Os aglomerados globulares ricos em metais do bojo são uma peça chave na compreensão da história evolutiva da nossa Galáxia e o estudo dessas populações estelares simples pode fornecer vínculos importantes aos modelos de formação do bojo galáctico. Neste trabalho apresentamos o estudo feito com 22 estrelas dos aglomerados globulares NGC 6528 e NGC 6553, aglomerados representativos da população estelar do bojo. Através do uso de dados fotométricos e espectroscópicos determinamos a velocidade radial, temperatura efetiva, gravidade superficial e metalicidade das estrelas. Encontramos parâmetros que cobrem os intervalos 3200 <= Tef <= 5000K e -0.5 <= log g <= 2.4, representando portanto uma faixa de estágios evolutivos do aglomerado. O valor médio de [Fe/H] para os dois aglomerados foi estimado em -0.5dex, tanto pelo uso de índices de metalicidade de Lick, de calibrações de larguras equivalentes de TiO W(TiO) em função de parâmetros atmosféricos e principalmente através de espectros sintéticos. Foram encontrados também indícios de sobreabundância de elementos a. Essas estrelas estudadas são estrelas de referência para o estudo de populações estelares velhas e ricas em metais, de modo que testar e calibrar os espectros sintéticos com esses espectros estelares é um importante passo para garantir a qualidade dos espectros sintéticos na síntese de populações estelares. / The metal-rich bulge globular clusters are a keystone for the understanding of the evolutionary history of our Galaxy and the study of the bulge stellar populations provides constraints to models of bulge formation. In this work we present the study of 22 stars in the globular clusters NGC 6528 and NGC 6553, templates of the metal-rich populations of the bulge. With the use of photometric and spectroscopic data, we have found the radial velocities, effective temperatures, gravities and metallicities of these stars. The parameters found are in the range 3200 <= Tef <= 5000K and -0.5 <= log g <= 2.4, covering from the Horizontal Branch to the tip of the Red Giant Branch evolutionary stages. The mean metallicity determined was [Fe/H] = -0.5 dex, from the Lick indices, calibrations of equivalent widths of TiO as a function of stellar parameters and comparisons to the synthetic spectra. A trend is found for an overabundance of a elements. These stars are templates for the study of old metal-rich stellar populations and the fitting of the synthetic spectra to the observed stellar spectra is an important check of the quality of the synthetic spectra for stellar population synthesis.

Os aglomerados globulares ricos em metais do bojo são uma peça chave na compreensão da história evolutiva da nossa Galáxia e o estudo dessas populações estelares simples pode fornecer vínculos importantes aos modelos de formação do bojo galáctico. Neste trabalho apresentamos o estudo feito com 22 estrelas dos aglomerados globulares NGC 6528 e NGC 6553, aglomerados representativos da população estelar do bojo. Através do uso de dados fotométricos e espectroscópicos determinamos a velocidade radial, temperatura efetiva, gravidade superficial e metalicidade das estrelas. Encontramos parâmetros que cobrem os intervalos 3200 <= Tef <= 5000K e -0.5 <= log g <= 2.4, representando portanto uma faixa de estágios evolutivos do aglomerado. O valor médio de [Fe/H] para os dois aglomerados foi estimado em -0.5dex, tanto pelo uso de índices de metalicidade de Lick, de calibrações de larguras equivalentes de TiO W(TiO) em função de parâmetros atmosféricos e principalmente através de espectros sintéticos. Foram encontrados também indícios de sobreabundância de elementos a. Essas estrelas estudadas são estrelas de referência para o estudo de populações estelares velhas e ricas em metais, de modo que testar e calibrar os espectros sintéticos com esses espectros estelares é um importante passo para garantir a qualidade dos espectros sintéticos na síntese de populações estelares. / The metal-rich bulge globular clusters are a keystone for the understanding of the evolutionary history of our Galaxy and the study of the bulge stellar populations provides constraints to models of bulge formation. In this work we present the study of 22 stars in the globular clusters NGC 6528 and NGC 6553, templates of the metal-rich populations of the bulge. With the use of photometric and spectroscopic data, we have found the radial velocities, effective temperatures, gravities and metallicities of these stars. The parameters found are in the range 3200 <= Tef <= 5000K and -0.5 <= log g <= 2.4, covering from the Horizontal Branch to the tip of the Red Giant Branch evolutionary stages. The mean metallicity determined was [Fe/H] = -0.5 dex, from the Lick indices, calibrations of equivalent widths of TiO as a function of stellar parameters and comparisons to the synthetic spectra. A trend is found for an overabundance of a elements. These stars are templates for the study of old metal-rich stellar populations and the fitting of the synthetic spectra to the observed stellar spectra is an important check of the quality of the synthetic spectra for stellar population synthesis.

