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Múltiplas populações com filtros UV do Telescópio Espacial Hubble e ajuste de isócronas em aglomerados globulares do Bojo / Multiple populations with UV filters from the Hubble Space Telescope and isochrone fitting in Bulge globular clustersOliveira, Raphael Augusto Pereira de 28 February 2019 (has links)
Os aglomerados globulares (GCs) são laboratórios essenciais no estudo da formação e evolução quimiodinâmica da Via Láctea, pois formaram-se durante os episódios iniciais de formação estelar das galáxias. Na última década, evidências observacionais fotométricas e espectroscópicas têm desafiado o paradigma clássico da formação dos GCs em um episódio único de formação estelar, dando origem ao debate sobre as múltiplas populações estelares. Com o objetivo de explorar esse fenômeno, o programa do Telescópio Espacial Hubble GO-13297 (UV Legacy Survey of Galactic Globular Clusters, PI G. Piotto) obteve fotometria para 57 GCs com os filtros UV/azul F275W, F336W e F438W (WFC3/UVIS), sensíveis às variações nas abundâncias de CNO e, portanto, capazes de distinguir múltiplas populações ao longo dos diagramas cor-magnitude. Combinados com fotometria anterior nos filtros do óptico F606W e F814W (programa GO-10775, PI A. Sarajedini), eles formam uma base de dados fotométricos sem precedentes para GCs. Este trabalho expõe a análise de sete desses aglomerados, sendo seis do Bojo Galáctico (NGC 6304, NGC 6624, NGC 6637, NGC 6652, NGC 6717 e NGC 6723) e um localizado no Halo interno para referência (NGC 6362). A amostra é representativa dos dois picos na distribuição de metalicidades dos GCs do Bojo, em [Fe/H] ~ -0.5 e -1.0. Adotou-se métodos homogêneos para a separação das múltiplas populações nos diferentes estágios evolutivos e para o ajuste de isócronas, com o intuito de analisar comparativamente os dois grupos de metalicidade e verificar se ocorre alguma diferença de idades detectável entre as múltiplas populações. Algoritmos de classificação com aprendizado de máquina, e métodos utilizando estatística Bayesiana (máxima verossimilhança e MCMC) foram implementados e uma ferramenta em Python, nomeada SIRIUS, foi desenvolvida pelo grupo. Os resultados apontam para uma tendência de idades maiores (~ 13 Gyr) para os GCs mais pobres em metais com ramo horizontal azul, comparado com 12.0-12.5 Gyr para os outros GCs. Os resultados para as múltiplas populações indicam idades ligeiramente mais altas para a primeira geração em geral, mas com diferenças menores que 400 Myr comparado com a segunda geração. O resultado de 13.14 +0.25/-0.43 Gyr para o aglomerado NGC 6717 surpreende pois este é o aglomerado menos massivo da amostra, com maior fração de estrelas da primeira geração e com um ramo horizontal azul estendido: aspectos que o colocam como um dos objetos mais velhos da Galáxia. Esses resultados são bastante relevantes, com impactos diretos nos cenários de formação das partes centrais da Galáxia. / The globular clusters (GCs) are fundamental laboratories to study the formation and chemodynamical evolution of the Milky Way, as they formed during the initial episodes of star formation in galaxies. In the last decade, photometric and spectroscopic observational results have challenged the classical paradigm of GCs formation in a single star formation burst, giving rise to the debate about multiple stellar populations. With the purpose of better explore this phenomenon, the Hubble Space Telescope GO-13297 program (UV Legacy Survey of Galactic Globular Clusters, PI: G. Piotto) obtained photometry for 57 GCs with the UV/blue filters F275W, F336W and F438W (WFC3/UVIS), sensitive to variations in CNO abundances, and consequently able to distinguish multiple populations along the color-magnitude diagrams. Combined with previous photometry in the optical filters F606W and F814W (GO-10775 program, PI A. Sarajedini), they provide an unprecedented photometric database for GCs. This work presents the analysis of seven of these clusters, six of them from the Galactic Bulge (NGC 6304, NGC 6624, NGC 6637, NGC 6652, NGC 6717 and NGC 6723) and one located in the inner Halo for reference purposes (NGC 6362). This sample is representative of the two peaks in the metallicity distribution of Bulge GCs, with [Fe/H] ~ -0.5 and -1.0. We adopted homogeneous methods to the separation of multiple populations in the different evolutionary stages and to the isochrone fitting, with the purpose of analyze comparatively the two metallicity groups, and check whether there occurs any detectable age difference between the multiple populations. Classification algorithms with machine learning, and methods using Bayesian statistics (maximum likelihood and MCMC) were implemented and a Python tool, named SIRIUS, was