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.

Este trabalho é um relato das atividades desenvolvidas dentro da disciplina de Física, em duas turmas de 1º ano de Ensino Médio Politécnico da E.E.E.M. Elisa Tramontina de Carlos Barbosa, RS, tendo como tema Oficina Astronômica: uma proposta de atividades utilizando materiais potencialmente significativos para Ensino Médio. O trabalho é uma proposta de atividades pedagógicas tendo como tema central tópicos de Astronomia, mas com uma abordagem lúdica e motivacional. O embasamento teórico do trabalho tem aporte epistemológico de Gaston Bachelard e a Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel. Dentre as atividades relatadas neste trabalho destacamos a avaliação prévia do conhecimento dos alunos, atividades lúdicas de representação e construção de modelos astronômicos, comparação de tamanhos e distâncias, uso de experimentos virtuais e visita ao Planetário. Através dos relatos dos alunos e da avaliação das atividades, percebemos que o tema se mostrou adequado para motivar, despertar o espírito científico e tornar a aprendizagem significativa. / This paper reports the activities developed within the discipline of physics in two classes of 1st year of the Polytechnic School Elisa Tramontina, Carlos Barbosa, RS, with the theme Astronomical Workshop: a proposed activities using materials impacts to school. The work is a proposed educational activities taking issue with central topics of astronomy, but with a playful approach and motivational. The theoretical work has epistemological contribution of Gaston Bachelard and Meaningful Learning Theory David Ausubel. Among the activities reported in this paper highlight the preliminary assessment of students' knowledge, play activities of representation and construction of astronomical models, comparing sizes and distances, using virtual experiments and visit the planetarium. Through the reports of students and evaluation of activities, we realize that the subject and proved adequated to motivate, to awake the scientific spirit and make learning meaningful.

Made available in DSpace on 2018-08-01T23:28:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9675_20 - Geysa Frinhani.pdf: 2140419 bytes, checksum: 086e56178edf0cb2f2a5a2bcb781a8bc (MD5) Previous issue date: 2016-03-22 / Esta dissertação descreve uma intervenção pedagógica realizada nas aulas de Física com alunos da primeira série do Ensino Médio. Trata-se da construção e aplicação de uma sequência didática sobre Cinemática, que utilizou a Astronomia como eixo temático motivador e teve como base o ensino por investigação e a teoria da aprendizagem significativa de David Ausubel. Foi produzida e aplicada pela própria autora, caracterizando-se, portanto, como uma pesquisa-ação, cuja natureza é qualitativa. A aplicação das atividades foi realizada na Escola Estadual Comunitária Rural de Colatina no ano de 2015 e envolveu 36 estudantes matriculados no turno matutino e a professora de Física, também pesquisadora. A produção da sequência didática adotada teve por base os resultados obtidos na análise preliminar dos livros didáticos de Física selecionados no PNLD 2012. Esta análise busca identificar a ocorrência de conteúdos específicos de Astronomia, e como estes conteúdos são abordados nos livros (curiosidades, exercícios propostos, argumentos introdutórios, etc.). O objetivo da pesquisa é averiguar a possibilidade de utilização efetiva dos conteúdos em Astronomia como um eixo principal para o ensino de Cinemática. Os instrumentos utilizados para a produção dos dados que subsidiaram as análises foram um diário de campo da professorapesquisadora, uma pesquisa diagnóstica com os alunos e mapas conceituais produzidos pelos estudantes.

El objetivo principal de esta tesis ha sido el estudio del comportamiento transitorio durante estallidos de distinto tipo, de una selección de pulsares acretores en rayos X, localizados en el plano galáctico.Con ello se pretende haber avanzado hacia una explicación más clara de la naturaleza de estas objetos binarios de alta masa (con estrella de neutrones como objeto compacto), así como de los mecanismos físicos que operan en este escenario. Para todo esto se han analizado datos de dos misiones espaciales:INTEGRA Y RXTE.El segundo objetivo ha sido el estudio de la zona del brazo galactico de Scutum. Al ser esta una región de fuerte absorción se cree de la existencia de sistemas del tipo anteriormente mencionado este todavía escondidos, y los cuales solo pueden ser descubiertos a altas energías. En esta tesis se han podido presentar resultados esperanzadores, con la detección de varios objetos posibles nuevos candidatos a pulsares acretores de rayos X.