O presente trabalho visa apresentar uma proposta e uma breve análise do potencial pedagógico do tema da Astrofísica Estelar, uma vez que a teoria da formação e da evolução das estrelas é uma fusão da Astronomia com a chamada Física Moderna. O assunto proposto está idealmente situado para iluminar e reforçar a base física do Ensino Médio (termodinâmica básica, propriedades da luz, gravitação newtoniana etc.) por meio dos conceitos da Astrofísica Estelar na escola, já que eles se relacionam com o conteúdo que os alunos estavam aprendendo naquele momento. O trabalho se desenvolveu a partir da realização de quatro aulas aplicadas em cinco turmas da 2.a série do Ensino Médio, que tinham, no total, 69 alunos, em uma escola pública da cidade de São Paulo. O tema das aulas se relacionou com a formação e a evolução estelar; porém, também discorreu-se sobre questões mais gerais da Astronomia, como as constelações e o conceito de galáxia, a fim de introduzir o assunto para os estudantes. Toda a atividade foi elaborada a partir de uma apresentação de slides enriquecida com imagens e simulações. Como fonte de dados, utilizou-se um Questionário Inicial e um Final, aplicados durante a atividade, além da gravação das aulas e de outras anotações, sendo a pesquisadora a própria professora da turma. Analisou-se o aprendizado do grupo como um todo e a evolução conceitual de alguns alunos ao longo das aulas. Identificou-se defasagem nos conteúdos de Física dos alunos. Nesse sentido, as aulas sobre estrelas contribuíram de alguma maneira para o aprendizado dos estudantes, conforme verificado. Os resultados mostraram um progresso significativo, destacando-se alguns conceitos físicos agora integrados, tais como a luz e a gravitação. / This study aims to present a proposal and a brief analysis on the pedagogic potential of Stellar Astrophysics, since the theory of formation and evolution of stars is a merger of astronomy and the so-called Modern Physics. The proposed theme is ideally posted to enlighten and enhance the high school basic physics (basic thermodynamics, properties of light, Newtonian gravity, etc.), addressing stellar astrophysics concepts at school, since they relate to the subjects the students are learning simultaneously. The work has been developed through the application of four lessons for five different second year high school groups of students, totaling 69 students from a public school in the city of São Paulo. The subject of the lessons was related on star formation and stellar evolution, although more general topics related to astronomy were also addressed, such as constellations and the concept of galaxy, in order to introduce the topics to the students. All activity was developed through a slide show enriched with images and simulations. For the data survey, initial and final questionnaires were used during the activity, in addition to the classes records and other notes, being the researcher the class teacher. An analysis of the learning of the group as a whole was made as well as a study of the conceptual evolution of some students throughout the classes. We identified a discrepancy in students\' physical contents. For that matter, the lessons about star contributed somehow to the students\' learning, as verified. The results showed a significant evolution, highlighting some physical concepts now integrated, such as light, gravitation and others.

