A existência de matéria escura é sustentada pela observação de efeitos gravitacionais sobre a matéria comum. A partir desses efeitos, com medidas de curvas de rotação e lentes gravitacionais, é possível calcular a densidade de matéria escura necessária para causa-los. Para descrever o comportamento observado, foram criados alguns modelos teóricos, porém a natureza das partículas que constituem matéria escura continua desconhecida. Determinar propriedades como massa e seção de choque da possível partícula de matéria escura é fundamental para o entendimento da natureza de seus efeitos sobre matéria bariônica. No âmbito experimental, os Telescópios Cherenkov medem a radiação gama proveniente do cosmo com energia entre GeV &#8212TeV de forma que uma possível interação (como exemplo a aniquilação de partículas de matéria escura) poderia ter seu resultado final de raios gama detectado em um dos experimentos de observação indireta. Neste trabalho de mestrado analisamos os conceitos de matéria escura a partir de um modelo específico de partículas WIMPs, o neutralino. Estudamos galáxias anãs esferoidais como possíveis fontes do sinal de raios gama proveniente da aniquilação de neutralinos. Para o entendimento dos cálculos, reproduzimos os resultados de dois experimentos importantes para a área, pertencentes aos telescópios VERITAS e MAGIC, validando as implementações realizadas. Estudamos também galáxias anãs esferoidais observadas pelo experimento FERMI-LAT para as quais limites superiores de fluxo foram determinados. Fizemos uso dessas medidas e extrapolamos os espectros de energias para o intervalo a ser observado pelo CTA. Utilizando curvas de sensitividade realistas para uma possível configuração do CTA, determinamos a potencialidade de detectação de matéria escura pelo CTA de 18 fontes estudados pelo FERMI-LAT. A partir dos resultados obtidos com a simulação do Observatório, podemos concluir quais fontes proporcionam melhores avanços para as pesquisas envolvendo matéria escura com o modelo escolhido. / The existence of dark matter is sustained by the observation of its gravitational efects on ordinary matter. By studying these efects, with rotation curves and gravitational lensing measurements, it is possible to calculate the dark matter density necessary to cause them. Theoretical models were created to describe the observed behavior, however the nature of the constituent particles is still unknown. Determining the particles\' properties such as mass and cross section is fundamental for the understanding of the nature of its efects on baryonic matter. On the experimental scope, Cherenkov Telescopes measure the gamma radiation coming from the cosmo with an energy between GeV &#8212TeV making it possible for an interaction to have its final product detected in one of these experiments. In this dissertation, we present an analysis of dark matter concepts considering a specific model of WIMPs particles, represented by the neutralino. We studied dwarf spheroidal galaxies as possible gamma-ray flux sources originated from the neutralino annihilation. We reproduced the results on annihilation cross section of two important experiments for this particular field (VERITAS and MAGIC), validating the codes implemented. This was perfomed with the objective of understanding the calculus involved. We studied dwarf spheroidal galaxies observed by the FERMI-LAT experiment for which upper limits flux were determined. We used these measurements and extrapolated the energy spectrum to the one to be observed by CTA. With realistic sensitivity curves for a possible CTA configuration, we determined the potencial for a dark matter detection for 18 sources studied by FERMI-LAT. With the results obtained with the Observatory simulation, we were able to conclude which of these sources represent improvements for dark matter researches with the specific model described.

