Quasars are valuable sources for several cosmological applications. In particular, they can be used to trace some of the heaviest halos and their high intrinsic luminosities allow them to be detected at high redshifts. This implies that quasars (or active galactic nuclei, in a more general sense) have a huge potential to map the large-scale structure. However, this potential has not yet been fully realized, because instruments which rely on broad-band imaging to pre-select spectroscopic targets usually miss most quasars and, consequently, are not able to properly separate broad-line emitting quasars from other point-like sources (such as stars and low resolution galaxies). This work is an initial attempt to investigate the realistic gains on the identification and separation of quasars and stars when medium- and narrow-band filters in the optical are employed. The main novelty of our approach is the use of Bayesian priors both for the angular distribution of stars of different types on the sky and for the distribution of quasars as a function of redshift. Since the evidence from these priors convolve the angular dependence of stars with the redshift dependence of quasars, this allows us to control for the near degeneracy between these objects. However, our results are inconclusive to quantify the efficiency of star-quasar separation by using this approach and, hence, some critical refinements and improvements are still necessary. / Quasares são objetos valiosos para diversas aplicações cosmológicas. Em particular, eles podem ser usados para localizar alguns dos halos mais massivos e suas luminosidades intrinsecamente elevadas permitem que eles sejam detectados a altos redshifts. Isso implica que quasares (ou núcleos ativos de galáxias, de um modo geral) possuem um grande potencial para mapear a estrutura em larga escala. Entretanto, esse potencial ainda não foi completamente atingido, porque instrumentos que se baseiam no imageamento por bandas largas para pré-selecionar alvos espectroscópicos perdem a maioria dos quasares e, consequentemente, não são capazes de separar adequadamente quasares com linhas de emissão largas de outras fontes pontuais (como estrelas e galáxias de baixa resolução). Esse trabalho é uma tentativa inicial de investigar os ganhos reais na identificação e separação de quasares e estrelas quando são usados filtros de bandas médias e estreitas. A principal novidade desse método é o uso de priors Bayesianos tanto para a distribuição angular de estrelas de diferentes tipos no céu quanto para a distribuição de quasares como função do redshift. Como a evidência desses priors é uma convolução entre a dependência angular das estrelas e a dependência em redshift dos quasares, isso permite que a degenerescência entre esses objetos seja levada em consideração. Entretanto, nossos resultados ainda são inconclusivos para quantificar a eficiência da separação entre estrelas e quasares utilizando esse método e, portanto, alguns refinamentos críticos são necessários.

Quasars are valuable sources for several cosmological applications. In particular, they can be used to trace some of the heaviest halos and their high intrinsic luminosities allow them to be detected at high redshifts. This implies that quasars (or active galactic nuclei, in a more general sense) have a huge potential to map the large-scale structure. However, this potential has not yet been fully realized, because instruments which rely on broad-band imaging to pre-select spectroscopic targets usually miss most quasars and, consequently, are not able to properly separate broad-line emitting quasars from other point-like sources (such as stars and low resolution galaxies). This work is an initial attempt to investigate the realistic gains on the identification and separation of quasars and stars when medium- and narrow-band filters in the optical are employed. The main novelty of our approach is the use of Bayesian priors both for the angular distribution of stars of different types on the sky and for the distribution of quasars as a function of redshift. Since the evidence from these priors convolve the angular dependence of stars with the redshift dependence of quasars, this allows us to control for the near degeneracy between these objects. However, our results are inconclusive to quantify the efficiency of star-quasar separation by using this approach and, hence, some critical refinements and improvements are still necessary. / Quasares são objetos valiosos para diversas aplicações cosmológicas. Em particular, eles podem ser usados para localizar alguns dos halos mais massivos e suas luminosidades intrinsecamente elevadas permitem que eles sejam detectados a altos redshifts. Isso implica que quasares (ou núcleos ativos de galáxias, de um modo geral) possuem um grande potencial para mapear a estrutura em larga escala. Entretanto, esse potencial ainda não foi completamente atingido, porque instrumentos que se baseiam no imageamento por bandas largas para pré-selecionar alvos espectroscópicos perdem a maioria dos quasares e, consequentemente, não são capazes de separar adequadamente quasares com linhas de emissão largas de outras fontes pontuais (como estrelas e galáxias de baixa resolução). Esse trabalho é uma tentativa inicial de investigar os ganhos reais na identificação e separação de quasares e estrelas quando são usados filtros de bandas médias e estreitas. A principal novidade desse método é o uso de priors Bayesianos tanto para a distribuição angular de estrelas de diferentes tipos no céu quanto para a distribuição de quasares como função do redshift. Como a evidência desses priors é uma convolução entre a dependência angular das estrelas e a dependência em redshift dos quasares, isso permite que a degenerescência entre esses objetos seja levada em consideração. Entretanto, nossos resultados ainda são inconclusivos para quantificar a eficiência da separação entre estrelas e quasares utilizando esse método e, portanto, alguns refinamentos críticos são necessários.