O presente trabalho visa apresentar uma proposta e uma breve análise do potencial pedagógico do tema da Astrofísica Estelar, uma vez que a teoria da formação e da evolução das estrelas é uma fusão da Astronomia com a chamada Física Moderna. O assunto proposto está idealmente situado para iluminar e reforçar a base física do Ensino Médio (termodinâmica básica, propriedades da luz, gravitação newtoniana etc.) por meio dos conceitos da Astrofísica Estelar na escola, já que eles se relacionam com o conteúdo que os alunos estavam aprendendo naquele momento. O trabalho se desenvolveu a partir da realização de quatro aulas aplicadas em cinco turmas da 2.a série do Ensino Médio, que tinham, no total, 69 alunos, em uma escola pública da cidade de São Paulo. O tema das aulas se relacionou com a formação e a evolução estelar; porém, também discorreu-se sobre questões mais gerais da Astronomia, como as constelações e o conceito de galáxia, a fim de introduzir o assunto para os estudantes. Toda a atividade foi elaborada a partir de uma apresentação de slides enriquecida com imagens e simulações. Como fonte de dados, utilizou-se um Questionário Inicial e um Final, aplicados durante a atividade, além da gravação das aulas e de outras anotações, sendo a pesquisadora a própria professora da turma. Analisou-se o aprendizado do grupo como um todo e a evolução conceitual de alguns alunos ao longo das aulas. Identificou-se defasagem nos conteúdos de Física dos alunos. Nesse sentido, as aulas sobre estrelas contribuíram de alguma maneira para o aprendizado dos estudantes, conforme verificado. Os resultados mostraram um progresso significativo, destacando-se alguns conceitos físicos agora integrados, tais como a luz e a gravitação. / This study aims to present a proposal and a brief analysis on the pedagogic potential of Stellar Astrophysics, since the theory of formation and evolution of stars is a merger of astronomy and the so-called Modern Physics. The proposed theme is ideally posted to enlighten and enhance the high school basic physics (basic thermodynamics, properties of light, Newtonian gravity, etc.), addressing stellar astrophysics concepts at school, since they relate to the subjects the students are learning simultaneously. The work has been developed through the application of four lessons for five different second year high school groups of students, totaling 69 students from a public school in the city of São Paulo. The subject of the lessons was related on star formation and stellar evolution, although more general topics related to astronomy were also addressed, such as constellations and the concept of galaxy, in order to introduce the topics to the students. All activity was developed through a slide show enriched with images and simulations. For the data survey, initial and final questionnaires were used during the activity, in addition to the classes records and other notes, being the researcher the class teacher. An analysis of the learning of the group as a whole was made as well as a study of the conceptual evolution of some students throughout the classes. We identified a discrepancy in students\' physical contents. For that matter, the lessons about star contributed somehow to the students\' learning, as verified. The results showed a significant evolution, highlighting some physical concepts now integrated, such as light, gravitation and others.

Orientador: Germán Lugones. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Física, 2009.

No description available.

Modelos computacionais existentes de estrelas quentes com rotação moderada ou rápida (vrot >= 20 km/s) não reproduzem satisfatoriamente as caractersticas das freqüências observadas devido às pulsações não-radiais, como por exemplo splittings e assimetrias. O objetivo do trabalho consiste em melhorar a qualidade de tais modelos de forma a poder cotejá-los com as caractersticas observacionais de pulsações não-radiais num processo iterativo que conduzirá a determinar com maior precisão os parâmetros fsicos e a estrutura interna de tais estrelas. Em particular, procuramos determinar o perfil radial de rotação no interior dos objetos. Os satélites da geração atual (Corot, Kepler, etc.) permitem medir os parâmetros das pulsações não-radiais com grande sensibilidade de detecção e grande poder de resolução de frequências. Apresentamos os resultados de nossos cálculos, cotejados com resultados obtidos a partir de observações fotométricas e espectroscópicas da estrela de tipo beta Cephei theta Ophiuchi (vsini = 29 +/- 7 km/s). Com tal procedimento, conseguimos: (i) identificar as caractersticas do perfil de rotação interna das estrelas quentes, indispensável para fazer modelos mais realistas; e (ii) simplificar o problema: refazemos o código de cálculo perturbativo contendo apenas os termos dominantes quanto à sensibilidade à rotação, tornando mais preciso e eficiente o cálculo de pulsações não-radiais para as estrelas estudadas. / Current computational models for hot stars with moderate or rapid rotation (vrot >= 20 km/s) do not satisfactorily reproduce the characteristics of observed frequencies due to non-radial pulsations, for instance, splittings and asymmetries. The goal of this work is to improve the quality of such models in such a way that they better represent observational characteristics of non-radial pulsations, in an iterative process which leads to better precision of physical parameters and internal structure of such stars. In particular, we determine the radial rotation profile in the interior of the objects. Present-day satellites (Corot, Kepler, etc.) allow measurement of non-radial pulsation parameters with great detection sensibility and high-resolution frequency power. We present the results of our calculations, compared with results obtained from photometric and spectroscopic observations from the beta Cephei star theta Ophiuchi (vsini = 29 +/- 7 km/s). With such a procedure, we were able to: (i) identify the characteristics of internal rotation profiles of hot stars, which are needed for more realistic models; and (ii) simplify the problem: we redid the perturbative calculation code including only the main terms in relation to the sensibility to rotation, yielding a more precise and efficient calculus of non-radial pulsation for the stars studied.