En la presente tesis se analiza el origen y composición de la materia interplanetaria a partir de una perspectiva nueva basada en el estudio de los fenómenos luminosos que producen estas partículas a su entrada a la atmósfera terrestre, llamados meteoros. Estas partículas, procedentes mayoritariamente de la degradación de las superficies de cometas y asteroides, cuando se hayan en órbita solar se denominan genéricamente meteoroides. Dependiendo de la geometría del encuentro con la Tierra los meteoroides alcanzan la atmósfera a velocidades comprendidas en el rango de 11 a 73 km/s. A estas velocidades a alturas de entre 120 y 70 km. la densidad atmosférica es suficiente para que las colisiones atómicas sean frecuentes sobre el meteoroide, calentándolo por encima de 1.500 K en un proceso conocido como ablación. Como consecuencia de ese proceso se produce la fase luminosa denominada meteoro que, siendo perfectamente visible a grandes distancias, puede ser estudiada con técnicas fotográficas o vídeo desde la superficie terrestre. En la primera parte de la tesis se analizan las imágenes en doble estación de 24 meteoros, la mayoría obtenidos durante la tormenta de Leonidas acaecida en 1999. De las imágenes estereoscópicas desde varias estaciones fotográficas ubicadas en la superficie terrestre se realiza la reconstrucción de las trayectorias reales en la atmósfera y la órbita heliocéntrica, calculada la velocidad geocéntrica de los meteoroides. Las órbitas calculadas permiten asociar los meteoros fotografiados a fragmentos procedentes de los cometas 55P/Tempel-Tuttle, 109P/Swift-Tuttle y 3P/Encke, así como también uno de ellos procedente del asteroide Faetón.En la segunda parte de la tesis se estudia el campo de la espectroscopia de meteoros. En la tesis se analizan quince espectros pertenecientes a trece brillantes meteoros (bólidos) registrados desde el Observatorio de Ondrejov (República Checa). Primero se determina la sensitividad del espectrógrafo a partir de la cual se calibra la intensidad de las diversas líneas espectrales. Una vez calibrada se ajustan los espectros observados a un espectro sintético construido a partir de fijar unos valores típicos de la densidad de átomos en la columna meteórica, la temperatura y el área radiante. Cambiando esos parámetros ligeramente por el método de los mínimos cuadrados el espectro sintético alcanza valores de intensidad similares al registrado. En ese momento se varían a su vez las abundancias relativas de los diferentes elementos químicos para mejorar la calidad del ajuste de la intensidad de las líneas. De esa manera se obtuvo a lo largo de la trayectoria de cada bólido un espectro sintético en el intervalo comprendido entre 3.800 y 6.500 Å, de donde se dedujeron finalmente las abundancias químicas relativas al Si de diferentes elementos químicos: Na, Mg, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Co y Ni. El rango de masa de los meteoroides progenitores de los espectros analizados se encuentra a medio camino entre las partículas de polvo interplanetario (IDPs) y los meteoritos condríticos más pequeños. Comparando las abundancias químicas con las características de IDPs, del polvo del cometa 1P/Halley y de meteoritos condríticos se llega a interesantes conclusiones. La presencia de una mayor abundancia en Na puede estar relacionada con la evaporación de este elemento en el medio interplanetario y probablemente también en la atmósfera. Asimismo se ha confirmado el efecto de evaporación incompleta del calcio que abandona el meteoroide sin fundirse, probablemente en forma de polvo refractario. Los resultados sugieren también que las medidas realizadas por la sonda Giotto del polvo del cometa 1P/Halley no pueden considerarse representativas del polvo cometario dado que varias abundancias químicas son diferentes en meteoroides de otros cometas. Probablemente tales diferencias sean debidas a que los espectrómetros de masas detectasen solo partículas pequeñas de masa equivalente a la de los componentes principales de la matriz de las IDPs. Estos componentes principales que suelen ser granos minerales no suelen tener composición condrítica pese a que el conjunto del IDP si puede poseerla.La espectroscopia de meteoros