o estudo da distribuição de extinção na Galáxia e nas Nuvens de Magalhães é feito através da análise dos mapas de avermelhamento derivados da emissão 100f-Lmda poeira E(B- V)FIR de Schlegel et ai. (1998). Comparamos valores de avermelhamento E(B- V)FIR com os derivados do conteúdo estelar de 103 aglomerados abertos velhos e 150 aglomerados globulares da Galáxia. As diferenças entre os dois avermelhamentos, quando significativas, ocorrem principalmente em baixas latitudes galáticas, no sentido de que os valores E(B-V)FIR são mais altos devido à contribuição do fluxo 100f-Lmda poeira que se encontra atrás dos aglomerados. As diferenças também podem surgir por um valor de E(B-V)FIR superestimado devido aos grãos de poeira terem temperatura T> 21 K o que parece ocorrer principalmente na direção do Centro da Galáxia. Construímos um catálogo geral de nebulosas escuras unificando 15 catálogos da literatura reunindo~ 6300 itens. Após cruzamentos, o catálogo unificado contém 4956 nebulosas escuras. Medimos valores de E(B-V)PIR no centro destas nebulosas escuras e amostramos seus arredores. Encontramos contraste preferencialmente para nebulosas escuras a médias e altas latitudes galáticas. Nebulosas escuras próximas ao Plano Galático apresentam flutuações maiores nos valores de E(B- V)FIR nos arredores, devido às contribuições de densidade de coluna de poeira das nebulosas e meio difuso acumulados em profundidade ao longo da linha de visada. Utilizamos a fotometria JHKs do 2MASS para obter mapas de extinção em regiões candidatas a regiões de baixa extinção (janelas) na direção do Bojo Galático Confirmamos a existência das janelas e encontramos uma grande semelhança entre os mapas de extinção na banda K derivados a partir do conteúdo estelar e os derivados da emissão da poeira. Tal semelhança na distribuição do avermelhamento nos mapas se deve à maior parte das nuvens de poeira estar localizada entre nós e as estrelas do Bojo. Realizamos a busca de aglomerados infravermelhos jovens compactos (semelhantes aos aglomerados Arches e Quintuplet) próximo ao Centro Galático utilizando o Atlas de imagens JHKs do 2MASS. Encontramos 58 candidatos a aglomerados, importantes alvos para grande telescópios. Nas direções das Nuvens de Magalhães, testamos os valores de E(B- V)FIR nas linhas de visada de galáxias de fundo comparando esses valores com os avermelhamentos derivados através dos espectros observados das galáxias. A obtenção do avermelhamento foi feita comparando a distribuição de contínuo dos espectros das galáxias observadas na direção das Nuvens com o contínuo de espectros médios de semelhante população estelar (formados por galáxias em altas latitudes galáticas) corrigidos por extinção . O avermelhamento foi derivado para 36 galáxias projetadas sobre as Nuvens de Magalhães e obtivemos um avermelhamento médio total (galático + interno) de E(B-V) = 0.12 para a Grande Nuvem e E(B-V) = 0.05 para Pequena Nuvem, sendo o avermelhamento interno estimado em E(B- V)i = 0.06 e E(B- V)i = 0.04 para Grande e Pequena Nuvem respectivamente. Para 86 % da amostra obtivemos uma boa concordância entre os valores de avermelhamento espectroscópicos e os derivados da emissão da poeira Os casos de diferenças significativas foram interpretados como devidos à distribuição de poeira ter uma escala menor que a resolução dos mapas de avermelhamento E(B-V)FIR ou ao superaquecimento da poeira, como ocorre principalmente na direção do Centro Galático. As presentes análises da extinção através da Galáxia e das Nuvens de Magalhães fornecem evidências da importância, utilidade e algumas limitações dos mapas de poeira de Schlegel et aI. (1998) para estudos galáticos e extragaláticos.

