Implementamos um metodo de Simulacao para calculos de Dinamica Molecular usando o modelo simi-empirico "Tight-Binding". O procedimento permite que as interacoes interatomicas sejam determinadas pelos calculos de estrutura eletronica e energia total de primeiros principios sem recorrer ao ajuste de dados experimentais. Para isto, criamos um codigo computacional (TB) para o calculo de estrutura eletronica de sistemas moleculares, desenvolvemos um programa para Otimizacao de geometria de aglomerados moleculares baseado no metodo de Recozimento Simulado e o unificamos ao TB. Tambem construimos um programa para o calculo de forcas atomicas para ser empregado em simulacoes de Dinamica Molecular de sistemas moleculares.Para efeito de teste, aplicamos a metodologia de otimizacao a aglomerados pequenos de silicio (';SiIND.n';< OU =';10). Esta escolha justifica-se devido ao interesse em aglomerados de silicio de porte medio (';SiIND.n';';< n < 50';), bem como a existencia de calculos de primeiros principios para aglomerados pequenos.A Dinamica Molecular de "Tight-Binding" foi testada para ';SiIND.2'; e ';SiIND.3'; mostrando resultados satisfatorios de conservacao de energia e frequencias vibracionais.Concluimos que a utilizacao desse metodo para aglomerados maiores, onde os calculos de primeiros principios sao proibitivos, sao promissores. De fato, estas investigacoes ja encontram-se em andamento.

Os materiais formados pelos elementos do grupo 13 e 14 da tabela periódica são de grande importância na construção de componentes eletrônicos como diodos e transistores. Por meio da deposição por vapor químico, quantidades controladas de átomos (boro, por exemplo) são introduzidas para modificar a estrutura eletrônica de aglomerados formados por outros elementos (o silício, por exemplo). Neste trabalho, foram realizados estudos para os aglomerados NnMm (N,M = Si, Ge, B, Al, Ga), com n + m ? 4, utilizando o método da teoria da perturbação de Møller-Plesset em segunda ordem (MP2), o método coupled cluster com excitações simples e duplas e triplas conectadas (CCSD(T)) e o método B3LYP baseado na teoria do funcional da densidade com os conjuntos de base cc-pVTZ e cc-pVQZ. Os resultados CCSD(T) foram extrapolados para o limite do conjunto de base completo (CBS, do inglês complete basis set). Os resultados CCSD(T)/CBS estão de acordo com os valores experimentais encontrados. Vários aglomerados foram estudados pela primeira vez. Para os aglomerados contendo apenas alumínio, verificou-se um caráter multiconfiguracional moderado, enquanto os funcionais com maior porcentagem de correlação Hartree-Fock apresentaram bom desempenho comparados aos valores CCSD(T)/CBS e em concordância com os resultados experimentais existentes.

Neste trabalho foram usados aglomerados abertos de três catálogos distintos (WEBDA, DAML02 e MWSC) e diferentes métodos de determinação de parâmetros para determinar as propriedades estruturais do Disco Fino da Via-Láctea na vizinhança Solar, como a escala de altura dos aglomerados e uma determinação para o deslocamento vertical do Sol com relação ao plano do Disco Galáctico. Tendo em vista o maior número de objetos, sua metodologia consistente entre todos os objetos catalogados e uma maior capacidade de detectar objetos distantes do Sol, o catálogo MWSC, aqui chamado de CatA, foi nosso principal objeto de estudo. Os demais servindo, principalmente, como comparação, para garantir consistência com resultados obtidos de catálogos anteriores. Cada catálogo gerou um valor diferente para cada parâmetro estudado, porém estes valores concordam entre si, de acordo com os erros esperados embutidos na obtenção de dados e nas diferentes características de cada catálogo. Na busca por determinar os parâmetros estruturais mais básicos, como os descritos acima, encontramos duas populações distintas de aglomerados, traçando diferentes perfis exponenciais, altura com relação ao plano e assinaturas de idade diferentes. Para diferenciar estas populações, usamos um sub-índice j = 1 para a população com menor escala de altura, 69pc para CatA, com maior proporção de objetos jovens e com maior relevância para regiões próximas ao plano do Disco, Z < 200pc. J´a para a população predominantemente composta por aglomerados relativamente velhos, com maior relevância em distâncias verticais superiores a 200pc, com escala de altura de aproximadamente 409pc, novamente referente à CatA, usamos o sub-índice j = 2. Ambas as populações surgem naturalmente dos três catálogos ao expandirmos o perfil de probabilidade das