constituye pues un campo innovador que permite profundizar en esos procesos y determinar las abundancias y anomalías químicas de estos objetos si bien con una precisión mucho menor que la obtenida del análisis in situ en laboratorio. A pesar de ello posee la ventaja de permitir determinar las abundancias químicas dentro de un rango de error aceptable aun cuando las partículas se desintegren por completo en la atmósfera y no puedan ser por tanto recuperadas para su posterior análisis. Resulta importante destacar que un estudio conjunto de espectros de bólidos por esta técnica y de las partículas de polvo interplanetario (IDPs) en el laboratorio puede ser complementaria y aportar valiosa información sobre los procesos degradativos sufridos por la materia interplanetaria. En especial resulta de interés corroborar la íntima relación entre las IDPs y los meteoroides que se desprende de este trabajo. En definitiva, el análisis de espectros meteóricos puede convertirse en una herramienta de gran valor en el estudio de la composición química de la materia interplanetaria que alcanza la Tierra. Este tipo de estudios puede complementar muy bien misiones mucho más costosas de recogida de materia cometaria in situ, como las misiones Stardust o Rosetta de la NASA y la ESA. Finalmente cabe mencionar que el interés de estos estudios en astrobiología es obvio. La acreción de materia extraterrestre es un campo fundamental para llegar a comprender el origen del carbono prebiótico y otros compuestos volátiles que fueron presumiblemente claves en el origen de la vida en la Tierra. Probablemente no toda la materia orgánica llegase a través de impactos con cometas y primitivos asteroides sino que también la acreción de meteoroides en la atmósfera terrestre haya sido un mecanismo más continuo y benévolo para depositar especies orgánicas y especies volátiles como el agua sobre nuestro planeta. En este contexto la espectroscopia de meteoros es una manera de profundizar en los mecanismos que regulan la entrada de la materia interplanetaria a la Tierra. / In this thesis is analysed the origin and composition of the interplanetary matter through the study of meteors, the luminous phase produced by these particles during their atmospheric entry. Meteors are perfectly visible to long distances and it can be analysed using photographic techniques from the Earth's surface. In the first part are analysed multiple station images of 24 meteors, the more important part of them obtained during the 1999 Leonid storm. From stereoscopic images taken from several stations we derived the real trajectories of these meteors in the atmosphere and, one time are calculated their velocities, the respective heliocentric orbits. The derived orbits allow to associate the meteoroids to several streams associated to comets 55P/Tempel-Tuttle, 109P/Swift-Tuttle, 3P/Encke and also one from the asteroid Phaeton. The second part is dedicated to meteor spectroscopy. Fifteen spectra obtained from the Ondrejov Observatory (Czech Republic) have been analysed. Using meteor spectroscopy we obtain information about the meteoroid chemical composition. A simple model was used to determine the physical parameters and chemical abundances in these meteors. This model assumes thermal equilibrium in the meteor head. It is capable to reproduce the main characteristics of all meteor spectra, including the existence of two different components: the main spectrum characterised by a temperature of about 4,500 K and a second spectrum at approximately 10,000 K. Probably the high temperature component is associated to the front wave of the meteoroid whiles the low temperature comes from the meteoroid surroundings. The model was applied to deduce the chemical abundances relative to silicon in thirteen fireballs. The major part of them were produced by cometary fragments as was deduced from the computed heliocentric orbits. We have obtained for these fireballs the abundances of Na, Mg, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Co and Ni. Comparing these chemical abundances to the characteristics of IDPs, 1P/Halley dust and chondrites we have obtained interesting differences related with meteoroid evolution and heterogeneity.