developed by the group. The results point to a trend of larger ages (~ 13 Gyr) for the more metal-poor clusters with a blue horizontal branch, compared with 12.0-12.5 Gyr for the other GCs. The results for the multiple populations indicate slightly larger ages for the first generation in general, but with differences lower than 400 Myr compared with the second generation. The result of 13.14 +0.25/-0.43 Gyr for the cluster NGC 6717 is surprising because this is the least massive cluster of the sample, with the highest fraction of first generation stars and with a blue horizontal branch: features that place it as one of the oldest objects in the Galaxy. These results are quite relevant, with direct impacts on the formation scenarios of the innermost regions of the Galaxy.
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Aglomerados estelares da Pequena Nuvem de Magalhães / Star clusters in the Small Magellanic CloudsDias, Bruno Moreira de Souza 22 March 2010 (has links)
Análise de idades e metalicidades de aglomerados estelares nas Nuvens de Magalhães traz informação para estudos sobre a evolução química e dinâmica das Nuvens. Usando-as como calibradores de modelos de populações estelares simples, esse tipo de análise é útil também para o estudo de outras galáxias. Um dos objetivos deste trabalho é derivar idades e metalicidades a partir de espectros integrados de 14 aglomerados na Pequena Nuvem de Magalhães. Busca-se o entendimento, em particular, dos aglomerados de idade intermediária/velha. A metodologia usada para isso é baseada em ajuste de espectro completo dos espectros integrados dos aglomerados, comparando-os a três bases de modelos de populações estelares simples; são usados dois códigos disponíveis na literatura para efetuar tais comparações. Desse modo, são identicados 9 aglomerados como de idade intermediária/velha e os outros 5, jovens. Destacam-se os resultados para os aglomerados com idade intermediária/velha recém identicadas: HW 1, NGC 152, Lindsay 3, 11 e 113. São conrmadas também as idades velhas de NGC 361, 419 e Kron 3 e do bem conhecido e mais velho aglomerado da Pequena Nuvem, NGC 121. Outro objetivo é determinar parâmetros físicos autoconsistentes (idade, metalicidade, distância e avermelhamento) para 7 aglomerados relativamente pouco estudados da Pequena Nuvem, com idades entre ~ 0.5 e 5 Ganos. Para isso são usadas ferramentas estatísticas que comparam CMDs modelados com os observados. Diferentemente de um ajuste visual de isócrona, essa abordagem oferece um critério objetivo e inequívoco para estabelecer quais são os CMDs sintéticos que melhor ajustam o CMD observado. Resultados preliminares mostram a eciência deste método, que determina log(idade), com incerteza de 0.10 e [Fe/H], com 0.20. Isso pode introduzir novos e importantes limites na relação idade-metalicidade da Pequena Nuvem, que é signicativamente mais complexa e menos estudada que a da Grande Nuvem. / Analysis of age and metallicity of star clusters in Magellanic Clouds brings information to studies on the chemical evolution and dynamics of the Clouds. By using them as calibrators of single stellar populations models, this type of analysis is also useful for the study of other galaxies. One of the aims of this work is to derive ages and metallicities from integrated spectra of 14 clusters in the Small Magellanic Cloud. We seek for the understanding, in particular, of the intermediate/old age clusters. The method used for this purpose is based on full spectrum tting of integrated spectra of the clusters, comparing them to three sets of single stellar populations; two codes available in the literature are used to do such comparisons. Thus 9 clusters are identied as intermediate/old age clusters and 5 other as young ones. Noteworthy are the results for the clusters with intermediate/old age newly identied: HW 1, NGC 152, Lindsay 3, 11 and 113. We also conrm the old ages of NGC 361, 419 and Kron 3, and of the well-known oldest cluster of the Small Cloud, NGC 121. Another aim is to determine self-consistent physical parameters (age, metallicity, distance and reddening) for 7 relatively unstudied stellar clusters in the Small Magellanic Cloud, with ages between 0.5 and 5 Gyr. We use statistical tools to compare synthetic and observed CMDs. Dierently of a visual isochrone t, this approach oers ob jective and unambiguous criteria to establish which are the synthetic CMDs that best ts the observed CMD. Preliminary results show the eciency of this method, which determines log(age), with an uncertainty of 0.10 and [Fe/H], with 0.20. This can introduce new and important constraints in the age-metallicity relation for the Small Cloud, which is signicantly more complex and less studied than the one of the Large Magellanic Cloud.