distribuições dos aglomerados com relação à altura vertical, Z. Em todos os catálogos, o ponto de encontro destas duas populações ocorre em uma altura de Z 200pc. A população j = 2 apresenta valores muito próximos aos presentes na literatura, quando os objetos utilizados para tal determinação não são aglomerados, mas sim estrelas do campo, por exemplo. Outra característica compartilhada por todos os catálogos foi a detecção de uma sutil flutuação na distribuição de objetos com relaçãoà altura. Esta flutuação apresenta um acréscimo de aglomerados na parte Sul do Disco e, na mesma região ao Norte, um decréscimo. Com auxílio de distribuições do tipo Hess, pudemos verificar que estas flutuações possuem uma relação antissimétrica e apresentam um foco em uma região distante 400pc do Sol, 8.85kpc do Centro Galáctico e com uma altura modular em relação ao Disco de 125pc. As causas para esta sutil flutuação na distribuição vertical dos OCs seguem em aberto, entretanto. / In this work three distinct open clusters catalogues (WEBDA, DAML02 and MWSC) with different methods for the parameter determination were used to derive the thin Disk structural properties in the Milky Way, such as open cluster scale height and a determination of vertical displacement of the Sun relative to the plane of the Galactic Disk. Considering the larger number of objects, its consistent methodology among all cataloged objects and a more efficient capacity to detect distant objects from the Sun, the MWSC catalog, here called CatA, was our main object of study. The others serving, mainly, as a comparison, to guarantee consistency with results obtained from previous catalogs. Each catalog generated a different value for each parameter studied, but these values agree with one another, according to the expected errors built into the data collection and the different characteristics of each catalog. In the search for determining the basic structural parameters, as described above, we found two distinct open cluster populations, fitting different exponential profiles, height relative to the plane, and different age signatures. To differentiate these populations, we used an index j = 1 for the population with smaller scale height, 69pc for CatA, with larger proportion of young objects and of larger relevance for regions near the Disk plane, Z < 200pc. For the population predominantly composed of relatively old clusters, with a larger relevance in vertical distances of more than 200pc, with a height scale of approximately 409pc, again referring to CatA, we used the index j = 2. Both populations arise naturally from the three catalogs as we expand the distribution of clusters probability profile relative to the vertical height, Z. In all catalogs, the meeting point of these two populations occurs at a height of Z 200pc. The population j = 2 presents values very close to those in the literature, when the objects used for such determination are not clusters, but field stars, for example. Another characteristic shared by all catalogs was the detection of a subtle fluctuation in the distribution of objects with respect to height. This fluctuation presents an increase of clusters in the South part of the Disk and, in the same region to the North, a decrease. With the aid of Hess-type distributions, we can verify that these fluctuations have an antisymmetric relationship and have a focus on a region distant 400pc from the Sun, 8.85kpc from the Galactic Center and a modular height of 125pc in relation to Disk. The causes for this subtle fluctuation in the vertical distribution of the OCs remain open, however.

Este estudo trata de aglomerados estelares, hoje considerados blocos constituintes das galáxias e importantes ferramentas para testes de modelos de evolução estelar e galáctica. Através da fotometria no infravermelho próximo, estudamos nove aglomerados abertos usando dados do 2MASS para determinar parâmetros físicos (idade, distância, avermelhamento e metalicidade) e estruturais (raio do núcleo, raio de maré e raio limite). Os aglomerados abertos apresentam diferentes idades e posições na Galáxia, permitindo a comparação com estudos prévios encontrados na literatura. A primeira parte do trabalho consiste na análise clássica de Diagramas Cor- Magnitude (CMDs), seguindo os passos: (i) análise do perfil de densidade estelar radial (RDP); (ii) construção de CMD; (iii) ajuste de isócronas e (iv) determinação de parâmetros. Os resultados encontrados apresentam diferenças significativas em relação aos da literatura, que haviam sido