We present two-dimensional (2D) maps for emission-line fluxes and ratios and kinematics for the central regions of the Seyfert galaxies NGC 4501 and NGC 3982, from optical spectra obtained with the GMOS (Gemini Multi Object Spectrograph) Integral Field Unit (IFU) at the Gemini North telescope at a spatial resolution of ≈ 50 pc for NGC4501 and ≈30 pc for NGC 3982. This maps were constructed from by fitting the emission-line profiles of Ha, [N II] ll6548,6583, [S II] ll6716,6730 e [O I] l63000 by Gaussian curves. For NGC 4501, we have also obtained measurements for the stellar kinematics by fitting the Na I l5897 °A absorption by stellar templates, using the pPXF method. Such measurements were not possible for NGC3982, due to the nondetection of absorption lines with signal-to-noise ration high enough. NGC 4501 presents extended-line emission to up to 5′′ from the nucleus with flux peak seen at the nucleus. NGC3982 also presents the emission peak at the nucleus for all lines, however it presents emission over the field of view (7′′ × 15′′). A ring of H II regions is observed in the Ha emission with a radius of 5′′ from the nucleus for this galaxy. The gas velocity fields for both galaxies present rotation pattern, being well represented by a kinematic model of rotating disk with circular orbits in the plane of the galaxy. The highest residuals (observed velocities − model) present correlations with dust structures, which can be interpreted as inflows towards the nucleus. The stellar velocity dispersion of the bulge of NGC 4501 is s⋆=150±30 kms−1, resulting in a black hole mass of MBH=3+5 −2 ×107M⊙ based on the M − s relationship. The velocity dispersion map for NGC4501 show values ranging from 50 to 150 kms−1 for the forbidden lines, while the Ha maps shows overall smaller values, with s < 100 kms−1 at all locations. The highest s values for all emission lines are observed at 2-3′′ northeast from the nucleus for NGC 4501, being co-spatial with a distortion seen in the velocity field. In NGC 3982 observed s values ranging 50 to 150 kms−1, with the highest values observed at 1′′ east from the nucleus. The electron density maps obtained from the [S II] l 6716/l6730 line ratio shows values between 100 cm−3 the nucleus to 900 cm−3 in a ring with radius 1′′ for NGC 4501 and values reaching 100 cm−3 to 3000 cm−3 for NGC 3982. / Apresentamos mapas bidimensionais (2D) para fluxos e razões de linhas de emissão e para cinemática do gás da região central das galáxias Seyferts NGC 4501 e NGC3982 a partir de espectros ópticos obtidos com a unidade de campo integral do instrumento GMOS (Gemini Multi Object Spectrograph) no telescópio Gemini Norte, com resolução espacial de ≈50 pc para NGC4501 e ≈30 pc para NGC3982. Estes mapas foram construídos a partir do ajuste de Gaussianas aos perfis das linhas de emissão de Ha, [N II] ll6548,6583, [S II] ll6716,6730 e [O I] l6300. Para NGC4501, obtivemos ainda medidas da cinemática estelar a partir do ajuste da absorção do Na I l5897 °A por templates estelares. Tais medidas não foram possíveis para NGC3982, pois não foram detectadas linhas de absorção com razão sinal ruido suficientemente alto. NGC4501 apresenta emissão estendida até 5′′ do núcleo, com pico de fluxo observado na posição nuclear. NGC3982 também apresenta pico de emissão no núcleo para todas as linhas, porém apresenta emissão em todo o campo observado (7′′ ×15′′). Observa-se um anel de regiões H II a 5′′ do núcleo para esta galáxia. Os campos de velocidades do gás para ambas as galáxias apresentam um padrão de rotação, sendo bem representados por um modelo cinemático para um disco em rotação com órbitas circulares. O mapa de resíduos (velocidades observadas − modelo) mostra correlações com estruturas de poeira, que sugerem inflows de gás em direção ao núcleo das galáxias. A dispersão e velocidade estelar para o bojo de NGC 4501 é s⋆=150±30 kms−1, que resulta em uma massa para o buraco negro supermassivo de MBH=3+5−2 ×107M⊙ utilizando a relação M − s. Os mapas de dispersão de velocidades (s) para NGC 4501 mostram valores de 50 a 150 kms−1 para linhas proibidas, enquanto que Ha apresenta valores menores, com s < 100 kms−1 em todo o campo. Os maiores valores de s para todas as linhas de emissão são observados a 2-3′′ a nordeste do núcleo, sendo co-espacial com uma distorção vista no campo de velocidades. Em NGC3982 observam-se valores de s entre 50 a 150 kms−1, com os maiores valores observados a 1′′ a leste do núcleo. Os mapas de densidades eletrônica obtidos da razão de linhas do [S II] l 6716/l6730 mostram valores entre 100 cm−3 no n´ucleo e 900 cm−3 em um anel com raio de 1′′ ao redor do núcleo para NGC4501 e valores entre 100 cm−3 e 3000 cm−3 para NGC 3982. Estes valores são comparáveis aos obtidos para outras galáxias ativas.