Merging white dwarfs is a promising channel to trigger Type Ia supernovae, known as the double degenerate scenario. Supernovae are stellar explosions that radiate as much energy as any ordinary star is expected to emit over its entire life span, outshining briefly the whole hosting galaxy. They enrich the interstellar medium with higher mass elements and trigger the formation of new stars by the produced expanding shock. Additionally, Type Ia supernovae have been used as standard candles and have allowed the discovery that the universe was expanding at an accelerating rate. Despite the important role that Type Ia supernovae play in Astrophysics, we still do not know what stellar systems give rise to them. There are approximately a few hundred million double white dwarf systems in the Milky Way alone and their study would help to establish whether one can produce sufficient Type Ia explosions via this route. Nevertheless, even if a white dwarf merger does not succeed in exploding as a Type Ia supernova, other interesting phenomena might result. R Coronae Borealis, magnetars and high-field magnetic white dwarfs, or at least some of them, could be the product of some white dwarf mergers. In this thesis we study first two different scenarios which involve two interacting white dwarfs. They differ from the classical double degenerate scenario in the mechanism which makes both stars interact. First we consider the core degenerate scenario. In this case the merger of both white dwarfs is triggered by the interaction with a circumbinary disk. This disk is made up of the material that falls back after the ejection of the common envelope, at the final stages of the common envelope phase which precedes the formation of the white dwarf binary system. As the binary system transfers angular momentum to the circumbinary disk, the separation of the pair decreases and the eccentricity of the system increases while the core of the post-AGB star, the proto-white dwarf, is still hot. For massive enough disks the decrease of the orbital separation is enough to drive a merger before the disk is ejected. Then, the merger occurs in an eccentric orbit with a hot binary component, in contrast to the conditions found in the classical double degenerate scenario, which is driven by gravitational radiation. Otherwise, if the disk is not massive enough, the merger is driven by gravitational wave emission and the orbit is nearly circular, while the core of the AGB star is cold. Secondly, we studied different white dwarf close encounters. These interactions occur in dense and old stellar systems, as globular clusters and galactic nuclei, or in multiple stellar systems, where a white dwarf binary is perturbed by a third star. We perform several simulations of close encounters of white dwarfs with different masses and compositions, and obtain three different outcomes. Either an eccentric binary is formed, or a lateral or a direct collision occur. We compute when detonation conditions are met and when one or both white dwarfs are disrupted. Furthermore, we compute the observational signatures of these interactions. These include the emission of gravitational waves, X-ray luminosities, thermal neutrino emission and bolometric light curves. Finally, we analyze two possible outcomes of a white dwarf merger. We start studying the formation of a dynamo in the outer layers of the compact merger remnant. Then, we prove that the generated magnetic fields are confined in the outer layers of the remnant and can reach high magnitudes, showing that the remnants of some white dwarf binary mergers can explain some observed high-field magnetic white dwarfs. To conclude, we study if the anomalous X-ray pulsar 4U 0142+61 has observational characteristics which fit the properties of the white dwarf merger remnant composed of the high-field magnetic white dwarf surrounded by a rapidly rotating disk. / La coalescència de nanes blanques és un dels possibles escenaris que podrien originar una supernova del tipus Ia, i es conegut com l'escenari doble degenerat. Les supernoves són explosions estel·lars que irradien tanta energia com la que un estel ordinari emet durant tota la seva vida, eclipsant breumente tota la galàxia que habita. Aquestes explosions enriqueixen el mitjà interestel·lar amb elements pesants i afavoreixen la creació de nous estels en produir un xoc en expansió. A , les supernoves del tipus Ia han sigut utilitzades com a candeles estàndard, ajudant a descobrir que l'univers s'està expandint a un ritme accelerat. Malgrat la seva importància, seguim sense saber quins sistemes generen aquest tipus d'explosions. Hi ha aproximadament uns centenars de milions de sistemes binaris de nanes blanques a la Via Làctia, i el seu estudi ajudaria a establir si la seva coalescència pot produir el suficient nombre de supernovae tipus Ia. No obstant això, encara que la coalescència no produexi una explosió de aquest tipus, aquestes interaccions podríen donar lloc a d'altres fenòmens interessants, com ara els estels R Coronae Borealis, els magnetars i les nanes blanques amb camps magnétics elevats. En aquesta tesi estudiem primer dos escenaris diferents que involucren dues nanes blanques que interactuen. Aquests difereixen del clàssic escenari doble degenerat en el mecanisme que provoca la seva interacció. Primer considerem l'escenari anomenat "core degenerate". En aquest, la coalescència es produeix a causa de la interacció posterior a la fase d'embolcall comú del sistema