obtidos a partir de fotometria no óptico. As idades tendem a ser maiores enquanto os módulos de distância e os avermelhamentos apresentam tendência a valores menores. Concluímos, portanto, que é válida uma reanálise dos aglomerados abertos usando a homogeneidade e a boa qualidade dos dados do 2MASS, bem como novas técnicas. Considerando a necessidade de otimização das técnicas fotométricas e de um estudo mais global de aglomerados abertos, realizamos, na segunda parte do trabalho, um estudo estatístico da mesma amostra. Assim, partindo dos parâmetros encontrados no método clássico (a olho), usamos um programa que compara, através de uma estatística likelihood (verossimilhança), o CMD observado com uma grade de CMDs sintéticos obtidos a partir das isócronas de Pádova (Girardi et al., 2002). Comparamos os resultados do ajuste estatístico mantendo a metalicidade fixa no valor encontrado no ajuste clássico e também considerando-a como parâmetro livre. De forma geral, considerando as incertezas, em ambas situações os valores ajustados para idade, módulo de distância e avermelhamento são similares aos parâmetros de entrada. Entretanto, as idades e os módulos de distância tendem a valores maiores do que os obtidos pelo método classico. Por outro lado, os avermelhamentos tendem a ser menores no ajuste estatístico. A vantagem do uso do método está na precisão dos resultados, além de ser uma forma auto-consistente de validar as soluções. Exploramos a estrutura dos aglomerados abertos através de perfis de densidade estelar radial (RDPs) que, associados `a análise de CMDs, sugerem que a amostra inclui aglomerados abertos em diferentes estágios evolutivos. Tendo verificado a relevância do reestudo fotométrico de aglomerados abertos usando dados infravermelhos homogêneos do 2MASS e do método estatístico, realizamos, como terceira parte do trabalho, a determinação dos parâmetros físicos de três candidatos a aglomerados abertos que não possuíam estudos anteriores. / This work deals with star clusters, nowadays considered as building blocks of galaxies and an important tool to test stellar and galaxy evolution models. Using near infrared 2MASS photometry, which is homogeneous, we study open clusters. We determine fundamental (age, reddening, metallicity and distance) and structural (core, tidal and limiting radii) parameters for nine open clusters with different Galaxy positions and ages, which have previous determinations in literature for comparison purposes. The first part consists of classical analysis of the sample CMDs following the steps: (i) analysis of radial stellar density; (ii) construction of the CMDs; (iii) isochrone fittings, and (iv) parameter determinations. Our results show some significant differences with respect to the literature ones, which used optical photometry. The trends are to older ages, whereas distance moduli and reddening are smaller. We conclude that it is worth reanalysing open clusters through homogeneous and well calibrated data from 2MASS, as well as new techniques. Considering the optimisation of photometric techniques, needed to get an overall study of open clusters, we develop the second part of this work, a statistical study of the same sample using likelihood statistics. Using the parameter results from classical method as input data, we use a code to statistically compare the observed CMD with a grid of synthetic CMDs, obtained from the Padova isochrones (Girardi et al., 2002). We compare the statistical results by keeping the metallicity constant and also by considering it as a free parameter. In general, taking into account the uncertainties, both solution types present fitted values for age, distance moduli and reddening similar to the classical ones. We verify that age and distance moduli tends to larger values than those from the classical method. On the other hand, the reddening trend is to smaller values. The advantages of the statistical method are accurate results as well as the auto-consistent way to validate the solutions. We also associate CMD and radial star density profile (RDP) analyses in order to estimate the evolutionary stages for the sample open clusters. We find that the present sample actually includes clusters in different evolutionary stages. In general, we conclude about the relevance of a photometric re-study of open clusters using homogeneous infrared 2MASS data and the statistical method. As a third part of this work, we determine the physical parameters of three open clusters candidates which did not have previous studies.