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work, we present a two-dimensional mapping of the central region of the active galaxies NGC 1068 and NGC 2110, using near infrared integral field spectroscopy with the instrument NIFS (Near-infrared Integral Field Spectrograph) on the Gemini North Telescope. For NGC1068, we present measurements for the stellar kinematics by fitting the CO absorptions in the H and K bands, at a spatial resolution of � 8 pc. For NGC2110 we used K band observations at a spatial resolution of � 24pc. Besides the stellar kinematics, we present flux distributions and kinematics for the molecular and ionized gas emission lines. The stellar velocity fields for both galaxies present a typical rotation pattern, being well represented by a kinematic model, in wich the stars have circular orbits in the plane of disk and are subject to a Plummer potential. The mass of the supermassive black hole in the center of NGC1068 was estimated to be M = 4.3+6 −3 × 107M� from M −s? relation. For NGC 2110, M was estimated to be M = 1.3+2.5 −0.7 × 108M�. The maps for the kinematics and flux distributions of the emitting gas for NGC 2110 were obtained by fitting the H2 l2.1218μm and H I l2.1661μm emission-line profiles by Gauss-Hermite series. The H2 presents extended emission in the whole field of observation, while the Brg is extended only in the southeast northwest direction. The H2 emission is consistent with emission of gas excited by thermal processes, such as gas heated by X-rays from the AGN or shocks. We estimated an excitation temperature of � 2100−2700K for H2 emitting gas. The masses of molecular and ionized gas were estimated from fluxes of the H2 l2.1218 and Brg emission lines as MH2 � 1.4 × 103M� and MHII � 1.7 × 106M�, respectively. The gas velocity fields present a rotation pattern similar to those observed for the stars. In addition, the H2 velocity field presents other kinematic components. Two spiral structures are observed in blueshifts to the north of the nucleus and redshifts to the south of it. If these kinematic structures are originated from emission of gas located in the plane of the galaxy, they can be interpreted as gas flow towards the nucleus (inflow) of the galaxy along the spiral arms. In this case, the mass inflow rate is estimated to be � 4 × 10−4M� yr−1. Another kinematic component observed for H2 emitting gas was interpreted as ejection of gas from the nucleus (outflow) within a bi-cone with a mass outflow rate of � 4.66 × 10−4M� yr−1. / Neste trabalho, mapeamos bidimensionalmente a região central das galáxias ativas NGC 1068 e NGC 2110, a partir de observações no infravermelho próximo (IV) com o instrumento NIFS (Nearinfrared Integral Field Spectrograph) do telescópio Gemini Norte. Para NGC1068 apresentamos medidas da cinemática estelar a partir de ajustes das bandas de absorção do CO nas bandas H e K, com resolução espacial de ≈ 8 pc. Já para NGC 2110, a resolução espacial é ≈ 24pc e utilizamos as absorções do CO na banda K para obter a cinemática estelar. Realizamos também medidas da cinemática e distribuições de fluxos para o gás molecular e para o g´as ionizado, emissor de linhas na banda K. Os campos de velocidades estelar para as duas galáxias apresentam um padrão de rotação típico, sendo bem representados por um modelo cinemático no qual as estrelas descrevem órbitas circulares no plano do disco e estão sujeitas a um potencial de Plummer. A massa do buraco negro supermassivo (BNS) no centro de NGC 1068 foi estimada como sendo M = 4.3+6 −3 × 107M⊙ a partir da relação M −s?. Para NGC 2110, a massa do BNS foi estimada em M = 1.3+2.5 -0.7 × 108M⊙. Os mapas para as distribuições