Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:57:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 326935.pdf: 30733066 bytes, checksum: bb6126b0b0fa0b7f3f1b3b70eeb0c443 (MD5) Previous issue date: 2014 / Levantamentos espectroscópicos de galáxias, como o SDSS, estão sendo levados para um novo nível através das unidades de campo integral (IFU), transformando o foco das propriedades das galáxias como um todo para a física interna dasgaláxias. O survey CALIFA é pioneiro nesta nova geração, proporcionando espectroscopia espacialmente resolvida para centenas de galáxias de todas as formas e massas. Vários estudos têm sido realizados com os cubos de dados deste survey, examinando as distribuições espaciais de linhas de emissão, populações estelares, cinemática do gás e das estrelas, etc. Neste trabalho exploramos a análise dos cubos do CALIFA através da perspectiva matemática da técnica de tomografia da análise de componentes principais (PCA) criada por Steiner e colaboradores. Utilizamos a tomografia PCA em 8 galáxias do CALIFA (4 late-types, 2 early-types e 2 mergers). Linhas de emissão são mascaradas em nossas análises para que nos concentremos nas propriedades de populações estelares. As escalas físicas e angulares abarcadas pelos nossos cubos de dados (cobrindo galáxias inteiras) são muito maiores do que aquelas cobertas por aplicações anteriores desta técnica. Essa diferença nos impeliu a introduzir uma simples variação no estágio pré-PCA, normalizando os espectros a uma escala comum de fluxo, destacando variância espectral qualitativa (em oposição à quantitativa relacionada com a amplitude). Examinamos também cubos sintéticos obtidos com ajustes espectrais dos dados originais. Isto elimina o ruído e efeitos de calibração de fluxo. É bem sabido que não podemos atribuir sentido físico os resultados da PCA. Para resolver este problema, utilizamos uma análise de populações estrelares feitas com o STARLIGHT sobre os mesmos dados para obtermos, através de uma engenharia reversa, o significado astrofísico das componentes principais. Em cada galáxia fomos capazes de encontrar alguma correlação entre componentes principais e parâmetros físicos. Nós detectamos que a primeira componente principal em galáxias espirais geralmente se correlaciona com a idade estelar média. Em mergers a componente principal reflete essencialmente variações da extinção global. Em alguns casos a tomografia PCA nos ajuda a localizar erros no cubos originais pois normalmente a grande variância imposta por pixels danificados aparece em componentes principais isolados.<br> / Abstract : Spectroscopic surveys of galaxies, like the SDSS, are currently being taken to a next level with integral field units, turning the focus from the properties of galaxies as a whole to the internal physics of galaxies. The CALIFA survey is a pioneer in this new generation, providing spatially resolved spectroscopy for hundreds of galaxies of all shapes and masses. Several studies have been conducted with datacubes from this survey, examining the spatial distributions of emission lines, stellar populations, gaseous and stellar kinematics, etc. In this explotatory work we approach the analysis of CALIFA datacubes from the mathematical perspective of principal component analysis (PCA) tomography techniques developed by Steiner and collaborators. We apply the PCA tomography to 8 CALIFA galaxies. (4 late-type, 2 early-type and 2 mergers). Emission lines are masked in our analysis to concentrate on the stellar population properties. The physical and angular scales spaned by our datacubes (which cover whole galaxies) are much larger than those spanned by previous applications of this technique. This diference prompted us to introduce a simple variation on the pre-PCA stage, normalizing all spectra in a datacube to a common flux scale, which highlight qualitative (as opposed to amplitude-related quantitative) spectral variance in the datacube. This eliminates noise and flux-calibration effects on the data. A well known caveat with PCA is that it does not assign physical meaning to its results. To tackle this problem we use a starlight-based stellar population analysis of the same data to reverse-engineer the astrophysical meaning of the principal components. In every galaxy we are able to find some correlation between principal components and physical parameters. We find that the first principal component in spiral galaxies usually correlates with the mean stellar age (hlog tiL). In mergers the first component reflects essencially variations of the global extinction parameter (AV). In some cases, the PCA tomography helps us find errors in the original datacube because usually the huge variance imposed by damaged pixels appears in isolated principal components.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-04-19T04:17:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337695.pdf: 51963479 bytes, checksum: 455bfcecdb7d9ecdd467f2a9bfd19595 (MD5) Previous issue date: 2015 / Neste trabalho foram desenvolvidas ferramentas para trabalhar comespectros de campo integral (IFS) do survey CALIFA. Os espectros dos spaxelssão preprocessados e em seguida analisados com o uso do programastarlight. Uma das ferramentas principais discutidas aqui, pycasso, organizaos arquivos de saída do starlight em cubos de dados de produtos da síntesede população estelar. Ele também permite uma programação interativa eexploratória, dando acesso de forma prática e simples aos dados multidimensionais.Através do uso destas ferramentas, foi desenvolvido um método queobtém e analisa as populações estelares das componentes morfológicas (bojoe disco) de galáxias, a