Caracterizamos estatisticamente a estrutura dos halos de matéria escura extraídos da Simulação do Millennium, uma das maiores simulações do modelo cosmológico CDM realizadas até hoje, com 10 bilhões de partículas num volume de 500h−1Mpc3. Nossos resultados confirmam que na época atual, z = 0, o parâmetro de concentração dos halos se correlaciona com a massa. Esta correlação é ajustada por uma lei de potência no intervalo de massas que corresponde a halos de galáxias (1012h−1M) até aglomerados de galáxias (1015h−1M), log10 c ∞ −α log10M, com α = 0.1. Comparamos a previsão de três modelos existentes na literatura para esta correlação. Medimos a distribuição de probilidade do parâmetro de concentração, que é ajustada com boa aproximação por uma função lognormal com dispersão σlog10 c = 0.1 em todo o intervalo de massas. Verificamos que o parâmetro de concentração é independente do spin do halo quando sistemas claramente fora de equilíbrio são removidos da análise. Comparamos modelos que relacionam o parÂmetro de concentração com histórico de formação extraído da simulação. Mostramos que quando definimos a época de formação levando em conta a distribuição de progenitores do halo e não apenas o progenitor mais massivo, obtemos uma correlação melhor entre densidade média do universo nessa época e a densidade característica do halo. Finalmente, testamos a validade de dois modelos que predizem o parâmetro de concentração a z = 0 com base no histórico de acreção de massa do progenitor mais massivo do halo. / We use the Millennium Simulation (MS) to study the statistics of CDM halo concentrations at z = 0. Our results confirm that the average halo concentration declines monotonically with mass; the concentration-mass relation is well fit by a power-law over 3 decades in mass, up to the most massive objects that form in a CDM universe (~1015h−1M). We compare this relation with three models in the literature. The large volume surveyed, together with the unprecedented numerical resolution of the MS, allow us to estimate with confidence the distribution of concentrations and, consequently, the abundance of systems with unusual properties. We find that halo concentrations are independent of spin once haloes manifestly out of equilibrium have been removed from the sample. The concentrations of out-ofequilibrium haloes tend to be lower and have more scatter, while their spins tend to be higher. A number of previously noted trends within the halo population are induced primarily by these properties of unrelaxed systems. Finally, we compare the result of predicting halo concentrations using the mass assembly history of the main progenitor with predictions based on simple arguments regarding the assembly time of all progenitors. The latter are typically as good or better than the former, suggesting that halo concentration depends not only on the evolutionary path of a halo’s main progenitor, but on how and when all of its constituents collapsed to form non-linear objects.

Neste trabalho buscamos estudar a influencia da densidade ambiental sobre a estrutura de discos galácticos (fino e espesso). Estamos interessados em obter os parâmetros estruturais, como escalas de altura e de comprimento (radial) dos discos fino e espesso de galáxias em ambientes de alta densidade, como grupos compactos de Hickson e aglomerados Abell, e depois compará-los aos parâmetros de galáxias de campo. Para isto, apresentamos um modelo computacional bidimensional de discos galácticos, com diferentes frações relativas de brilho, para a obtenção dos parâmetros estruturais. O modelo foi testado com simulações e também comparado com resultados de ajuste de perfil feitos anteriormente. Este modelo é aplicado sobre nove galáxias, sendo uma de campo e oito em regiões de alta densidade. Através da analise de catálogos da literatura, obtemos contrastes de densidade ambientais para estas galáxias e assim, traçamos as relações entre estrutura e densidade ambiental. Estudamos também as mesmas relações para uma amostra disponível na literatura. Constatamos que não ha uma correlação visível entre as escalas horizontal e vertical dos discos galácticos e a densidade ambiental. Discutimos brevemente as conseqüências desses resultados para os modelos de efeitos ambientais. / In this thesis we investigate the influence of environment density over the structure of galactic discs, both thin and thick. We are interested in extracting structural parameters, such as scalelengths and scaleheights, of discs in galaxies located in high density environments, such as Hickson Compact Groups and Abell clusters, in order to compare them to their counterparts in the field. For that purpose we developed a computational bidimensional model of galactic discs, of different brightnesses. The model was tested with simulations and also confronted to the results of previously done profile fitting. The model was applied to nine galaxies, one of them in the field and the remaining in high density regions. We used galaxy catalogs from the literature in order to estimate density contrasts around these galaxies. We then correlated these densities with disc structure parameters. We also studied the same relation for a sample available in the literature. We concluded that there is no clear correlation between scalelengths and scaleheights and environmental densities. Finally, we briefly discuss the consequences of these results for models that describe environmental effects.