de fluxos e cinemática do gás para NGC 2110 foram obtidos por ajustes de séries de Gauss-Hermite aos perfis das linhas de emissão do H2 l2.1218μm e H I l2.1661μm (Brg). Observa-se emissão estentida para o H2 em todo o campo de observação, enquanto que a emissão de Brγ é estendida somente na direçãoo sudeste noroeste. A emissão H2 é consistente com emissão de gás excitado por processos térmicos, tais como choques ou aquecimento do gás por raios-X emitidos pelos AGNs (Active Galactic Nuclei). Estimamos uma temperatura de excitação entre 2100−2700K para o gás emissor de H2. Massas de gás ionizado e molecular foram estimadas a partir dos fluxos das linhas de emissão Brγ e H2 l2.1218 e valem MHII ≈ 1.7 × 106M⊙ e MH2 ≈ 1.4 × 103M⊙, respectivamente. Os campos de velocidades do gás apresentam um padrão de rotação típico, semelhante ao observado para as estrelas. Adicionalmente a este padrão de rotação observam-se diferentes componentes cinemáticas para o H2. São observadas duas estruturas em forma de espiral em blueshifts ao norte do núcleo e redshifts ao sul do mesmo. Assumindo que estas estruturas tem origem em emissão do gás no plano da galáxia elas podem ser interpretadas como escoamentos de gás em direção ao núcleo (inflows). Estimamos uma taxa de inflow de ≈ 4 × 10−4M⊙ ano−1. Outra componente cinemática observada para o H2 foi interpretada como ejeção de gás do núcleo (outflows) com uma taxa de ≈ 4.66 × 10−4M⊙ ano−1.

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Este trabalho consiste no estudo de cubos de dados das regiões centrais de quatro galáxias com mesmo tipo morfológico da Via Láctea: NGC 1566, NGC 6744, NGC 613 e NGC 134. As observações foram feitas no período de 2013 a 2015 com o Integral Field Unit do Gemini Multi-Object Spectrograph do telescópio Gemini Sul. Foram utilizadas técnicas de análise de dados como Tomografia PCA, síntese espectral e Penalized Pixel Fitting. Além disso, para todos objetos, foram calculadas razões de linhas de emissão dos espectros das regiões centrais, imagens da emissão de [SII] 6716, 6731 das nuvens de alta e baixa densidades foram feitas e, em dois casos (NGC 1566 e NGC 613), analisaram-se imagens do Hubble Space Telescope para melhor entendimento do ambiente circumnuclear. Foram encontrados 6 espectros com emissão compatível com a de AGNs na amostra, sendo que, em duas galáxias, existe a possibilidade de AGNs duplos: NGC 6744 e NGC 613. No geral, todas as galáxias apresentaram populações estelares de idades variadas em suas regiões centrais, porém, predominantemente, com metalicidades altas (0.02 e 0.05). Todas as galáxias apresentaram cinemática estelar compatível com discos de rotação em torno do núcleo e, em duas galáxias (NGC 1566 e NGC 6744), foi observado um decréscimo da dispersão de velocidades estelar em direção ao núcleo, possivelmente devido à presença de estrelas jovens massivas. A emissão do featureless continuum do núcleo da galáxia de Seyfert NGC 1566 foi, pela primeira vez, isolada e estudada, sendo que foi encontrado um índice espectral igual 1.7. Uma amostra de quatro galáxias não é estatisticamente conclusiva e será necessário ampliar a amostra para um melhor entendimento global dos núcleos de galáxias de mesmo tipo morfológico da Via Láctea. / This work involved the analysis of data cubes of four nuclear regions of galaxies that have the same morphological type of the Milky Way: NGC 1566, NGC 6744, NGC 613 and NGC 134. The observations were taken in the period of 2013 to 2015 with the Integral Field Unit of Gemini Multi-object Spectrograph on the Gemini South telescope. The data were analyzed using techniques like PCA Tomography, spectral synthesis and the Penalized Pixel Fitting process. Besides that, for all the objects, emission-line ratios of the central regions were calculated, images of the emission-lines [SII]6716, 6731 of clouds of high and low densities were made and, in two cases (NGC 1566 and NGC 6744), their Hubble Space Telescope images were analyzed for better understanding of their circumnuclear regions. 