The Solar Twin Planet Search program is an unprecedented eort that aimed to procure extrasolar planets in more than 70 stars extremely similar to the Sun. In the course of this program, hundreds of high-quality optical spectra were obtained for these stars using the HARPS spectrograph, which is fed by the ESO La Silla 3.6 m telescope. Beyond the search for exoplanets, the data are invaluable to study the physical properties of Sun-like stars. Particularly in this dissertation, we are interested in verifying if the Sun possesses a regular rotation for its age among stars that are strictly similar to it, how the rotation of solar twins evolve with age and if the rotation of Sun-like stars is influenced by the presence of stellar mass companions. Previous conclusions on the regularity of the Suns rotation have been conflicting, and this is the first time such a large sample of solar twins with high quality spectroscopic data is used to clarify this puzzle. Our results suggest that the Sun is indeed a regular rotator for its age, which favors the use of the solar rotation to calibrate gyrochronology -- the estimation of stellar ages from their rotation. However, these results also imply a rotational evolution process that saturates after the solar age, constituting a departure from the widely used Skumanich relation and posing a challenge for gyrochronology. We securely identified 18 binary or multiple systems in the solar twin sample, of which only three display enhanced rotation for their ages. I estimated the orbital parameters of the binaries from their radial velocity variations, and the results show that their spectroscopic companions lie at orbital periods varying from a few to several years. I conclude that the presence of red or brown dwarf companions at moderate to long orbital periods do not influence the evolution of rotation in these systems, and therefore the main stars should evolve as single in this regard. The peculiarities in HIP 19911, HIP 67620 and HIP 103983 can be fully explained by spectral contamination from their companions. / O programa The Solar Twin Planet Search é um esforço sem precedentes na procura de planetas extra-solares em mais de 70 estrelas extremamente similares ao Sol. Ao longo desse programa, centenas de espectros ópticos de alta qualidade foram obtidos com o espectrógrafo HARPS, que está instalado no telescópio de 3,6 m do Observatório de La Silla. Além da busca de exoplanetas, estes dados são úteis para estudar as propriedades físicas de estrelas como o Sol. Estamos interessados em verificar se o Sol possui uma rotação regular para sua idade quando comparado com estrelas estritamente similares a ele, como que a rotação de gêmeas solares evolui com o tempo e se a rotação dessas estrelas é influenciada pela presença de companheiras estelares. Conclusões anteriores na regularidade da rotação solar são conflitantes, e esta é a primeira vez que uma amostra grande de gêmeas solares com dados espectroscópicos de alta qualidade é usada para esclarecer essa questão. Nossos resultados sugerem que o Sol de fato rota regularmente para sua idade, o que favorece o uso da rotação solar para calibrar a girocronologia -- a estimativa de idades estelares a partir de sua rotação. No entanto, tais resultados também implicam em um processo de evolução rotacional que satura depois da idade solar, constituindo um desvio da amplamente usada relação de Skumanich e apresentando um desafio para a girocronologia. Nós identificamos 18 sistemas binários na amostra de gêmeas solares, das quais apenas três mostram rotações elevadas para suas idades. Os parâmetros orbitais das binárias foram estimados a partir da variação de suas velocidades radiais, e os resultados mostram que suas companheiras espectroscópicas possuem períodos orbitais variando de alguns poucos até muitos anos. Concluimos que a presença de companheiras do tipo anãs vermelhas ou marrons em períodos orbitais moderados não influenciam a evolução rotacional desses sistemas. As peculiaridades de HIP 19911, HIP 67620 e HIP 103983 podem ser completamente explicadas por contaminação espectral de suas companheiras.

Neste trabalho estudamos o modelo de Nambu-Jona-Lasinio na versão SU(2) com acoplamento vetorial repulsivo e investigamos a estabilidade da matéria de quarks, realizando um estudo da transição de fase quiral no modelo de NJL em termos de uma análise do potencial termodinâmico do sistema. Para o estudo da estabilidade da matéria de quarks, analisamos o comportamento da pressão e da energia por partícula em função da densidade bariônica. O estado de equilíbrio é determinado como o ponto onde o potencial termodinâmico tem um mínimo, sendo a massa constituinte o parâmetro variacional. Discutimos a influência da interação vetorial na EoS e na estrutura da estrela de quarks. Assumiremos que estas estrelas são compostas de matéria de quark pura com e sem equilíbrio beta, condição esta que não foi considerada nos estudos anteriores e que deve ser obedecida pela matéria no interior de estrelas compactas. Varrendo o intervalo de densidades centrais permitidas pela EoS fornecida pelo modelo NJL na fase de quarks com dois sabores, obtemos relações massa-raio inéditas. Mostramos que conforme aumenta o acoplamento vetorial, obtemos estrelas mais massivas com raio maior para a mesma densidade de energia central. Também investigamos a transição de fase hádron-quarks no interior das estrelas de nêutrons e obtemos as relações de massa-raio para todas as famílias de estrelas consideradas. Trabalhos anteriores baseados no fato de que as EoS obtidas para a fase de quarks usando o modelo NJL são moles o suficiente para tornar as estrelas de nêutrons instáveis com o aparecimento de uma fase de quarks em seu interior, sugerem um modelo NJL modificado com um momento de cutoff que depende do potencial químico. No entanto, nesta abordagem, a instabilidade ainda permanece. Por isso, sugerimos a introdução de um acoplamento vetorial no modelo NJL, o que torna as EoS obtidas por este modelo mais duras, diminuindo assim esta instabilidade. Concluímos, que para ocorrer uma transição de fase para matéria de quarks estável em relação a oscilações de massa e raio, precisamos trabalhar em uma região de densidades muito altas, o que levaria a estrelas ainda mais compactas.