Esse trabalho teve como objetivo o estudo dos aglomerados globulares NGC 6366 e NGC 6397, que estão classificados entre os mais próximos do Sol, através do ajuste de isócronas aos dados fotométricos obtidos em B (4200Å) e V (5500 Å)com o telescópio SOAR e ACS F606W (6060 Å) e F814W (8140 Å) com o Telescópio Espacial Hubble (HST). NGC 6366 é um aglomerado relativamente aberto, de magnitude visual aparente V=9.2 e alta extinção. Com nossos dados do SOAR nas bandas fotométricas B e V conseguimos medir até estrelas de magnitude V=23.5. Com os dados HST, obtidos por Sarajedini et al. (2007) nas bandas F606W e F814W, detectamos até magnitude F606W=26.5 mag. Nós ajustamos isócronas de Padova [Girardi et al. (2000) e Marigo et al. (2008)] calculadas para este trabalho e incluindo a seqüência de esfriamento de anãs brancas, e encontramos d= (3.8±0.4) kpc, E (B-V)=0.64±0.02, com a massa média das estrelas no ponto de saída da seqüência principal de (0.89±0.02)MSol. Além disso, detectamos 31 estrelas com cores correspondentes a anãs brancas com massa média 0.4MSol. O outro aglomerado, NGC 6397, é atualmente classificado como o segundo mais próximo do Sol e foi o primeiro aglomerado a ter dados obtidos para toda a seqüência principal, detectada até o limite de queima de hidrogênio (0.08 MSol) (Richer et al. 2008). Nós obtivemos esses dados de Richer et al. (2008), ajustamos as isócronas de Padova contendo toda a seqüência de evolução até as anãs brancas e mostramos que o ajuste simultâneo da seqüência principal e a de esfriamento das anãs brancas resultaram em uma melhor determinação de distancia, idade, avermelhamento e até metalicidade. Com o ajuste da isócrona, encontramos idade (12±1)Gano, metalicidade Z=0.00012 {[Fe/H]=-2.2, para δ[α/Fe]=0} e distância d=(2.7±0.2)kpc. Esses valores restringiram nossa liberdade de mover os modelos de seqüência de esfriamento de anãs brancas e, ajustando os modelos de Bergeron (2008), encontramos uma massa média entre 0.50 e 0.54MSol. Outra característica importante da seqüência de esfriamento das anãs brancas é que em F814W=26.5 mag detectamos a presença de um acúmulo de estrelas que permitiu o estudo da física da cristalização do núcleo de anãs brancas, por Winget et al. (2009), demonstrando a existência de liberação de calor latente; também vemos que em cerca de F814W=27.6 mag, a seqüência de esfriamento termina com uma volta para o azul causada pela absorção induzida por colisões de H e He. / Our work was aimed at studying the globular clusters NGC 6366 and NGC 6797, classified among the closest to the Sun, fitting the color-magnitude data obtained in B (4200 Å) and V (5500 Å)with the 4.1m SOAR Telescope and ACS F606W (6060 Å)and F814W (8140 Å) data with the Hubble Space Telescope obtained by Richer et al. (2008). NGC 6366 is a sparsely condensated globular cluster, with apparent visual magnitude V=9.2 and high extinction. With our SOAR data in the photometric bands B and V we detected until magnitude V=23.5. With HST data, obtained by Sarajedini et al. (2007), in the photometric bands F606W and F814W, they detected until magnitude F606W=26.5 mag. We fitted Padova isochrones [Girardi et al. (2000) e Marigo et al. (2008)], with added white dwarf cooling sequence, and found d=(3.8±0.4)kpc, E(B-V)=0.64±0.02, with a mean mass of the stars in the main sequence turnoff equals to 0.89±0.02MSun. We also detected 31 stars with colors appropriate for white dwarf stars with mean mass of the order of 0.4MSun. NGC 6397 is currently classified as the second closest to the Sun and was the first cluster to have data of all the main sequence until the burning hydrogen limit around 0.08MSun (Richer et al. 2008). We fitted Padova isochrones with all the evolution sequence and showed that the simultaneous fit of the main sequence and the white dwarf cooling sequence result in better determination of distance, age, reddening and even metallicity. With the isochrone fitting, for age, metallicity and distance, we found (12±1)Gyr, Z=0.00012 {[Fe/H]=-2.2, for δ[α/Fe]=0} and d=(2.7±0.2) kpc. These values restricted our freedom to slide white dwarf cooling sequence models and, fitting Bergeron’s atmospheric models (2008) we found a mean mass among 0.50 and 0.54MSun. Other important feature of the white dwarf cooling sequence is that at F814W=26.5 mag we detected the presence of a concentration of stars that allowed the study of the physics of crystallization in the white dwarf stars core, by Winget et al. (2009), demonstrating the existence of the existence of latent heat release, predicted by Van Horn (1968); we also notice that around F814W=27.6 mag, the cooling sequence ends with a blue turn caused by collision induced absorption of H and He.