Na literatura, a análise e a interpretação das linhas de emissão de H2 em nebulosas planetárias são feitas, em geral, considerando que a molécula somente seja produzida em ambientes neutros, como as regiões de fotodissociação ou com choques. No entanto, existem fortes evidências observacionais de que ao menos parte da emissão seja proveniente da região ionizada desses objetos. Em trabalhos anteriores mostramos que quantidades significativas de H2 podem sobreviver dentro dessa região hostil. No presente trabalho nosso objetivo é calcular e estudar a emissão de H2 em linhas no infravermelho produzidas na região ionizada de nebulosas planetárias, utilizando o código de fotoionização unidimensional Aangaba. Para isso, desenvolvemos diversas sub-rotinas que determinam o povoamento em níveis de energia da molécula e calculam a intensidade das linhas de emissão de H2. Obtivemos a intensidade de diversas linhas produzidas pela molécula H2 em nebulosas planetárias cujos parâmetros característicos (temperatura e luminosidade da estrela central, densidade do gás, tipo e tamanho dos grãos, etc.) estão na faixa de valores conhecidos para esses objetos. Como resultado de nosso trabalho, mostramos que a contribuição da região ionizada para a emissão de H2 de nebulosas planetárias pode ser significativa em diversas situações, particularmente quando a temperatura da estrela central é alta. Esse resultado pode explicar porque a detecção de linhas de H2 é mais provável em nebulosas planetárias bipolares, que têm estrelas tipicamente mais quentes. Além disso, verificamos que na região ionizada a excitação e a desexcitação colisional são mecanismos importantes de povoamento de todos os níveis rovibracionais do estado fundamental eletrônico de H2. Os mecanismos radiativos são também importantes, particularmente para os níveis de energia excitados. Os mecanismos de formação em estados excitados podem ter alguma influência no espectro de linhas produzidas pela desexcitação de níveis rotacionais bastante elevados, principalmente em ambientes densos. Em nossos modelos incluímos o efeito da molécula H2 no equilíbrio térmico do gás, verificando que a molécula H2 somente tem influência significativa na temperatura do gás em casos de temperatura da estrela central muito alta ou grande quantidade de grãos, principalmente através da desexcitação colisional. / The analysis and the interpretation of the H2 line emission of planetary nebulae have been done in the literature assuming that the molecule survives only in neutral environments, as in photodissociation or shocked regions. However, there is strong evidence that at least part of the H2 emission is produced inside the ionized region of such objects. In previous work we showed that significant amounts of H2 can survive inside the ionized region of planetary nebulae. The aim of the present work is to calculate and study the infrared line emission of H2 produced inside the ionized region of planetary nebulae using the one-dimensional photoionization code Aangaba. For this, we developed several numerical subroutines in order to calculate the statistical population of the H2 energy levels, as well as the intensity of the H2 infrared emission lines in physical conditions typical of planetary nebulae. We show that the contribution of the ionized region for the H2 emission can be significant, particularly in the case of nebulae with high temperature central stars. This result explains why H2 emission is more frequently observed in bipolar planetary nebulae (Gatley\'s rule), since this kind of object typically has hotter stars. We show that collisional excitation plays an important role on the H2 population of the rovibrational levels of the electronic ground state. Radiative mechanisms are also important, particularly for upper levels. Formation pumping may have some effects on the line intensities produced by de-excitation from very high rotational levels, specially in dense environments. We include the effects of H2 in the thermal equilibrium of the gas, concluding that H2 only contributes to the thermal equilibrium in the case of very high temperature of the central star or high grain to gas ratio, mainly through collisional de-excitation.

O presente trabalho propõe uma abordagem abrangente para descrever a evolução da região central da Via Láctea, compreendendo-se aí o bojo, a barra e as interfaces dos mesmos com o limite interno do disco e com a região central do halo. Pretende-se investigar as propriedades químicas e cinemáticas destas estruturas, que são interconectadas, com o objetivo de separá-las e aplicar os resultados daí obtidos a um modelo de formação e evolução do bojo e da região interna do disco que descreva simultaneamente distintos aspectos da evolução da região central da Galáxia. Na primeira parte do trabalho, uma amostra de nebulosas planetárias (NPs) localizadas no disco interno e no bojo da Galáxia é utilizada para encontrar a distância galactocêntrica que melhor separa estas duas populações, do ponto de vista das abundâncias. Foram utilizadas escalas de distâncias estatísticas para o estudo da distribuição das abundâncias na interface bojo-disco. A aplicação do teste Kolmogorov-Smirnov mostrou que, em média, a população interna não segue o gradiente radial de abundâncias do disco na direção do centro galáctico. Baseado neste estudo, propõe-se uma distância galactocêntrica de 1.5 kpc para definir a interface bojo-disco. Na segunda parte do trabalho, foram realizadas observações espectrofotométricas de 21 NPs localizadas na direção do centro da Galáxia com o telescópio SOAR. Estes objetos estão localizados bem próximos ao plano galáctico na direção central da Via Láctea, onde não existem dados de NPs na literatura. Os resultados mostram que as NPs localizadas nesta região apresentam baixas abundâncias de oxigênio comparadas com as NPs do disco interno e de outras regiões do bojo. Os resultados indicam que o bojo apresenta uma complexa composição de populações estelares. Por um lado, a presença de nebulosas com baixas abundâncias mostra que o bojo pode ter se formado a partir de um disco galáctico antigo através de uma evolução secular. Por outro lado, existem alguns objetos do bojo para os quais as abundâncias coincidem com o limite do gradiente radial do disco nesta região. Esta é uma evidência para um bojo composto por duas ou mais populações: uma originada do disco fino, e outra originada do