A Astrofísica Nuclear é a chave para explicar, entre outras coisas, a produção de energia nas estrelas, a evolução estelar e a síntese de elementos químicos e seus isótopos no Universo. Nesses casos, as reações nucleares formam a estrutura principal, cujas seções de choque e taxas de reação precisam ser determinadas com bastante precisão em laboratório. Devido às condições extremas encontradas nas estrelas, o entendimento dos processos nucleares que ocorrem em seus interiores se tornaram um grande desafio para os físicos nucleares teóricos e experimentais. Nos últimos 40 anos, os físicos vem medindo as taxas dessas reações, porém, as incertezas nesses valores são altas em razão das dificuldades experimentais encontradas nas medidas de seção de choque de processos que ocorrem em energias extremamente baixas (região do pico de Gamow). Desta forma, apenas em alguns casos é possível medir diretamente a seção de choque e o comportamento em baixas energias é geralmente extrapolado da região de energias mais altas. Para evitar o procedimento da extrapolação, alguns métodos indiretos estão sendo 5 usados com sucesso nos últimos anos. Em particular, o método do Cavalo de Tróia permite obter o fator astrofísico S(E) de reações nucleares envolvendo partículas carregadas a baixas energias sem necessidade de extrapolação e sem o efeito da blindagem eletrônica. As reações 10B(p,a)7Be e 11B(p,a)8Be são as principais responsáveis pela queima do boro em estrelas do grupo F e G da sequência principal. As respectivas seções de choque já foram obtidas em experimentos diretos anteriores, porém, os dados não chegam na região do pico de Gamow e o comportamento do fator astrofísico é extrapolado de energias mais altas. Neste trabalho, obteve-se o fator astrofísico S(E) das reações 10B(p,a)7Be e 11B(p,a)8Be através do método indireto do Cavalo de Tróia (THM) aplicado às reações de três corpos 2H(10B,a7Be)n e 2H(11B,a8Be)n sem necessidade de extrapolação. O fator astrofísico obtido por meio do THM para a reação 10B(p,a)7Be é duas vezes menor na região do pico de Gamow comparado com estudos diretos anteriores. Para a reação 11B(p,a)8Be foram estudados separadamente os canais a0 e a1 e o fator astrofísico obtido por meio do THM está de acordo com os estudos diretos anteriores. / Nuclear Astrophysics is the key to explain, among other things, the production of energy in stars, stellar evolution and the synthesis of chemical elements and isotopes in the Universe. In such cases, nuclear reactions are the main structure, where cross sections and reaction rates must be determined with reasonable accuracy in the laboratory. Because the extreme conditions found in stars, the understanding of nuclear processes that occur in their interiors have become a big challenge for theoretical and experimental nuclear physicists. In the last 40 years, physicists are getting the rates of these reactions but the uncertainty in these values are high due to difficulties found in the experimental cross section measurements at very low energies (Gamow peak region). Thus, only in some cases it is possible to measure directly the cross section and the behavior at low energies is usually extrapolated from the region of higher energy. To avoid the procedure of extrapolation, some indirect methods are being used successfully in recent years. In particular, the Trojan Horse Method gives the Astrophysics 7 S(E) factor of nuclear reactions involving charged particles at low energies without extrapolation and without electron screening effects. The reactions 10B(p,a)7Be and 11B(p,a)8Be are the main responsible for the burning process of boron inside F and G main sequence stars. The cross sections of these reactions have been obtained in previous direct experiments, but the data did not reach the Gamow peak and the behavior of the S(E) factor is then extrapolated from higher energies. In this work, we extract the S(E) factor for the reactions 10B(p,a)7Be and 11B(p,a)8Be through the indirect Trojan Horse Method (THM) applied to the three body reactions 2H(10B,a7Be)n e 2H(11B,a8Be)n without extrapolation. The astrophysical S(E)-factor for the 10B(p,a)7Be reaction was extracted by means of the THM and it is a factor 2 less in the Gamow peak if compared with previous direct studies. For the 11B(p,a)8Be reaction both a0 e a1 channels were studied by means of the THM and the astrophysical S(E)-factor extracted is in good agreement with direct previous studies.