Lentes gravitacionais são uma ferramenta importante para uma variedade de,aplicações astrofísicas e cosmológicas. Em particular, arcos gravitacionais' produzidos por aglomerados de galáxias podem ser utilizados para investigar a distribuição central, de massa destes. Desta forma, eles podem fornecer informações indiretas sobre a cosmologia e a formação de estruturas. Sondagens futuras de grande campo com.excelente qualidade de imagem, como o Dark Energy Survey, fornecerão grandes amostras de sistemas de arcos gravitacionais, permitindo a realização de vários estudos estatísticos. Devido às grandes áreas, algoritmos de detecção e caracterização de arcos são absolutamente necessários. Além disso, é extremamente importante desenvolver métodos de pré-processamento de imagens que evidenciem estes objetos • de interesse em meio a outros objetos e à luz difusa das galáxias que estão à' sua volta. Neste trabalho apresentamos ferramentas relacionadas ao pré-processamento, simulação e caracterização de arcos gravitacionaià em imagens de aglomeradoS de galáxias. A primeira dessas ferramentas, chamada PAINTARCS, realiza simulações de objetos, com , morfologia de arcos, utilizando uma prescrição simples para a forma do arco, no qual esta é dada pela deformação de uma elipse sobre um segmento de arco de círculo, e os adiciona a imagens de aglomerados de galáxias. A segunda ferramenta, denominada ARCFITTING, utiliza a mesma expressão analítica que descreve os arcos no PAINTARCS para ajustar os parâmetros do arco a partir de uma imagem. Este método leva em conta a distribuição .de brilho dos arcos e foi desenvolvido para fornecer medidas mais robustas. Resultados do ARCFITTING mostram'que os arcos gerados pelo PAINTARCS são minimamente realistas para serem usados em simulações. Assim, uma importante aplicação dessas duas ferramentas e a simulação de arcos para os Data Challenges do Dark Energy Survey. A terceira ferramenta, chamada GALCLEAN, consiste em um método de pré-processamento de imagens de aglomerados de galáxias que subtrai de maneira automatizada a distribuição de brilho superficial das galáxias utilizando perfis de Sérsic. Esta ferramenta tem por objetivo evidenciar a eventual presença de arcos gravitacionais em meio a outros objetos da imagem. Para determinar a eficiência e o impacto do GALCLEAN realizamos um estudo sistemático da detectabilidade dos arcos em imagens simulàas de aglomerados de galáxias onde arcos com parâmetros conhecidos diferentes foram adicionados com o algOritmo PAINTARCS. Os resultados deste estudo indicam que o GALCLEAN apresenta um impacto maior na detectabilidade dos arcos para os casos de arcos de magnitudes mais tênues e aglomeradbs de alto desvio para o vermelho, embora introduza um grande número de detecções espúrias. O GALCLEAN também gera um catálogo com os parâmetros morfológicos e estruturais das galáxias subtraídas, que tem aplicações no estudo da estrutura e evolução das galáxias. Também apresentamos neste trabalho a sondagem de arcos gravItacionais SOAR Gravitational Arc Survey, um levantamento de 47 aglomerados de galáxias que tem como objetivo • de buscar novos sistemas de lentes gravitacionais e estudar a variação da eficiência do lenteamento forte em função do desvio para o vermelho do aglomerado, de forma a comparar os resultados com as expectativas teóricas. Os dados desta sondagem foram reduzidos e analisados. Identificamos nas imagens de 8 aglomerados, 16 candidatos a arco gravitacional. Estes resultados preliminares sugerem que 10% de aglomerados tem arcos, consistente com ' estudos anteriores da literatura. / Gravitational lensing is-an important tool for a variety of astrophysical and cosmological applications. In particular, gravitational ares produced by galaxy clusters can be used to investigate their central mass distribution. Therefore, they can provide indirect information about cosmology and structure formation. Wide field surveys with excellent image quality, such as the Dark Energy Survey, will provide large samples of gravitational arc systems, aliowing statistical studies. Due to thé large areal, automated algorithms for arc detectioh and characterization are absolutely necessary. Moreover, it is extremely important to develop meti ods for pre-processing images in order to enhance these objects of interest among other objects and. the difuse light of the gala,xies that surround thern. In this work we present tools related to pre-processing, simulation and characterization of gravitational ares in galaxy cluster images. The first tool, named PAINTARCS, simulates objects with arc morphology, using a sirnple prescription for the arc shape, which is given by the deformation of an ellipse into an are circle segment, and adds them to galaxy cluster images. The second tool, called ARcEITTING, uses the same analytical expression for arc shape as PAINTARcs to fit the arc parameters from an image. This