The Solar Twin Planet Search program is an unprecedented eort that aimed to procure extrasolar planets in more than 70 stars extremely similar to the Sun. In the course of this program, hundreds of high-quality optical spectra were obtained for these stars using the HARPS spectrograph, which is fed by the ESO La Silla 3.6 m telescope. Beyond the search for exoplanets, the data are invaluable to study the physical properties of Sun-like stars. Particularly in this dissertation, we are interested in verifying if the Sun possesses a regular rotation for its age among stars that are strictly similar to it, how the rotation of solar twins evolve with age and if the rotation of Sun-like stars is influenced by the presence of stellar mass companions. Previous conclusions on the regularity of the Suns rotation have been conflicting, and this is the first time such a large sample of solar twins with high quality spectroscopic data is used to clarify this puzzle. Our results suggest that the Sun is indeed a regular rotator for its age, which favors the use of the solar rotation to calibrate gyrochronology -- the estimation of stellar ages from their rotation. However, these results also imply a rotational evolution process that saturates after the solar age, constituting a departure from the widely used Skumanich relation and posing a challenge for gyrochronology. We securely identified 18 binary or multiple systems in the solar twin sample, of which only three display enhanced rotation for their ages. I estimated the orbital parameters of the binaries from their radial velocity variations, and the results show that their spectroscopic companions lie at orbital periods varying from a few to several years. I conclude that the presence of red or brown dwarf companions at moderate to long orbital periods do not influence the evolution of rotation in these systems, and therefore the main stars should evolve as single in this regard. The peculiarities in HIP 19911, HIP 67620 and HIP 103983 can be fully explained by spectral contamination from their companions. / O programa The Solar Twin Planet Search é um esforço sem precedentes na procura de planetas extra-solares em mais de 70 estrelas extremamente similares ao Sol. Ao longo desse programa, centenas de espectros ópticos de alta qualidade foram obtidos com o espectrógrafo HARPS, que está instalado no telescópio de 3,6 m do Observatório de La Silla. Além da busca de exoplanetas, estes dados são úteis para estudar as propriedades físicas de estrelas como o Sol. Estamos interessados em verificar se o Sol possui uma rotação regular para sua idade quando comparado com estrelas estritamente similares a ele, como que a rotação de gêmeas solares evolui com o tempo e se a rotação dessas estrelas é influenciada pela presença de companheiras estelares. Conclusões anteriores na regularidade da rotação solar são conflitantes, e esta é a primeira vez que uma amostra grande de gêmeas solares com dados espectroscópicos de alta qualidade é usada para esclarecer essa questão. Nossos resultados sugerem que o Sol de fato rota regularmente para sua idade, o que favorece o uso da rotação solar para calibrar a girocronologia -- a estimativa de idades estelares a partir de sua rotação. No entanto, tais resultados também implicam em um processo de evolução rotacional que satura depois da idade solar, constituindo um desvio da amplamente usada relação de Skumanich e apresentando um desafio para a girocronologia. Nós identificamos 18 sistemas binários na amostra de gêmeas solares, das quais apenas três mostram rotações elevadas para suas idades. Os parâmetros orbitais das binárias foram estimados a partir da variação de suas velocidades radiais, e os resultados mostram que suas companheiras espectroscópicas possuem períodos orbitais variando de alguns poucos até muitos anos. Concluimos que a presença de companheiras do tipo anãs vermelhas ou marrons em períodos orbitais moderados não influenciam a evolução rotacional desses sistemas. As peculiaridades de HIP 19911, HIP 67620 e HIP 103983 podem ser completamente explicadas por contaminação espectral de suas companheiras.