Pesquisa acerca dos temas de Astronomia que constam nos livros didáticos de Geografia. Nos últimos anos o Ministério da Educação - MEC estabeleceu critérios para a análise de livros didáticos, visando melhorar a qualidade dessas obras. Foram analisados exclusivamente, os temas de Astronomia nos livros didáticos de Geografia da 5a série recomendados pelo MEC no Plano Nacional do Livro Didático – PNLD 1999, e constatou-se grande quantidade de erros conceituais nos textos e nas ilustrações. Verificou-se que os autores de obras didáticas de Geografia têm dado considerável atenção à Astronomia, assim como os Parâmetros Curriculares do Ensino Fundamental para a Geografia do Terceiro Ciclo. As obras foram submetidas aos critérios classificatórios do MEC que permitiram o exame da qualidade desses livros quanto aos aspectos tipográficos, metodológicos, específicos de conteúdos e gerais deles e dos manuais dos professores. Os temas selecionados e avaliados estão na interface dos estudos geográficos e astronômicos, que pode ser denominada por Cosmografia, são eles: a orientação geográfica, as estações do ano, os movimentos da Terra e as marés. Os erros das obras analisadas foram apontados e corrigidos. Propôs-se que os estudos cosmográficos veiculados pelos livros didáticos empreguem termos e ilustrações corretos e adequados. São apresentadas também propostas para a confecção de modelos tridimensionais e a realização de atividades práticas, para cada um dos temas, adequadas ao nível cognitivo do Terceiro Ciclo. / This research is about Astronomy subjects on Geography’s didactic books. The Education Ministry – MEC established criteria to analyze didactic books, last years, to aim at improving the quality of these books. It was analyzed exclusively Astronomy topics in the Geography’s didactic books of the 5th level of Junior High, recommended by MEC in the National Project of Didactic Book – PNLD 1999, and it verified a lot of conceptual mistakes in the texts and illustrations. It was also examined that the authors of didactic books in Geography have given as much considerable attention to Astronomy as Scholars Parameters of Fundamental Teaching to the Geography of Third Cycle. The didactic books and the teacher’s handbooks were submitted to MEC’s classifying criteria which permitted the exam of these books concerning quality about typographical, methodological, specific contents and general aspects. The selected and evaluated subjects are in the interface between geographical and astronomical studies. The study of these subjects can be denominated Cosmography. They are: geographical orientation, the seasons of the year, the Earth movements and the tides. The conceptual mistakes of the analyzed books were sharpened and corrected. It was proposed that the cosmographical studies transmitted by didactic books to use correct and adequate expressions and illustrations. It was also proposed as follow-up activities, the construction of tridimensional models and the realization of practical activities.

Submitted by Jadson Francisco de Jesus SILVA (jadson@uefs.br) on 2018-07-13T21:00:13Z No. of bitstreams: 1 TCC _ Jorge_revG15021816.02Final18.02Vers?ocapadura.PDF. (2).pdf: 6630381 bytes, checksum: 370c3715816360d1d3c83fa51942e90a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-13T21:00:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TCC _ Jorge_revG15021816.02Final18.02Vers?ocapadura.PDF. (2).pdf: 6630381 bytes, checksum: 370c3715816360d1d3c83fa51942e90a (MD5) Previous issue date: 2017-12-19 / The study focused on this dissertation was carried out at the Col?gio Estadual Alaor Coutinho - CEAC, located in Praia do Forte, municipality of Mata de S?o Jo?o - Bahia, a college in which a large part of the students in the academic years of 2014 and 2015 reported, in the classroom, greater difficulties of understanding the subjects related to Trigonometry and Geometry. In an attempt to reverse this situation and facilitate the learning of existing subjects in Trigonometry and Geometry, basic astronomical knowledge related to sundials, allied to concepts of Geography with respect to Geographic Coordinates and Earth Movements, were used. Activities were carried out with students from Elementary and Middle School, such as: workshops, classes and events related to the construction and positioning of Sun Clocks. As a final product, we made different Equatorial Type Sun Clocks, as well as a Didactic Sequence for teachers of education basic. / O estudo focalizado nesta Disserta??o foi realizado no Col?gio Estadual Alaor Coutinho - CEAC, localizado em Praia do Forte, munic?pio de Mata de S?o Jo?o ? Bahia, col?gio no qual grande parte dos estudantes dos anos letivos de 2014 e 2015 relatou, em sala de aula, maiores dificuldades de entendimento dos assuntos relacionados ? Trigonometria e Geometria. Na tentativa de reverter essa situa??o e facilitar a aprendizagem de assuntos existentes na Trigonometria e na Geometria, foram utilizados conhecimentos b?sicos de Astronomia relacionados a rel?gios de Sol, aliados a conceitos de Geografia com rela??o ?s Coordenadas Geogr?ficas e Movimentos da Terra. Foram realizadas atividades com estudantes do Ensino Fundamental e M?dio, tais como: oficinas, aulas e eventos relacionados com a constru??o e posicionamento dos Rel?gios de Sol. Como produto final, confeccionamos diferentes Rel?gios de Sol do Tipo Equatorial, assim como uma Sequ?ncia Did?tica destinada a professores da educa??o b?sica.