binari. Aquest disc està compost pel material que torna a caure després de l'expulsió de l'embolcall comú que envolta el sistema, en les últimes etapes de la fase que precedeix a la formació del sistema de dues nanes blanques. Com que el sistema binari transfereix moment angular al disc, la separació entre els estels decreix i l'excentricitat de la seva òrbita augmenta, a més el nucli de l'estel post-AGB, la proto-nana blanca, está calent. Quan el disc és massiu, la coalescència del sistema abans de que el disc sigui expulsat. Aleshores, la coalescència es produeix en una òrbita excèntrica amb una component calent, al contrari que en l'escenari doble degenerat clàssic, el qual és desenvolupat degut a l¿emissió d¿ones gravitatòries. Si, pel contrari, el disc es poc massiu, la interacció es produeix per emissió d'ones gravitatòries i la órbita excèntrica i el nucli de l'estel post-AGB es fred. També hem estudiat encontres propers entre nanes blanques. Aquestes interaccions poden succeir en sistemes estel·lars vells i densos, com ara els cúmuls globulars o els nuclis galàctics, o en un sistema estel·lar múltiple, on el sistema binari de nanes blanques és pertorbat per un tercer estel. Hem realitzat vàries simulacions de trobades entre nanes blanques amb òrbites excèntriques i amb diferents masses i composicions, i obtenim tres resultats diferents. O bé es forma un sistema binari excèntric, o bé es produeix una col·lisió lateral o una directa. Els nostres càlculs especifiquen quan s¿arriba a condicions de detonació i quan aquestes resulten en la disrupció d'un o tots dos estels. També calculem l'emissió d'ones gravitatòries, la luminositat de raigs X, les emissions de neutrins tèrmics i les corbes de llum bolométriques. Finalment, analitzem dos possibles fenòmens que poden succeir després de la coalescència. Un d'ells es la formació d'una dinamo en les capes externes del romanent compacte. Demostrem que el camp magnètic generat es queda limitat en aquesta regió i pot assolir magnituds altes. Així, provem que les nanes blanques resultants d'una coalescència poden donar lloc a algunes de les nanes blanques altament magnètiques observades. Per finalitzar, estudiem si el púlsar de raigs X anòmal 4U 0142+61 té característiques que poden ser explicades a partir del romanent obtingut, format per la nana blanca magnètica envoltada per un disc

White dwarfs are the most common stellar evolutionary end-point. Moreover, they can be considered as reliable cosmic clocks to infer the age of a wide variety of stellar populations, including globular and open clusters. Consequently, there is a considerable interest in the study of white dwarf cooling models. In this thesis we used two different approaches. From a theorical perspective, we computed a set of new cooling white dwarfs sequences which incorporates the most up-to-date physical inputs for precision white dwarf cosmochronology and for asteroseismological studies of ZZ Ceti stars. Moreover, we studied the role of 22Ne diffusion in the evolution of white dwarf stars with high-metallicity progenitors. Our evolutionary sequences have been self-consistently evolved from the zero age main sequence to the white dwarf stage. Our calculations include: nuclear burning at the very early phases of white dwarf evolution (which is important to determine the final thickness of the hydrogen-rich envelope), diffusion and gravitational settling (which are important to shape the profiles of the outer layers), accurate neutrino emission rates (which control the cooling at high luminosities), a correct treatment of crystallization and phase separation of carbon and oxygen (which dominate the cooling times at low luminosities), a very detailed equation of state (which is important in all the evolutionary phases), and improved non-gray model atmospheres (which allow for a precise determination of white dwarf colors and outer boundary conditions for the evolving models). From an applied point of view, we use a Monte Carlo simulator that employs our up-to-date evolutionary cooling sequences for white dwarfs. From this and the observations obtained by Hubble Space Telescope of NGC 6791, a nearby metal-rich open cluster, we obtain important conclusions. NGC 6791 is a well studied metal-rich open cluster ([Fe/H]¿ 0.4) that it is so close to us that can be imaged down to luminosities fainter than that of the termination of its white-dwarf cooling sequence, thus allowing for an in-depth study of its white dwarf population. We constrain important properties of this cluster stellar population, such as the age, or the existence of a putative population of massive helium core white dwarfs among other aspects. Some of our main findings can be summarized as follows. With respect to the computation of new cooling sequences for hydrogen-rich DA white dwarfs (Renedo et al. 2010) We correctly reproduced the observed initial-to-final mass relationship of white dwarfs with solar metallicity progenitors. We calculated the energy released from 22Ne sedimentation and we confirm this energy release strongly delays the cooling. The precise value of the delays depends on the mass of the white dwarf, its luminosity and on the metal content. We also solved the age discrepancy between the main sequence turn-off age (~ 8 Gyr) and the age derived from the termination of the white dwarf cooling sequence (~ 6 Gyr). Finally we found that the fraction of non-DA white dwarfs in this particular cluster is surprinsingly small, on the order of 6%.

