekt „obserwacyjny”: Wizualizacja i wszechstronna analiza dużej ilości średnich profili pulsarów obserwowanych w Parkes Observatory.
    Projekt teoretyczny: Symulacje numeryczne profili pulsarów.

Place: CAMK Toruń, time: TBA

Supervisor: dr hab. Jarosław Dyks (jinx@ncac.torun.pl)


4. Praca z danymi rentgenowskimi

Proponuję pracę z danymi rentgenowskimi z różnych obiektów astronomicznych, uzyskanymi przez obserwatoria satelitarne. Celem praktyk będzie nauka procesu obróbki danych na przykładzie wybranego obiektu. Najpierw pozyskamy dane z archiwum działającego satelity Chandra, XMM-Newton lub Suzaku, a potem opracujemy je, używając do tego celu zainstalowanego w CAMKu oprogramowania. XSPEC jest najpopularniejszym, ogólnie dostępnym programem do obróbki danych rentgenowskich.

Place, time: CAMK Warsaw, September

Supervisor: dr hab. Agata Różańska (agata@camk.edu.pl)


5. Modelowanie procesów promienistych w obiektach astrofizycznych.

Praca ma na celu napisanie krótkiego programu komputerowego, który będzie modelował wybrany proces promienisty bądź dynamiczny w dysku akrecyjnym. Program będzie tak zaprojektowany, aby był trwałym modułem do obszerniejszych symulacji obiektów astrofizycznych, a zwłaszcza obszarów świecących w zakresie promieniowania rentgenowskiego.

Place, time: CAMK Warsaw,  September

Supervisor: dr hab. Agata Różańska (agata@camk.edu.pl)

6. Badanie wypływów z gwiazd poprzez modelowanie obserwacji PACS i HIFI/Herschela


Herschel jest jak dotychczas największym teleskopem (3.5 m) wyniesionym w przestrzeń kosmiczną. Instrumenty Herschela dostarczają danych fotometrycznych i spektroskopowych z zakresu od około 60 do ponad 500 mikrometrów (http://herschel.esac.esa.int/) dla różnych obiektów astronomicznych. W szczególności, dzięki tym instrumentom, możemy obserwować przejścia molekularne, które maja dominujący wpływ na rozkład temperatury w otoczce i pozwalają ocenić dynamikę wypływów z gwiazd. Zadaniem studenta będzie modelowanie linii emisyjnych w otoczkach gwiazd węglowych przy pomocy programów rozwijanych w Toruniu. Podstawowa znajomość systemu linux i fortranu będzie mile widziana, ale nie jest niezbędna.

Place: CAMK Toruń, time: TBA

Supervisor: prof. Ryszard Szczerba (szczerba@ncac.torun.pl)


7. Accretion onto compact objects in High Mass X-ray Binaries

High Mass X-ray Binaries (HMXBs) consist of a compact object (either a neutron star or a black hole) orbiting its massive, early type, stellar companion. The massive (optical) companion in our analysis is an evolved supergiant star. These systems exhibit strong, radiatively driven, stellar winds. These winds are captured by the compact object and therefore trigger emission in the X-ray regime. The X-rays ionize the local gas and subsequently sculpture the local environment significantly. The interplay between the compact object and the stellar wind of the massive star allows to understand both characteristics of the stellar wind and properties of the compact object and how accretion works. The project will involve either (or both):

i) data analysis from public data obtained from major ESA’s (XMM-Newton, INTEGRAL) and/or NASA’s (RXTE, Swift) satellites.

ii) numerical codes simulating the interplay between stellar wind and compact object and accretion onto compact objects.

Both simulations and observations can constrain physical properties of these systems.

The exact details and the nature of  this project can be set after discussion with the potential student.

Place: CAMK Warsaw, time: TBA

Supervisor: dr Antonios Manousakis (antonism@camk.edu.pl)

Language: Greek, English

8. Analiza fotometrii klasycznych gwiazd pulsujących

Wielookresowe gwiazdy pulsujące są niezwykle interesujące – pozwalajaą na testowanie teorii pulsacji i ewolucji gwiazd oraz wyznaczanie parametrów gwiazd. Zadaniem praktykanta będzie analiza fotometrii dla Cefeid i gwiazd RR Lutni z masowych przegladów nieba, przede wszystkim OGLE oraz ASAS. Celem jest poszukiwanie gwiazd wykazujących zmienność wielookresowa lub modulowana w czasie i analiza tej zmienności.

Place: CAMK Warsaw, time: TBA, 4-6 weeks

Supervisors: dr Radosław Smolec (smolec@camk.edu.pl), prof. Paweł Moskalik (pam@camk.edu.pl)



9. Dwarf galaxies of the Local Group


Dwarf galaxies are among the most interesting objects in the vicinity of the Milky Way due to their large dark matter content. They are also relatively old, allowing us to study the processes of galaxy formation. The tidal evolution of satellites in the gravitational field of the Milky Way is one of the most important processes shaping the properties of dwarf galaxies in the Local Group. The summer student will analyse and interpret the results of an N-body simulation tracing such evolution and compare its predictions to observed properties of dwarf galaxies. There are a few different specific projects possible within this general research area, depending on the level and preferences of the student. I am especially interested in candidates wishing to continue the research started during the summer programme and prepare the Master’s or PhD thesis under my supervision.