partir de dados de IFS. A decomposição morfológica éfeita utilizando o programa imfit, com um wrapper em Python. Uma amostrade 43 galáxias classificadas como S0 e com baixa inclinação foi escolhidapara aplicação do método. O modelo morfológico utilizado foi um bojo comperfil de Sérsic e um disco exponencial. A decomposição morfológica é feitaa cada comprimento de onda, de tal forma que se obtém ao final um espectropara cada pixel do bojo e do disco. Uma boa medida da PSF é essencial nesteprocedimento, então foi feita a caracterização da PSF do CALIFA utilizandoas estrelas de calibração do survey. Os parâmetros morfológicos (re, n, P.A.e para o bojo, h, P.A. e para o disco), na maioria dos casos, depende linearmente,em média, do comprimento de onda, mas o seu comportamentoa cada ainda não é bem compreendido. Foi feita a síntese espectral de populaçõesestelares das componentes morfológicas de 9 galáxias da amostra,que tiveram um bom resultado na decomposição. Apenas duas destas produziramajustes do starlight com pouco resíduo, CALIFA 0592 (NGC 4874)e CALIFA 0858 (UGC 10905). Em ambos os casos se obtém um bojo maisvelho e menos metálico e um disco mais jovem e mais metálico do que o resultadoda síntese do espectro observado. A síntese de populações estelaresutilizando os espectros integrados produziram resultados mais robustos. Osespectros espacialmente resolvidos do bojo e do disco parecem ter artefatosque interferem no ajuste do starlight, sendo interpretados como poeira, entreoutras coisas, levando a resultados equivocados.<br> / Abstract : In this work we have developed some tools to work with Integral FieldSpectroscopy (IFS) spectra from the CALIFA survey. The spectra fromthe spaxels are preprocessed, and then analyzed using the software starlight.One of the main tools discussed here, pycasso, organizes the output fromstarlight into datacubes of stellar population synthesis products. It alsoallows for interactive exploratory programming, giving easy access to themulti-dimensional data.Using these tools, we developed a method for recovering and analysingthe stellar populations of the dierent morphological components of galaxiesusing IFS data. Using the software imfit, wrapped in Python, we performthe decomposition of a sample of 43 candidate S0 galaxies from theCALIFA Survey into a Sérsic bulge and an exponential disk. The decompositionis made wavelength-wise, so that at the end we get the bulge and diskspectra for each pixel. A good PSF measurement is critical to this process, sowe perform a characterization of the PSF using the calibration stars from thesurvey. The morphological parameters (re, n, P.A. and for bulge, h, P.A. and for disk) in most cases depend linearly on the wavelength, on average, buttheir behavior at each are not yet fully understood. Using the decomposedspectra from the 9 best decompositions from the sample we apply a stellarpopulation synthesis using starlight, in order to recover the stellar populationsof bulge and disk. Only two of those galaxies produced starlight fitswith a small residual, CALIFA 0592 (NGC 4874) and CALIFA 0858 (UGC10905). In both cases we recover an older and lower-metallicity bulge anda younger and higher-metallicity disk (in comparison to the whole galaxy).The stellar synthesis produces more robust results using the integrated spectra.The spatially resolved spectra from bulge and disk seem to have artifactsthat get interpreted as dust, among other things, thus leading to wrong results.

Submitted by Filipe dos Santos (fsantos@pucsp.br) on 2017-05-12T13:15:30Z No. of bitstreams: 1 Magali Conceição de Barros de Marchi.pdf: 3776158 bytes, checksum: 69bb899a4464db6873c96be97e829f2e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-12T13:15:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Magali Conceição de Barros de Marchi.pdf: 3776158 bytes, checksum: 69bb899a4464db6873c96be97e829f2e (MD5) Previous issue date: 2017-03-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Fundação São Paulo - FUNDASP / At the end of the 19thand beginning of the 20th there was a technological advance regarding the use of the telescope: the introduction of the photograph to record the images that were observed facilitated the access of the women in an environment previously considered predominantly masculine, the observatory. This study has as its main axis the Spectral Classification developed by Annie Jump Cannon and the importance of spectroscopy in the astronomical studies. The Harvard Spectral Classification, as it became known, is still used today. To understand this period will be shown the main points of the technological evolution of telescopes, the introduction of photography in astronomy, spectroscopy as a tool for astronomical studies and an example of the beginning of the spectral classification of a star made by Cannon / No final do séc. XIX e início do séc. XX, houve um avanço tecnológico no que diz respeito ao uso do telescópio: a introdução da fotografia para registro das imagens que eram observadas facilitou o acesso das mulheres em um ambiente até então considerado predominantemente masculino, o observatório. Este estudo tem como eixo principal a Classificação Espectral desenvolvidapor Annie Jump Cannon e a importância da espectroscopia nos estudos astronômicos. A Classificação Espectral de Harvard, como ficou conhecida, ainda é utilizada atualmente. Para compreender esse período serão mostrados os pontos principais da evolução tecnológica dos telescópios, a introdução da fotografia na astronomia, a espectroscopia como ferramenta para estudos astronômicos e um exemplo do início da classificação espectral de uma estrela feita por Cannon