6 spectra of the sample had emission compatible with that of AGNs, in two galaxies, there is a possibility of double AGN: NGC 613 and NGC 6744. In general, all the galaxies presented stellar populations with varying ages in their central regions, however mainly with high metallicities (0.02 and 0.05). All the galaxies presented stellar kinematics compatible with rotation disks around the central source and, in two galaxies (NGC 1566 and NGC 6744), there was a stellar dispersion velocity decrease toward the nuclei, possibly due to the presence of massive young stars. The featureless continuum emission of the Seyfert galaxy NGC 1566 was, for the rst time, isolated and studied. It was found that its spectral index is equal to 1.7. A sample of four galaxies is not conclusive and it is necessary to enlarge this sample to a better global understanding of the nuclei of galaxies with the same morphological type of the Milky Way.

Este trabalho consiste no estudo de cubos de dados das regiões centrais de quatro galáxias com mesmo tipo morfológico da Via Láctea: NGC 1566, NGC 6744, NGC 613 e NGC 134. As observações foram feitas no período de 2013 a 2015 com o Integral Field Unit do Gemini Multi-Object Spectrograph do telescópio Gemini Sul. Foram utilizadas técnicas de análise de dados como Tomografia PCA, síntese espectral e Penalized Pixel Fitting. Além disso, para todos objetos, foram calculadas razões de linhas de emissão dos espectros das regiões centrais, imagens da emissão de [SII] 6716, 6731 das nuvens de alta e baixa densidades foram feitas e, em dois casos (NGC 1566 e NGC 613), analisaram-se imagens do Hubble Space Telescope para melhor entendimento do ambiente circumnuclear. Foram encontrados 6 espectros com emissão compatível com a de AGNs na amostra, sendo que, em duas galáxias, existe a possibilidade de AGNs duplos: NGC 6744 e NGC 613. No geral, todas as galáxias apresentaram populações estelares de idades variadas em suas regiões centrais, porém, predominantemente, com metalicidades altas (0.02 e 0.05). Todas as galáxias apresentaram cinemática estelar compatível com discos de rotação em torno do núcleo e, em duas galáxias (NGC 1566 e NGC 6744), foi observado um decréscimo da dispersão de velocidades estelar em direção ao núcleo, possivelmente devido à presença de estrelas jovens massivas. A emissão do featureless continuum do núcleo da galáxia de Seyfert NGC 1566 foi, pela primeira vez, isolada e estudada, sendo que foi encontrado um índice espectral igual 1.7. Uma amostra de quatro galáxias não é estatisticamente conclusiva e será necessário ampliar a amostra para um melhor entendimento global dos núcleos de galáxias de mesmo tipo morfológico da Via Láctea. / This work involved the analysis of data cubes of four nuclear regions of galaxies that have the same morphological type of the Milky Way: NGC 1566, NGC 6744, NGC 613 and NGC 134. The observations were taken in the period of 2013 to 2015 with the Integral Field Unit of Gemini Multi-object Spectrograph on the Gemini South telescope. The data were analyzed using techniques like PCA Tomography, spectral synthesis and the Penalized Pixel Fitting process. Besides that, for all the objects, emission-line ratios of the central regions were calculated, images of the emission-lines [SII]6716, 6731 of clouds of high and low densities were made and, in two cases (NGC 1566 and NGC 6744), their Hubble Space Telescope images were analyzed for better understanding of their circumnuclear regions. 6 spectra of the sample had emission compatible with that of AGNs, in two galaxies, there is a possibility of double AGN: NGC 613 and NGC 6744. In general, all the galaxies presented stellar populations with varying ages in their central regions, however mainly with high metallicities (0.02 and 0.05). All the galaxies presented stellar kinematics compatible with rotation disks around the central source and, in two galaxies (NGC 1566 and NGC 6744), there was a stellar dispersion velocity decrease toward the nuclei, possibly due to the presence of massive young stars. The featureless continuum emission of the Seyfert galaxy NGC 1566 was, for the rst time, isolated and studied. It was found that its spectral index is equal to 1.7. A sample of four galaxies is not conclusive and it is necessary to enlarge this sample to a better global understanding of the nuclei of galaxies with the same morphological type of the Milky Way.