A Astrofísica Nuclear é a chave para explicar, entre outras coisas, a produção de energia nas estrelas, a evolução estelar e a síntese de elementos químicos e seus isótopos no Universo. Nesses casos, as reações nucleares formam a estrutura principal, cujas seções de choque e taxas de reação precisam ser determinadas com bastante precisão em laboratório. Devido às condições extremas encontradas nas estrelas, o entendimento dos processos nucleares que ocorrem em seus interiores se tornaram um grande desafio para os físicos nucleares teóricos e experimentais. Nos últimos 40 anos, os físicos vem medindo as taxas dessas reações, porém, as incertezas nesses valores são altas em razão das dificuldades experimentais encontradas nas medidas de seção de choque de processos que ocorrem em energias extremamente baixas (região do pico de Gamow). Desta forma, apenas em alguns casos é possível medir diretamente a seção de choque e o comportamento em baixas energias é geralmente extrapolado da região de energias mais altas. Para evitar o procedimento da extrapolação, alguns métodos indiretos estão sendo 5 usados com sucesso nos últimos anos. Em particular, o método do Cavalo de Tróia permite obter o fator astrofísico S(E) de reações nucleares envolvendo partículas carregadas a baixas energias sem necessidade de extrapolação e sem o efeito da blindagem eletrônica. As reações 10B(p,a)7Be e 11B(p,a)8Be são as principais responsáveis pela queima do boro em estrelas do grupo F e G da sequência principal. As respectivas seções de choque já foram obtidas em experimentos diretos anteriores, porém, os dados não chegam na região do pico de Gamow e o comportamento do fator astrofísico é extrapolado de energias mais altas. Neste trabalho, obteve-se o fator astrofísico S(E) das reações 10B(p,a)7Be e 11B(p,a)8Be através do método indireto do Cavalo de Tróia (THM) aplicado às reações de três corpos 2H(10B,a7Be)n e 2H(11B,a8Be)n sem necessidade de extrapolação. O fator astrofísico obtido por meio do THM para a reação 10B(p,a)7Be é duas vezes menor na região do pico de Gamow comparado com estudos diretos anteriores. Para a reação 11B(p,a)8Be foram estudados separadamente os canais a0 e a1 e o fator astrofísico obtido por meio do THM está de acordo com os estudos diretos anteriores. / Nuclear Astrophysics is the key to explain, among other things, the production of energy in stars, stellar evolution and the synthesis of chemical elements and isotopes in the Universe. In such cases, nuclear reactions are the main structure, where cross sections and reaction rates must be determined with reasonable accuracy in the laboratory. Because the extreme conditions found in stars, the understanding of nuclear processes that occur in their interiors have become a big challenge for theoretical and experimental nuclear physicists. In the last 40 years, physicists are getting the rates of these reactions but the uncertainty in these values are high due to difficulties found in the experimental cross section measurements at very low energies (Gamow peak region). Thus, only in some cases it is possible to measure directly the cross section and the behavior at low energies is usually extrapolated from the region of higher energy. To avoid the procedure of extrapolation, some indirect methods are being used successfully in recent years. In particular, the Trojan Horse Method gives the Astrophysics 7 S(E) factor of nuclear reactions involving charged particles at low energies without extrapolation and without electron screening effects. The reactions 10B(p,a)7Be and 11B(p,a)8Be are the main responsible for the burning process of boron inside F and G main sequence stars. The cross sections of these reactions have been obtained in previous direct experiments, but the data did not reach the Gamow peak and the behavior of the S(E) factor is then extrapolated from higher energies. In this work, we extract the S(E) factor for the reactions 10B(p,a)7Be and 11B(p,a)8Be through the indirect Trojan Horse Method (THM) applied to the three body reactions 2H(10B,a7Be)n e 2H(11B,a8Be)n without extrapolation. The astrophysical S(E)-factor for the 10B(p,a)7Be reaction was extracted by means of the THM and it is a factor 2 less in the Gamow peak if compared with previous direct studies. For the 11B(p,a)8Be reaction both a0 e a1 channels were studied by means of the THM and the astrophysical S(E)-factor extracted is in good agreement with direct previous studies.