Place and time: CAMK Warsaw, September


Supervisor: prof. Ewa Łokas (lokas@camk.edu.pl)

10. Analysing photometric data to characterise `hot Jupiter' exoplanets.

Since the discovery of the first exoplanetary systems just two decades ago, hundreds of discoveries have been made, revealing some of the incredibly diverse properties of the Galactic planetary population. Transiting planets (those that pass directly in front of their host stars) offer us a unique opportunity to make in-depth characterisations of worlds beyond our Solar System. For instance, we can learn about the atmospheres of such planets by measuring the dip in infrared flux observed when they pass behind their star. Such occultation measurements require high-precision photometry and careful data reduction, since the signal is typically of the order of 0.1%, and is often dwarfed by instrumental and telluric systematics, which must be corrected for.

Depending on the interests of the student, this project may include some/all of the following:

     Improved characterisation of known transiting planets using archival transit photometry.

     Processing and analysis of near-infrared occultation photometry.

     Improving and extending an existing software pipeline to reduce occultation photometry.

Place, time: CAMK Warsaw, July-August

Supervisor: dr Alexis Smith (amss@camk.edu.pl)

Language: English

11. Galactic archaeology with the Gaia-ESO Survey

The Gaia-ESO Survey is an ambitious project involving almost 400 researches from all over Europe. It aims to investigate the distribution of kinematic properties and chemical abundances of stars in all Galactic components (halo, bulge, thin and thick disks). High-quality spectroscopic data are being obtained for more than 100000 stars using the FLAMES spectrograph at the ESO/VLT. The analysis of these data will provide an unprecedented detailed picture of the chemical properties of stars in the Galaxy, helping to understand how the Milky Way and its stellar populations formed and evolved.

In this project, the student will use data and results available in the second internal data release of the Survey to study the main stellar populations of the Galaxy. We will adopt a simplified approach to calculate the distances to the stars, the velocities with which they move across the Galaxy, and possibly their orbits. We will then use statistical analysis to investigate how these stars are distributed in the Galaxy, and how they trace all main structural components. The different properties of each component can then be used to investigate how the Galaxy was formed.

Place: CAMK Toruń, time: TBA

Supervisor: dr Rodolfo Smiljanic (rsmiljanic@ncac.torun.pl)

Language: English


12. The internal evolution of giant stars

Stars are objects that also have an evolutionary cycle, they are born, evolve and die. During their evolution, internal processes (nuclear reactions, convection, rotation, hydrodynamical instabilities...) can change the chemical composition the star and be detected through the analysis of the stellar photosphere. The detailed behavior of these changes, how they depend on stellar mass, age, and initial chemical composition are still under study.

In this project, the student will join an ongoing project analyzing high-resolution spectra of a large sample of red giants in open clusters. We will compute abundances for a few different chemical elements (Li, C, N, O, and Na) and compare them with predictions of stellar evolutionary models. The calculation of a few stellar evolution models using a public code might also be conducted. We will then investigate the physical mechanisms that can explain the observed composition of the stars.

Place: CAMK Toruń, time: TBA

Supervisor: dr Rodolfo Smiljanic (rsmiljanic@ncac.torun.pl)

Language: English

13. Analiza danych z detektorów fal grawitacyjnych

Tematem praktyk jest analiza danych z detektorów fal grawitacyjnych we współpracy Virgo/LIGO, oraz projektowanego detektora trzeciej generacji Einstein Telescope. Interferometry Virgo i LIGO są obecnie rozbudowywane, a ich oczekiwana czułość znacząco zwiększy prawdopodobieństwo pierwszej bezpośredniej detekcji fal. Celem projektu jest opracowanie nowych (bądź optymalizacja istniejących) metod numerycznych analizy już zebranych danych, oraz przygotowanie się do analizy danych dostępnych w przyszłości (Advanced LIGO/Virgo, Einstein Telescope), w poszukiwaniu periodycznych fal pochodzących z rotujących, nieosiowosymetrycznych gwiazd neutronowych.


Place, time: CAMK Warsaw, August-September

Supervisor: dr Michał Bejger (bejger@camk.edu.pl)


14. Test models for testing the correctness of the MOCCA numerical code.


The MOCCA code is one of the most advanced numerical codes to study the evolution of real star clusters. The scope of work includes the preparation of different initial conditions for the MOCCA code in order to verify the correctness of its operation. A student will prepare several scripts to analyze in graphical form the output of the code, for quick evaluation of the results. The aim is to build the code verification tools. Requirements: basics of programming (preferably fortran, c, java, python)


Place: CAMK Warsaw, time: July or September; 4 weeks

Supervisor: dr hab. Mirosław Giersz (mig@camk.edu.pl)

Requirements: basics of programming (preferably fortran, c, java, python)



15. Numerical simulations of very high energy gamma-ray photon detection by the Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes”