rnethod takes into account the surface brightness distribution of ares and it was developed to provide more robust measurements. Results from ARGFITTING show that the ares created by PAINTARCS are minimally realistic to- be used in simulatiOns. Therefore, an important application of these tools is the simulation of ares for the Dark Energy Survey Data"Challen.ges. The third tool, .named GALCLEAN, consists in a method for pre-processing galaxy cluster images by subtracting the surface brightness distribution of galaxies in an automated way using Sérsic profiles. Gravitational lensing is-an important tool for a variety of astrophysical and cosmological applications. In particular, gravitational ares produced by galaxy clusters can be used to investigate their central mass distribution. Therefore, they can provide indirect information about cosmology and structure formation. Wide field surveys with excellent image quality, such as the Dark Energy Survey, will provide large samples of gravitational arc systems, aliowing statistical studies. Due to thé large areal, automated algorithms for arc detectioh and characterization are absolutely necessary. Moreover, it is extremely important to develop meti ods for pre-processing images in order to enhance these objects of interest among other objects and. the difuse light of the gala,xies that surround thern. In this work we present tools related to pre-processing, simulation and characterization of gravitational ares in galaxy cluster images. The first tool, named PAINTARCS, simulates objects with arc morphology, using a sirnple prescription for the arc shape, which is given by the deformation of an ellipse into an are circle segment, and adds them to galaxy cluster images. The second tool, called ARcEITTING, uses the same analytical expression for arc shape as PAINTARcs to fit the arc parameters from an image. This rnethod takes into account the surface brightness distribution of ares and it was developed to provide more robust measurements. Results from ARGFITTING show that the ares created by PAINTARCS are minimally realistic to- be used in simulatiOns. Therefore, an important application of these tools is the simulation of ares for the Dark Energy Survey Data"Challen.ges. The third tool, .named GALCLEAN, consists in a method for pre-processing galaxy cluster images by subtracting the surface brightness distribution of galaxies in an automated way using Sérsic profiles.

Neste trabalho buscamos estudar a influencia da densidade ambiental sobre a estrutura de discos galácticos (fino e espesso). Estamos interessados em obter os parâmetros estruturais, como escalas de altura e de comprimento (radial) dos discos fino e espesso de galáxias em ambientes de alta densidade, como grupos compactos de Hickson e aglomerados Abell, e depois compará-los aos parâmetros de galáxias de campo. Para isto, apresentamos um modelo computacional bidimensional de discos galácticos, com diferentes frações relativas de brilho, para a obtenção dos parâmetros estruturais. O modelo foi testado com simulações e também comparado com resultados de ajuste de perfil feitos anteriormente. Este modelo é aplicado sobre nove galáxias, sendo uma de campo e oito em regiões de alta densidade. Através da analise de catálogos da literatura, obtemos contrastes de densidade ambientais para estas galáxias e assim, traçamos as relações entre estrutura e densidade ambiental. Estudamos também as mesmas relações para uma amostra disponível na literatura. Constatamos que não ha uma correlação visível entre as escalas horizontal e vertical dos discos galácticos e a densidade ambiental. Discutimos brevemente as conseqüências desses resultados para os modelos de efeitos ambientais. / In this thesis we investigate the influence of environment density over the structure of galactic discs, both thin and thick. We are interested in extracting structural parameters, such as scalelengths and scaleheights, of discs in galaxies located in high density environments, such as Hickson Compact Groups and Abell clusters, in order to compare them to their counterparts in the field. For that purpose we developed a computational bidimensional model of galactic discs, of different brightnesses. The model was tested with simulations and also confronted to the results of previously done profile fitting. The model was applied to nine galaxies, one of them in the field and the remaining in high density regions. We used galaxy catalogs from the literature in order to estimate density contrasts around these galaxies. We then correlated these densities with disc structure parameters. We also studied the same relation for a sample available in the literature. We concluded that there is no clear correlation between scalelengths and scaleheights and environmental densities. Finally, we briefly discuss the consequences of these results for models that describe environmental effects.