Submitted by Verena Pereira (verenagoncalves@uefs.br) on 2018-11-14T23:32:15Z No. of bitstreams: 1 Disserta??o - Dados Astron?micos_Uma proposta de implementa??o para banco de dados - VERSAO DIGITAL.pdf: 12472772 bytes, checksum: 7819133722c393f66647cb47f14700c6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-14T23:32:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Disserta??o - Dados Astron?micos_Uma proposta de implementa??o para banco de dados - VERSAO DIGITAL.pdf: 12472772 bytes, checksum: 7819133722c393f66647cb47f14700c6 (MD5) Previous issue date: 2018-06-21 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / With the advent of computing, the way of doing science has changed circumstantially, revolutionizing scientific research. In astronomy, telescopes now equipped with increasingly modern sensors, produce data quantities never seen before, making it impossible to exhaust all the capacity to extract knowledge from the data produced, thus presenting conditions of reuse by their peers or other purposes. The value of this data to Science lies in its unexplored potential. In this sense, this work shares the philosophy of Virtual Observatories, regarding the reuse of old data. Therefore, this dissertation is about the implementation of procedures and computational techniques that allow to organize and search for images from telescopes. Images that were found were of the exclusive period. With this, studies were developed on data structure, computational tools, algorithms and programming languages that could contribute to the development and resolution of the research problem under analysis / Com advento da Computa??o, a forma de fazer Ci?ncia mudou circunstancialmente, revolucionando a pesquisa cient?fica. Na Astronomia, os telesc?pios agora equipados com sensorescada vez mais modernos, produzem quantidades de dados nunca vista antes, tornando imposs?vel exaurir toda ? capacidade de extra??o de conhecimento dos dados produzidos, apresentando assim, condi??es de reutiliza??o pelos seus pares ou outras finalidades. O valor desses dados para a Ci?ncia est? no seu potencial n?o explorado. Nesse sentido, esse trabalho compartilha da filosofia dos Observat?rios Virtuais,no que tange ? reutiliza??o de dados antigos. Para tanto, essa disserta??o versa sobre a implementa??o de procedimentos e t?cnicas computacionais que permitem organizar e buscar imagens oriundas de telesc?pios. Imagens que se encontram foram do per?odo de exclusividade. Com isso, foram desenvolvidos estudos sobre estrutura de dados, ferramentas computacionais, algoritmos e linguagens de programa??o que pudessem contribuir com o desenvolvimento e resolu??o do problema de pesquisa em an?lise

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 conceito de espaço é um dos mais fundamentais da natureza e tem sido, ao longo da história da ciência, objeto de estudo de diversos filósofos, físicos e também astrônomos. Do ponto de vista epistemológico, este conceito foi de grande importância para algumas das mais famosas visões cosmológicas: desde a concepção aristotélica, passando pela gravitação newtoniana até a formulação da teoria geral da relatividade. Por outro lado, reconstruir a evolução das medidas de distancias astronômicas é uma forma de abordar a própria história da Astronomia. Essa história é repleta de construções, desconstruções e mudanças de paradigmas. Tal dinamismo é um elemento instigante e motivador, mas estranhamente não se reflete, na maioria dos casos, nos livros didáticos e nas aulas de ciências como um todo. Este trabalho consiste na elaboração e na aplicação de um material didático composto por atividades e oficinas que, utilizando as muitas formas de abordar pedagogicamente o conceito de espaço, buscam estimular alunos e até mesmo professores a refletir sobre como nos relacionamos com a natureza por meio da ciência. As atividades, construídas e aplicadas, ao longo de dois anos, a alunos do nono ano do Ensino Fundamental e do primeiro ano do Ensino Médio, foram divididas segundo dois objetivos específicos. As primeiras exploraram algumas questões ainda em aberto estudadas pela física de partículas e a grande controvérsia existente durante séculos que marcou a transição da visão Geocêntrica para a Heliocêntrica no século XVI. Tais questões foram elaboradas no sentido de ressaltar o quão dinâmico é o nosso entendimento sobre a natureza. A segunda parte do trabalho de campo consistiu na elaboração e na aplicação de oficinas de determinação de distâncias astronômicas por métodos consagrados ao longo da história da ciência. O relato dos alunos e a avaliação dos resultados das oficinas nos mostraram que, de fato, os famosos experimentos reconstruídos pelos alunos durante as oficinas levaram a resultados próximos dos valores conhecidos pela literatura e, muito mais importante, revelaram o caráter dinâmico e evolutivo do conhecimento científico. / The concept of space is one of the most fundamental of the nature and it has been, throughout the history of science, an object of study by several philosophers, physicists and astronomers. From the epistemological point of view, this concept has been of great importance for some of the most famous cosmological visions: from the Aristotelian conception, through Newtonian gravitation until the formulation of the General Theory of Relativity. On the other hand, reconstructing the evolution of measurements of astronomical distances is a way of approaching the history of astronomy itself. This story is full of constructions, deconstructions and paradigmatic changes. Such dynamism, despite being an exciting and motivating element, has