The main objective of the thesis is to study the properties of the Galactic population of radio-quiet and thermally emitting isolated neutron stars (INSs). This is done by studying further the existing neutron star sample of nearby seven sources, known as the Magnificent Seven (M7), as well as by searching for new candidates and constraining possible populations. During the thesis, we investigated the proper motions of three of the faintest M7 in X-rays with the satellite Chandra. This work allowed us to constrain the neutron star displacement in two cases as well as to accurately determine the high proper motion of a third source, for the first time in X-rays with a significance approaching 10 standard deviations (Motch, Pires, Haberl, & Schwope, 2007, Ap&SS, 308, 217; Motch, Pires, Haberl, Schwope, & Zavlin, 2009, A&A 497, 423). The search of new INS candidates in the serendipitous catalogue of the XMM-Newton Observatory, with more than 120,000 X-ray sources, had as well the aim to constrain the spatial density of thermally emitting sources located beyond the solar vicinity. This work allowed the long awaited discovery of a new thermally emitting INS with properties similar to those of the seven nearby sources discovered by ROSAT (Pires, Motch, Turolla, Treves, & Popov, 2009, A&A 498, 233). Moreover, deep optical observations with SOAR and the ESO-VLT have been obtained during the thesis work in order to optically identify a handful of INS candidates that have been selected among more than 72,000 sources (Pires, Motch, & Janot-Pacheco, 2009, A&A, 504, 185). Finally, population synthesis of Galactic thermally emitting INSs allows constraining the global properties of this population based on the whole sample of XMM-Newton observations. By estimating the density of similar sources at more remote distances in the Milky Way, the final objective is to determine whether the spatial density derived from the group of seven nearby sources is a local anomaly caused by the Suns current location near regions of active stellar formation of the Gould Belt. / O objetivo da tese é estudar as propriedades da população Galáctica de estrelas de nêutrons isoladas com emissão térmica em raios X mas silenciosas em rádio. Isto é feito iinvestigando-se a amostra existente de sete fontes próximas, conhecidas como Magnificent Seven (M7), assim como através da procura por novos candidatos e restringindo possíveis cenários e populações. Durante a tese, nós investigamos os movimentos próprios de três das mais fracas fontes em raios X com o satélite Chandra. Este trabalho nos permitiu restringir o deslocamento da estrela de nêutrons em dois casos assim como medir com grande precisão o alto valor de movimento próprio de uma terceira fonte, pela primeira vez em raios X com uma precisão alcançando 10 desvios-padrão (Motch, Pires, Haberl & Schwope, 2007, Ap&SS, 308, 217; Motch, Pires, Haberl, Schwope & Zavlin, 2009, A&A 497, 423). A procura por novos candidatos a estrelas de nêutrons isoladas no catálogo de fontes do satélite XMM-Newton, com mais de 120.000 fontes de raios X, teve igualmente como objetivo restringir a densidade espacial de fontes com emissão térmica situadas além da vizinhança solar. Este trabalho levou à aguardada descoberta de uma nova estrela de nêutrons isolada em processo de resfriamento, a qual exibe propriedades similares às sete fontes descobertas pelo ROSAT (Pires, Motch, Turolla, Treves, & Popov, 2009, A&A 498, 233). Mais ainda, observações óticas profundas com os telescópios SOAR e ESO-VLT foram obtidas durante a tese de maneira a identificar no óptico a amostra mais brilhante de candidatos a estrelas de nêutrons, os quais foram selecionados entre mais de 72.000 fontes (Pires, Motch, & Janot-Pacheco, 2009, A&A, 504, 185). Finalmente, a síntese de população de estrelas de nêutrons isoladas Galácticas permite restringir as propriedades globais da população com base na amostra total de observações em raios X realizadas com o satélite XMM-Newton. Estimando-se a densidade de fontes similares a maiores distâncias na Via Láctea, o objetivo final é determinar se a densidade espacial derivada do grupo de sete estrelas próximas corresponde a uma anomalia local causada pela proximidade do Sol em relação a regiões de ativa formação estelar do Cinturão de Gould.