Neste trabalho estudamos a dinâmica de discos torcidos finos e espessos para compreender melhor a propagação da deformação nestes discos. No caso dos discos finos, estudamos a física do efeito Bardeen-Petterson e aplicamos este modelo para explicar o jato em escalas de parsec e kilo-parsec da galáxia NGC 1275. Encotramos que o efeito Bardeen-Petterson reproduziu muito bem a forma do jato e com isto derivamos os parâmetros do disco como raio, valores das viscosidades azimutal e vertical, lei de potência da densidade superficial e spin do buraco negro. Para uma melhor compreensão da física destes discos, realizamos simulações GRMHD de discos moderadamente finos tanto planos como inclinados para estudar a evolução do ângulo de inclinação entre os momentos angular do buraco negro e do disco de acresção assim como o ângulo de torção que está associado com a precessão do disco. Encontramos que quando o disco de acresção e o buraco negro rotacionam no mesmo sentido, o ângulo de inclinação entre os momentos angular apresentou um comportamento oscilatório na parte interna do disco e permaneceu constante na parte externa em acordo com as previsões teóricas. Já quando o buraco negro rotacina no sentido oposto ao disco de acresção, encontramos pela primeira vez numa simulação GRMHD evidências de alinhamento, ocorrendo um alinhamento de 10\\% do angulo entre os momentos angulares do disco e buraco negro. Além disso, comprovamos pela primeira vez numa simulação GRMHD a não isotropia do stress. Utilizando um modelo semi-analítico, comparamos os resultados de nossas simulações com este modelo, utilizando os dados da simulações de disco plano como entrada e obitivemos os mesmos comportamentos das simulações tanto no caso prógrado quanto no caso retrógrado mostrando que o alinhamento é devido ao regime onda. / In this work we studied the dynamics of twisted thin and thick disks to better understand how the warp propagates in these discs. In the case of thin discs, we studied the physics of the Bardeen-Petterson effect and we applied this model to explain the shape of the jet in both parsec and kilo-parsec scales of the galaxy NGC 1275. We found that the Bardeen-Petterson effect could explain very well the shape of the jet and with that we derived the disc parameters such as its radius, the values of the kinematic azimutal and vertical viscosities, the power-law of the surface density and the spin of the black hole. To better understand the physics of such discs, we have performed GRMHD simulations of moderatelly thin tilted disks to study the evolution of the tilt angle between the angular momentum of the accretion disk and black hole and also the twist angle which is associated with the precession of the disc. We found that when the accretion disc and the black hole are rotating in the same direction, the tilt angle showed an oscillatory behavior in the inner parts of the disk while in the outer parts it remained constant in agreement with the theorical modelos. However, when both rotate in the opposite direction, we found for the very first time in a GRMHD simulation, evidences of alignment of 10\\% of the tilt angle. Besides that, we prove for the first time in a GRMHD simulation that the stress is far from being isotropic. Using a semi-analitic model, we compared the results of our simulations with this model, using the datas of the untilted simulations as inputs and we found the same behaviors found in the simulations even in prograde case as in the retrograde case showing that the alignment is due to bending waves.