Esse trabalho teve como objetivo o estudo dos aglomerados globulares NGC 6366 e NGC 6397, que estão classificados entre os mais próximos do Sol, através do ajuste de isócronas aos dados fotométricos obtidos em B (4200Å) e V (5500 Å)com o telescópio SOAR e ACS F606W (6060 Å) e F814W (8140 Å) com o Telescópio Espacial Hubble (HST). NGC 6366 é um aglomerado relativamente aberto, de magnitude visual aparente V=9.2 e alta extinção. Com nossos dados do SOAR nas bandas fotométricas B e V conseguimos medir até estrelas de magnitude V=23.5. Com os dados HST, obtidos por Sarajedini et al. (2007) nas bandas F606W e F814W, detectamos até magnitude F606W=26.5 mag. Nós ajustamos isócronas de Padova [Girardi et al. (2000) e Marigo et al. (2008)] calculadas para este trabalho e incluindo a seqüência de esfriamento de anãs brancas, e encontramos d= (3.8±0.4) kpc, E (B-V)=0.64±0.02, com a massa média das estrelas no ponto de saída da seqüência principal de (0.89±0.02)MSol. Além disso, detectamos 31 estrelas com cores correspondentes a anãs brancas com massa média 0.4MSol. O outro aglomerado, NGC 6397, é atualmente classificado como o segundo mais próximo do Sol e foi o primeiro aglomerado a ter dados obtidos para toda a seqüência principal, detectada até o limite de queima de hidrogênio (0.08 MSol) (Richer et al. 2008). Nós obtivemos esses dados de Richer et al. (2008), ajustamos as isócronas de Padova contendo toda a seqüência de evolução até as anãs brancas e mostramos que o ajuste simultâneo da seqüência principal e a de esfriamento das anãs brancas resultaram em uma melhor determinação de distancia, idade, avermelhamento e até metalicidade. Com o ajuste da isócrona, encontramos idade (12±1)Gano, metalicidade Z=0.00012 {[Fe/H]=-2.2, para δ[α/Fe]=0} e distância d=(2.7±0.2)kpc. Esses valores restringiram nossa liberdade de mover os modelos de seqüência de esfriamento de anãs brancas e, ajustando os modelos de Bergeron (2008), encontramos uma massa média entre 0.50 e 0.54MSol. Outra característica importante da seqüência de esfriamento das anãs brancas é que em F814W=26.5 mag detectamos a presença de um acúmulo de estrelas que permitiu o estudo da física da cristalização do núcleo de anãs brancas, por Winget et al. (2009), demonstrando a existência de liberação de calor latente; também vemos que em cerca de F814W=27.6 mag, a seqüência de esfriamento termina com uma volta para o azul causada pela absorção induzida por colisões de H e He. / Our work was aimed at studying the globular clusters NGC 6366 and NGC 6797, classified among the closest to the Sun, fitting the color-magnitude data obtained in B (4200 Å) and V (5500 Å)with the 4.1m SOAR Telescope and ACS F606W (6060 Å)and F814W (8140 Å) data with the Hubble Space Telescope obtained by Richer et al. (2008). NGC 6366 is a sparsely condensated globular cluster, with apparent visual magnitude V=9.2 and high extinction. With our SOAR data in the photometric bands B and V we detected until magnitude V=23.5. With HST data, obtained by Sarajedini et al. (2007), in the photometric bands F606W and F814W, they detected until magnitude F606W=26.5 mag. We fitted Padova isochrones [Girardi et al. (2000) e Marigo et al. (2008)], with added white dwarf cooling sequence, and found d=(3.8±0.4)kpc, E(B-V)=0.64±0.02, with a mean mass of the stars in the main sequence turnoff equals to 0.89±0.02MSun. We also detected 31 stars with colors appropriate for white dwarf stars with mean mass of the order of 0.4MSun. NGC 6397 is currently classified as the second closest to the Sun and was the first cluster to have data of all the main sequence until the burning hydrogen limit around 0.08MSun (Richer et al. 2008). We fitted Padova isochrones with all the evolution sequence and showed that the simultaneous fit of the main sequence and the white dwarf cooling sequence result in better determination of distance, age, reddening and even metallicity. With the isochrone fitting, for age, metallicity and distance, we found (12±1)Gyr, Z=0.00012 {[Fe/H]=-2.2, for δ[α/Fe]=0} and d=(2.7±0.2) kpc. These values restricted our freedom to slide white dwarf cooling sequence models and, fitting Bergeron’s atmospheric models (2008) we found a mean mass among 0.50 and 0.54MSun. Other important feature of the white dwarf cooling sequence is that at F814W=26.5 mag we detected the presence of a concentration of stars that allowed the study of the physics of crystallization in the white dwarf stars core, by Winget et al. (2009), demonstrating the existence of the existence of latent heat release, predicted by Van Horn (1968); we also notice that around F814W=27.6 mag, the cooling sequence ends with a blue turn caused by collision induced absorption of H and He.