Made available in DSpace on 2016-05-17T16:51:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-12-19. Added 1 bitstream(s) on 2016-05-17T16:54:21Z : No. of bitstreams: 1 000855561.pdf: 728928 bytes, checksum: d9c47745ba9f0ff381d16d64c98da423 (MD5) / Investigamos a formação, em larga escala, de estruturas no Universo, na presença da energia escura. Sua influência sobre o crescimento de perturbações cosmológicas é exercida tanto através do efeito sobre a taxa de expansão do fundo cósmico homogêneo, quanto de suas próprias flutuações de densidade de energia. Para calcularmos a taxa de formação de aglomerados de galáxias, empregamos uma generalização do formalismo de colapso esférico para a inclusão de fluidos com pressão. Um importante efeito de flutuações de energia escura associados a halos de matéria escura é a indução de halos de energia escura, que reprimem o crescimento de estruturas quando temos equações de estado não phantom; por outro lado, quando temos equações de estado phantom, são gerados vazios de energia escura, aumentando o crescimento de estruturas de matéria. Outro importante efeito ocorre quando consideramos a possibilidade da energia escura mudar sua equação de estado quando há grandes variações de sua densidade no interior dos halos em relação ao fundo homogêneo. O grande número de parametrizações da energia escura que foram obtidos com dados, de supernovas Ia são sensíveis apenas até desvios para o vermelho de ordem um. Mostramos que as parametrizações produzem assinaturas distintas na formação de aglomerados com o uso do formalismo de Press-Schechter. Portanto, futuras observações de aglomerados galácticos podem prover vínculos importantes no comportamento da energia escura durante a evolução do Universo / We investigate large scale structure formation in universe with dark energy presence. The dark energy influence on cosmological perturbation growth is exerted both through its effect on the expansion rate of background, and through its own density fluctuation as well. To compute the rate of formation of massive objects we employed the spherical collapse formalism, which was generalized to include fluids with pressure. An important effect caused by fluctuations in dark energy associated with dark matter halos is the induction of dark energy halos damping the growth of structures when the equations of state are non-phantom; on the other hand, phantom models generate dark energy voids, enhancing the growth of matter halos. Other important effect occurs when we consider the possibility of dark energy changing its equation of state when there are large differences between densities in the background and in the halos. The large number of dark energy parametrizations obtained with supernova Ia data are only sensitive to redshifts up to order one. We show these parametrizations produce distinguishable signatures in cluster formation using the Press-Schechter formalism. Therefore, future observations of galaxy clusters can provide important constraints on the behavior of dark energy in the course of universe evolution

Orientador: Rogério Rosenfeld / Banca: Alberto Vasquez Saa / Banca: Bruto Max Pimentel Escobar / Resumo: Na última década várias observações indicam que o universo está expandindo aceleradamente. Essa expansão acelerada pode ser explicada em um universo composto de 70% de energia escura e 30% de matéria (25% de matéria escura e 5% de matéria bariônica). A energia escura proporciona a pressão negativa necessária para produzir a aceleração em grandes escalas. Nesse trabalho faz-se uma revisão do modelo de um campo escalar como fonte da energia escura, conhecido genericamente como modelo de quintessência. Estuda-se o modelo de quintessência acoplada à matéria escura / Abstract: In the previous decade many observations indicate that the universe is accelerating. This rapid expansion can be explained in an universe made up of 70% of dark energy and 30% of matter (25% of dark matter and 5% of baryonic matter). The dark energy provides negative pressure to produce acceleration. In this work it is studied the model of Quintessence, a model of scalar field, as source of the dark energy. It is studied the model of Coupled Quintessence with dark matter / Mestre

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.