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-03-20Bitstream added on 2014-12-02T11:20:56Z : No. of bitstreams: 1 000791753.pdf: 2751318 bytes, checksum: 273e7cbadcaa9ed81c675b41ad4a9fb7 (MD5) / Neste trabalho investigamos a evolução orbital de partículas de poeira que escapam das superfícies de ambos satélites pequenos de Plutão: Nix e Hidra, produzidas através do impacto de micrometeoroides nas superfícies dos mesmos, sob influencia da pressão de radiação solar e dos efeitos gravitacionais de Plutão, Caronte e dos próprios satélites fontes (Nix e Hidra). A taxa de produção de massa dos grãos de poeira micrométricos foi obtida e simulações numéricas foram realizadas para obter o tempo de vida destes grãos no sistema plutoniano. Os grãos ejetados de Nix e Hidra formam um anel de largura de aproximadamente 16.000 km, o que corresponde a distância radial aproximada entre as órbitas de Nix e Hidra. Através das integrações numéricas verificamos que colisões de grãos com os corpos massivos do sistema e escape em _orbitas hiperbólicas constituem os principais mecanismos de perda de material e são determinadas pelo efeito da pressão de radiação solar. Este importante mecanismo de desestabilização de grãos de poeira em Plutão, remove 30% do conjunto inicial de partículas com raios de 1 µ em apenas 1 ano. As demais partículas que permanecem no sistema formam um anel muito tênue com uma profundidade óptica máxima de 4x10¹¹. Exploramos também a possibilidade dos progenitores dos satélites pequenos de Plutão terem sido capturados pelo binário Plutão-Caronte do disco primordial massivo heliocêntrico, no qual Plutão estaria inserido. Encontramos que, para objetos com baixas velocidades de aproximação com o binário, capturas poderiam ocorrer com probabilidade não é negligenciável devido a natureza do próprio encontro: planetesimal e par de objetos massivosNo entanto, os objetos capturados permaneceriam em orbitas bastante excêntricas em relação ao baricentro do binário, assim o tempo tópico de ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / In this work, we investigate the orbital evolution of the escaping dust from both small satellites of Pluto: Nix and Hydra, produced via impacts of micrometeoroids on the surfaces of the small satellites, under the influence of the solar radiation pressure combined with the gravitational ejects of Pluto, Charon, and the parent-bodies (Nix and Hydra). The mass production rate of micron-sized dust particles is obtained and numerical simulations are performed to derive the lifetime of the ejecta. The ejected particles form a wide ring of about 16,000 km, which corresponds to the radial distance between the orbits of Nix and Hydra. Through the numerical simulations we verified that collisions with the massive bodies within the system and escape into hyperbolic orbits are the main mechanisms of loss of material, which are mainly determined by the solar radiation pressure acting on the grains. This important loss mechanism removes 30% of the initial set of 1 µ sized particles in 1 year. The surviving particles form a ring too faint to be detectable with a derived maximum optical depth of 4x10¹¹. We also explore the possibility that the progenitors of the small satellites of Pluto have been captured by the Pluto-Charon binary from the massive heliocentric planetesimal disk in which Pluto was originally embedded into. Wend that debris with small approximation velocities to the binary can be captured temporarily by Pluto-Charon with non-negligible probability, due to the dynamical perturbations exerted by the binary nature of the Pluto-Charon pair... (Complete abstract click eletronic access below)

O presente trabalho foi desenvolvido no âmbito de melhor compreendermos a estrutura interna de objetos compactos, mais especificamente de estrelas híbridas. Para tal fizemos um estudo detalhado sobre a estrutura interna desta classe de estrelas utilizando o modelo de Nambu-Jona-Lasineo (NJL) em sua versão SU(3). No entanto, na tentativa de obtermos uma configuração estelar estável, impusemos uma modificação ao modelo, um cutoff dependente do potencial químico. Mostramos que com uma nova parametrização de cutoff é possível alcançar o objetivo traçado, uma estrela compacta com núcleo de quarks estável. Dando sequência ao trabalho, mensuramos a possibilidade de se detectar um sinal gravitacional oriundo de modos quasi-normais f e p de estrelas compactos na banda de frequência de detectores de massa ressonante. Verificamos que na banda de frequência de detectores esféricos é promissora uma futura detecção de um sinal gravitacional emitida pelo modo f de estrelas muito compactas, tais como estrelas de quarks. Verificamos ainda a influência dos parâmetros da equação de estado que rege a estrutura interna de determinada estrela com a frequência e o tempo de decaimento do sinal gravitacional emitido. Por fim, apresentamos um novo método de análise de dados para detectores de ondas gravitacionais esféricos, o método de barras independentes. Mostramos que com este somos capazes de resolver o problema inverso em detectores esféricos independente da configuração de transdutores sob a superfície esférica.