Observations of astrophysical objects in the field of very high energy (>100GeV) gamma-ray astronomy is done using ground-based Cherenkov telescopes through detection of Cherenkov light from extensive air showers generated by high-energy photons. Examples of such observatories are H.E.S.S. (www.mpi-hd.mpg.de/hfm/HESS) or MAGIC (magic.mpp.mpg.de). Currently, the next generation very high energy gamma-ray observatory, the Cherenkov Telescope Array (CTA; www.cta-observatory.org), is under construction. Poland is designing and building a prototype of a small size telescope, so called SST -1M telescope and is planning to build, in cooperation with Switzerland, a mini array of five SST-1M telescopes. During the project student will perform Monte Carlo simulations of gamma-ray detection process for a single SST-1M telescope and the array of SST-1M telescopes to determine the parameters such as the effective area, sensitivity, angular and energy resolution. Simulations will include both a formation and development of the air showers in the atmosphere, Cherenkov radiation emission by the particles of the shower, and the process of detection of radiation by a telescope: detection of photons by photomultipliers and reconstruction of the shower parameters. The simulations will make use of the existing software and will be conducted using high performance computer clusters and grid infrastructure of EGI (www.egi.eu).

Place and time: CAMK Warsaw; August -September
Supervisor: dr hab. Rafał Moderski (moderski@camk.edu.pl)

16. Oscylacje dyskow akrecyjnych.

Proponowane jest wykonanie obliczeń modów własnych dysków akrecyjnych wokół białych karłów, gdzie obserwowane jest bogate widmo zmienności czasowej. Podobne obliczenia były wykonywane w metryce Kerra dla dysków wokół czarnych dziur (zależnie od przygotowania studenta możliwe jest

włączenie się także w ten program badań, a także rachunki oscylacji dysków wokół gwiazd neutronowych), ale uważano, ze mechanizm zmienności czasowej w białych karłach jest odrębny. Najnowsza analiza potencjału grawitacyjnego wokół rotujących gwiazd dopuszcza istnienie analogicznych drgań wokół białych karłów. Proponowana jest wiec analiza drgań dysków wokół białych karłów.

Projekt stanowi wprowadzenie w bardzo żywą dziedzinę badań prowadzonych przy pomocy satelitarnych detektorów rentgenowskich (promieniowanie X) i wymaga zastosowania przydatnych w innych kontekstach równań hydrodynamiki i technik wyprowadzania równań dyspersyjnych.

Place: CAMK Warsaw, time: TBA

Supervisor: prof. Włodzimierz Kluźniak (wlodek@camk.edu.pl)


17. Sterowanie zrobotyzowanymi teleskopami globalnej sieci projektu SOLARIS.
Dzięki finansowaniu z European Research Council (grant w ramach konkursu "Ideas", 1.5 mln Euro), FNP (grant FOCUS), MNiSW (grant wspomagający) oraz NCN (grant badawczy) na łączną kwotę ponad 10 mln PLN Supervisor uruchamia wraz ze swoją grupą sieć zrobotyzowanych teleskopów (4 teleskopy 0.5-m - Australia, Południowa Afryka i Argentyna). Strona projektu: http://www.projectsolaris.eu/. Poszukujemy studentów/studentki, którzy/które wsparli/ły by projekt umiejętnościami programistycznymi wykonując fragmentyoprogramowania do zarządzania zrobotyzowanymi teleskopami oraz dostarczanymi przez nich danymi. Wiedzia astronomiczna nie jest wymagana.

Place: CAMK Toruń, time: TBA

Supervisor: prof. Maciej Konacki (maciej@ncac.torun.pl)


18.  Astroseismologia - Konstruowanie modeli sejsmicznych gwiazd Gamma Pegasi i Nu Eridani.

W jasnych gwiazdach Gamma Pegasi i Nu Eridani wykryto kilkanascie pulsacji z okresami od kilku godzin do prawie dwóch dni. Dopasowanie teoretycznego widma oscylacji do obserwowanego pozwoli zrozumieć szczegóły budowy wewnętrznej tych gwiazd i zachodzących w nich procesów fizycznych (reakcje jądrowe, konwekcja, rotacja) oraz sprawdzić/zmodyfikować istniejące dane fizyki atomowej dot. transferu energii w wysokotemperaturowej plazmie (w warunkach zbliżonych do wybuchów termojądrowych). Projekt bedzie polegal na konstruowaniu wielu modeli tych gwiazd i obliczeniu ich oscylacji w celu znalezienia modeli najlepiej odtwarzających dane obserwacyjne. Szegolowe cechy obserwowanych oscylacji w tych dwoch gwiazdach sa blizniaczo podobne. Obydwie gwiazdy sa na liscie głównych obiektow badania za pośrednictwem rodziny  nanosatelitow BRITE (w tym dwóch polskich).

Wymagania: znajomosc Fortranu na przynajmniej średnim poziomie, pozwalajacym rozumieć
i modyfikowac gotowe programy.

Place: CAMK Warsaw, time: TBA

Supervisor: dr hab. Aleksiej Pamiatnych (alosza@camk.edu.pl).