not been reflected in textbooks and in the general learning of science. This work consists in the elaboration and application of a didactic material composed by activities and workshops that, considering the plenty of approaches for the concept of space in the pedagogical context, seeks to stimulate students and even teachers to reflect on how we relate to nature through science. The activities were prepared and applied over two years to students from the last year of elementary school, and first year in high school, those activities were grouped according to two specific objectives. The first one intended to explore some open questions studied by particle physics and the great controversy over the centuries that marked the transition from the Geocentric to the Heliocentric view in the sixteenth century. Both questions wished to emphasize how dynamic our understanding of nature is. The second part of the fieldwork consisted of the elaboration and application of workshops to determine some astronomical distances by methods well established throughout the history of science. The students\' reports and the evaluation of the workshops results showed that, in fact, the famous experiments reconstructed by them during the workshops led to results close to the values known by the specific literature and, more importantly, revealed the dynamic and evolutionary character of the scientific knowledge.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:57:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 brandt.pdf: 12977939 bytes, checksum: deb090bc117197667d84471d9111c780 (MD5) Previous issue date: 2012-03-05 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico / Gravitational arcs provide important tools for cosmology and astrophysics, and have been used to constrain cosmological parameters and the structure of galaxies and galaxy clusters. However, these objects are rare and challenging to detect. Wide field imaging surveys with good imaging quality, such as the Dark Energy Survey (DES), will increase the current number of known arc systems by about an order of magnitude. Algorithms for automated detection (arc-finders) are absolutely necessary since currently available data volumes are already beyond human capabilities. Besides, it is necessary to have objective methods capable of generating reproducible results. Furthermore, it is essential to perform realistic arc simulations to test the analysis tools, both arc-finders as well as those aimed to extract physical information from these objects. The main contribution of this work was the development of a gravitational arc simulator for the DES project, named AddArcs. The simulator generates arcs based on N-body simulations and parameters derived from observational data. Observational effects can be added according to the properties of the instrument. Regarding the automated detection of arcs, we review an algorithm from the literature and apply it to a set of images, tuning its parameters for each set. Some image processing methods often used for the identification of astronomical objects were also reviewed. Both the methods for simulation and image processing were integrated into a library of tools for astronomical data processing named SLtools. The AddArcs simulator enabled the inclusion of fairly realistic gravitational arcs on the DES simulated images and catalogs. It also lead to an estimate of the abundance of arcs expected to be observed by DES. / Arcos gravitacionais são sistemas de grande importância para a cosmologia e astrofísica, sendo utilizados para restringir parâmetros cosmológicos e obter informações sobre a estrutura de galáxias e aglomerados de galáxias. No entanto estes objetos são raros e de difícil detecção. Levantamentos fotométricos de grande área e com boa qualidade de imagem, como o Dark Energy Survey (DES), aumentarão em cerca de uma ordem de grandeza o número de sistemas com arcos. Algoritmos para a detecção automatizada de arcos (buscadores de arcos) são absolutamente necessários, uma vez que o volume de dados trabalhados já ultrapassa a capacidade humana. Além disso são necessários métodos objetivos que gerem resultados reprodutíveis. É fundamental, também, a realização de simulações realistas de arcos de modo a testar ferramentas de análise, tanto os buscadores de arcos quanto as que extraem informações físicas a partir destes objetos. A principal contribuição deste trabalho foi o desenvolvimento de um simulador de arcos gravitacionais para a inclusão destes nas simulações realizadas pelo projeto DES denominado AddArcs. O simulador busca reproduzir arcos utilizando-se de dados de simulações cosmológicas de N-corpos e parâmetros de dados reais. Efeitos observacionais podem ser adicionados de acordo com propriedades da instrumentação que pretendemos simular. Com relação à detecção automatizada de arcos, realizou-se a revisão de um algoritmo conhecido da literatura, com o ajuste de parâmetros e teste em diferentes tipos de imagens. Alguns métodos de processamento de imagens utilizados no processo de identificação de objetos em dados astronômicos foram também revisados como parte deste estudo. Tanto os métodos de simulação quanto os de processamento de imagens foram integrados em uma biblioteca de ferramentas para processamento de dados astronômicos denominada SLtools. Com o simulador de arcos gravitacionais fomos capazes de reproduzir arcos com considerável grau de realismo e incluí-los nas imagens e catálogos produzidos nos ciclos de simulação do DES. A partir dos resultados do simulador, pudemos também estimar a abundância de arcos que o Dark Energy Survey deverá observar.