Neste trabalho estudamos a dinâmica de discos torcidos finos e espessos para compreender melhor a propagação da deformação nestes discos. No caso dos discos finos, estudamos a física do efeito Bardeen-Petterson e aplicamos este modelo para explicar o jato em escalas de parsec e kilo-parsec da galáxia NGC 1275. Encotramos que o efeito Bardeen-Petterson reproduziu muito bem a forma do jato e com isto derivamos os parâmetros do disco como raio, valores das viscosidades azimutal e vertical, lei de potência da densidade superficial e spin do buraco negro. Para uma melhor compreensão da física destes discos, realizamos simulações GRMHD de discos moderadamente finos tanto planos como inclinados para estudar a evolução do ângulo de inclinação entre os momentos angular do buraco negro e do disco de acresção assim como o ângulo de torção que está associado com a precessão do disco. Encontramos que quando o disco de acresção e o buraco negro rotacionam no mesmo sentido, o ângulo de inclinação entre os momentos angular apresentou um comportamento oscilatório na parte interna do disco e permaneceu constante na parte externa em acordo com as previsões teóricas. Já quando o buraco negro rotacina no sentido oposto ao disco de acresção, encontramos pela primeira vez numa simulação GRMHD evidências de alinhamento, ocorrendo um alinhamento de 10\\% do angulo entre os momentos angulares do disco e buraco negro. Além disso, comprovamos pela primeira vez numa simulação GRMHD a não isotropia do stress. Utilizando um modelo semi-analítico, comparamos os resultados de nossas simulações com este modelo, utilizando os dados da simulações de disco plano como entrada e obitivemos os mesmos comportamentos das simulações tanto no caso prógrado quanto no caso retrógrado mostrando que o alinhamento é devido ao regime onda. / In this work we studied the dynamics of twisted thin and thick disks to better understand how the warp propagates in these discs. In the case of thin discs, we studied the physics of the Bardeen-Petterson effect and we applied this model to explain the shape of the jet in both parsec and kilo-parsec scales of the galaxy NGC 1275. We found that the Bardeen-Petterson effect could explain very well the shape of the jet and with that we derived the disc parameters such as its radius, the values of the kinematic azimutal and vertical viscosities, the power-law of the surface density and the spin of the black hole. To better understand the physics of such discs, we have performed GRMHD simulations of moderatelly thin tilted disks to study the evolution of the tilt angle between the angular momentum of the accretion disk and black hole and also the twist angle which is associated with the precession of the disc. We found that when the accretion disc and the black hole are rotating in the same direction, the tilt angle showed an oscillatory behavior in the inner parts of the disk while in the outer parts it remained constant in agreement with the theorical modelos. However, when both rotate in the opposite direction, we found for the very first time in a GRMHD simulation, evidences of alignment of 10\\% of the tilt angle. Besides that, we prove for the first time in a GRMHD simulation that the stress is far from being isotropic. Using a semi-analitic model, we compared the results of our simulations with this model, using the datas of the untilted simulations as inputs and we found the same behaviors found in the simulations even in prograde case as in the retrograde case showing that the alignment is due to bending waves.

This thesis focuses on the evolution of zonal flows in self-gravitating accretion discs and their resulting effect on disc stability; it also studies the process of disc gravito-turbulence, with particular emphasis given to the way the turbulent state is able to extract energy from the background flow and sustain itself by means of a feedback. Chapters 1 and 2 provide an overview of systems involving accretion discs and a theoretical introduction to the theory of accretion discs, along with potential methods of angular momentum transport to explain the observed accretion rates. To address the issue of the gravito-turbulence self-sustenance, a compressible non-linear spectral code (dubbed CASPER) was developed from scratch in C; its equations and specifications are laid out in Chapter 3. In Chapter 4 an ideal (no viscosities or cooling) linear stability analysis to non-axisymmetric perturbations is carried out when a zonal flow is present in the flow. This yields two instabilities: a Kelvin-Helmholtz instability (active only if the zonal flow wavelength is sufficiently small) and one driven by self-gravity. A stability analysis of the zonal flow itself is carried out in Chapter 5 by means of an axisymmetric linear analysis, using non-ideal conditions. This considers instability due to both density wave modes (which give rise to overstability) and slow modes (which result in thermal or viscous instability) and, thanks a different perturbation wavelength regime, represents an extension to the classical theory of thermal and viscous instabilities. The slow mode instability is found to be aided by high Prandtl numbers and adiabatic index γ values, while quenched by fast cooling. The overstability is likewise stabilised by fast cooling, and occurs in a non-self-gravitational regime only if γ ≲ 1.305. Lastly, Chapter 6 illustrates the results of the non-linear simulations carried out using the CASPER code. Here the system settles into a state of gravito-turbulence, which appears to be linked to a spontaneously-developing zonal flow. Results show that this zonal flow is driven by the slow mode instability discussed in Chapter 5, and that the presence of zonal flows triggers a non-axisymmetric instability, as seen in Chapter 4. The role of the latter is to constrain the zonal flow amplitude, with the resulting zonal flow disruption providing a generation of shearing waves which permits the self-sustenance of the turbulent state.