disco espesso. Na última parte do trabalho propõe-se a inclusão de fluxos radiais de gás em um modelo de evolução química para simular os efeitos de uma barra localizada no centro da Galáxia nas distribuições de abundâncias, densidade de gás e taxa de formação estelar (SFR). Os resultados das simulações indicam que os modelos com fluxos de gás apresentam uma SFR mais alta no bojo e que os perfis da SFR e da densidade de gás na região central são melhor reproduzidos após a inclusão dos fluxos radiais no modelo. As simulações indicam ainda que o gradiente de abundâncias do disco é mais plano para o caso da inclusão da barra. Estes resultados indicam que a barra e os fluxos de gás exercem um importante papel na formação de estrelas no centro das galáxias espirais barradas. / This project proposes a comprehensive approach to describe the evolution of the central region of the Galaxy, comprising the bulge, the bar and their interfaces with the inner disk and the central region of the halo. We intend to investigate the chemical and kinematic properties of these structures, which are interconnected, aiming to separate them and apply these results to a model for the formation and evolution of the bulge and inner disk, capable to describe simultaneously distinct aspects of the evolution of the central region of the Galaxy. First, a sample of planetary nebulae (PNe) located in the inner-disk and bulge of the Galaxy is used in order to find the galactocentric distance that better separates these two populations, from the point of view of abundances. Statistical distance scales were used to study the distribution of abundances across the disk-bulge interface. A Kolmogorov-Smirnov test was used to find the distance in which the chemical properties of these regions better separates. The results of the statistical analysis indicate that, on the average, the inner population has lower abundances than the outer. Additionally, for the $\\alpha$-elements abundances, the inner population does not follow the disk radial gradient towards the galactic centre. Based on our results, we suggest a bulge-disk interface at 1.5 kpc, marking the transition between the bulge and inner-disk of the Galaxy, as defined by the intermediate mass population. Second, we present spectrophotometric observations for a sample of 21 PNe located towards the galactic centre of the Galaxy. The abundances are derived based on observations in the optical domain made at the SOAR telescope. Their location is interesting since there are no observations of PNe in this region. The data show lower oxygen abundances compared to those from PNe located in the inner disk and other bulge regions. The results show that the bulge has a complex composition of stellar populations. The presence of PNe with low abundances indicates that the bulge might be formed from an old galactic disk through secular evolution. On the other hand, other objects from our sample have abundances compared to those from inner disk PNe. This is evidence that two or more populations might compose the bulge: one originated from the thin disk, and the other from the thick disk. Last, we propose a chemical evolution model that includes radial gas flows. This is done in order to mimic the effects of the galactic bar on the chemical abundances distributions and the gas density profiles and the star formation rate (SFR). The results of the models with radial flows point to a high SFR in the bulge and, additionally, the SFR and gas density profiles in the inner Galaxy are better reproduced after the inclusion of radial gas flows in the model. After including a specific velocity pattern for the bar, the results show a flattening of the radial abundance gradient. Our results indicate that radial gas flows may play an important role in the star formation near the centre of barred spiral galaxies.

[pt] Observando a dificuldade de batimento (match) dos padrões de comportamento das funções de autocorrelação e de autocorrelação parcial teóricas com as respectivas funções e as autocorrelação e de autocorrelação parcial estimadas de uma séries temporal, aliada ao fato da dificuldade em definir um número em específico como delimitador inequívoco do que seja um lag significativo, tornam clara a dose de julgamento subjetivo a ser realizado por um especialista de análise de séries temporais na tomada de decisão sobre a estrutura de Box & Jenkins adequada a ser escolhida para modelar o processo estocástico sendo estudado. A matemática nebulosa permite a criação de sistemas de inferências nebulosas (inferência dedutiva) e representa o conhecimento de forma explícita, através de regras nebulosas, possibilitando, facilmente, o entendimento do sistema em estudo. Por outro lado, um modelo de redes neurais representa o conhecimento de forma implícita, adquirido através de exemplos (dados), possuindo excelente capacidade de generalização (inferência indutiva). Esta tese apresenta um sistema especialista composto de cinco redes neurais nebulosas do tipo retropropagação para o auxílio na análise de séries temporais não sazonais. O sistema indica ao usuário a estrutura mais adequada, dentre as estruturas AR(1), MA (1), AR(2), MA(2) e ARMA(1,1), tomando como base a menor distância Euclidiana entre os valores esperados e as saídas das redes neurais nebulosas. / [en] It is well known the difficulties associated with the tradicional procedure for model identification of the Box & Jenkins model through the pattern matching of the theoretical and estimated ACF and PACF. The decision on the acceptance of the null hypothesis of zero ACF (or PACF) for a given lag is based on a strong asymptotic result, particularly for the PACF, leading, sometimes, to wrong decisions on the identified order of the models. The fuzzy logic allows one to infer system governed by incomplete or fuzzy knowledge (deductive inference) using a staighforward formulation of the problem via fuzzy mathematics. On the other hand, the neural network represent the knowledge in a implicit manner and has a great generalization capacity (inductive inference). In this thesis we built a specialist system composed of 5 fuzzy neural networks to help on the automatic identificationof the following Box & Jenkins ARMA structure AR(1), MA(1), AR(2), MA(2) and ARMA (1,1), through the Euclidian distance between the estimated output of the net and the corresponding patterns of each one of the five structures.