Neste trabalho construímos um filtro digital do tipo "matched dois modos" para verificarmos assinaturas de um sinal impulsivo, de radiação gravitacional, emitido por um sistema de mini-buracos negros de 0,5 massa solar pouco antes de sua coalescência. Para determinar a forma de onda irradiada pelo sistema, foram utilizadas as equações de campo da Teoria da Relatividade Geral e a teoria do universo em expansão de Friedmann. Consideramos que os mini-buracos negros foram formados no universo jovem com temperatura em torno de 1Gev. As características do detector ALLEGRO foram apresentadas, e verificamos que este detector é sensível ao sinal estudado. Foi determinada a taxa de eventos que é de 0,05 por ano para nossa galáxia e de vários eventos em nosso grupo local de galáxias. A curva da densidade espectral dos ruídos do ALLEGRO foi determinada. Com os dados referentes ao sinal e a curva da densidade espectral dos ruídos determinada, foram calculados os coeficientes do filtro digital e elaborada as rotinas computacionais para a análise dos sinais. Após filtrar os dados referentes ao ano de 1997, identificamos vários sinais candidatos a ondas gravitacionais. Mostramos que o filtro construído é mais eficaz que o anterior de um modo, pois a temperatura do ruído foi reduzida. Também demonstramos que os filtros para uma fonte impulsiva específica tem a característica de detectar sinais proveniente de outras fontes do mesmo tipo.

Desde a formulação da Teoria da Relatividade por Einstein no início do século XX, foram várias as tentativas para se unificar as diversas teorias físicas. Kaluza e Klein foram os primeiros a buscarem esta unificação. Atualmente baseado nas idéias de Kaluza e Klein o sonho de uma unificação retorna através das teorias de cordas e dos modelos de grandes dimensões extras. Neste trabalho faremos um estudo de dois desses modelos contendo grandes dimensões extras, mostrando como é possível se explicar o problema da hierarquia existente entre as interações fundamentais através de dimensões extras compactificadas. O foco, contudo, será o estudo da possibilidade de produção de mini buracos negros (MBN's) em laboratório talvez já na próxima geração de colisores, como o LHC. Dentre os possíveis tipos de buracos negros, estudaremos o de Schwarzschild (sem carga e com momento angular nulo) enfatizando o efeito da carga elétrica que dá origem ao buraco negro de Reissner-Nordström (carregado eletricamente e sem momento angular). Finalmente trataremos dos observáveis que os MBN's (se de fato existirem) poderão deixar nos detectores.

This thesis consists of an extensive study of the Weak Stability Boundary (WSB) concept in low-energy Earth-to-Moon mission design within the mathematical structure provided by the Planar Circular Restricted Three-Body Problem (PCR3BP). By employing the patched three-body approach to approximate the Sun-Earth-Moon-spacecraft system, we examine and characterize the construction of Earth-to-Moon transfer orbits. Then, we focus on the final portion of the transfer trajectories, investigating the WSB algorithmic definition proposed by E. Belbruno. We perform a dynamical characterization of the WSB associated sets generated in the lunar sphere of influence by two implementations of this algorithmic definition, namely, considering the Moon as a punctual mass and as a body with finite radius. In addition, the associated sets are analysed according to relevant criteria established on three-body problem elements in order to clarify their possible applicability in external and internal transfers and to verify the consistency of the algorithmic construction procedure. Finally, we extract the boundary of stability and investigate the structure of the boundary set by characterizing specific stable-unstable transitions. This study identifies various vulnerable aspects of the algorithmic definition concerning the adequate detection of stability regions for ballistic lunar capture, and indicates required corrections to the algorithmic construction.