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Aglomerados estelares da Pequena Nuvem de Magalhães / Star clusters in the Small Magellanic CloudsBruno Moreira de Souza Dias 22 March 2010 (has links)
Análise de idades e metalicidades de aglomerados estelares nas Nuvens de Magalhães traz informação para estudos sobre a evolução química e dinâmica das Nuvens. Usando-as como calibradores de modelos de populações estelares simples, esse tipo de análise é útil também para o estudo de outras galáxias. Um dos objetivos deste trabalho é derivar idades e metalicidades a partir de espectros integrados de 14 aglomerados na Pequena Nuvem de Magalhães. Busca-se o entendimento, em particular, dos aglomerados de idade intermediária/velha. A metodologia usada para isso é baseada em ajuste de espectro completo dos espectros integrados dos aglomerados, comparando-os a três bases de modelos de populações estelares simples; são usados dois códigos disponíveis na literatura para efetuar tais comparações. Desse modo, são identicados 9 aglomerados como de idade intermediária/velha e os outros 5, jovens. Destacam-se os resultados para os aglomerados com idade intermediária/velha recém identicadas: HW 1, NGC 152, Lindsay 3, 11 e 113. São conrmadas também as idades velhas de NGC 361, 419 e Kron 3 e do bem conhecido e mais velho aglomerado da Pequena Nuvem, NGC 121. Outro objetivo é determinar parâmetros físicos autoconsistentes (idade, metalicidade, distância e avermelhamento) para 7 aglomerados relativamente pouco estudados da Pequena Nuvem, com idades entre ~ 0.5 e 5 Ganos. Para isso são usadas ferramentas estatísticas que comparam CMDs modelados com os observados. Diferentemente de um ajuste visual de isócrona, essa abordagem oferece um critério objetivo e inequívoco para estabelecer quais são os CMDs sintéticos que melhor ajustam o CMD observado. Resultados preliminares mostram a eciência deste método, que determina log(idade), com incerteza de 0.10 e [Fe/H], com 0.20. Isso pode introduzir novos e importantes limites na relação idade-metalicidade da Pequena Nuvem, que é signicativamente mais complexa e menos estudada que a da Grande Nuvem. / Analysis of age and metallicity of star clusters in Magellanic Clouds brings information to studies on the chemical evolution and dynamics of the Clouds. By using them as calibrators of single stellar populations models, this type of analysis is also useful for the study of other galaxies. One of the aims of this work is to derive ages and metallicities from integrated spectra of 14 clusters in the Small Magellanic Cloud. We seek for the understanding, in particular, of the intermediate/old age clusters. The method used for this purpose is based on full spectrum tting of integrated spectra of the clusters, comparing them to three sets of single stellar populations; two codes available in the literature are used to do such comparisons. Thus 9 clusters are identied as intermediate/old age clusters and 5 other as young ones. Noteworthy are the results for the clusters with intermediate/old age newly identied: HW 1, NGC 152, Lindsay 3, 11 and 113. We also conrm the old ages of NGC 361, 419 and Kron 3, and of the well-known oldest cluster of the Small Cloud, NGC 121. Another aim is to determine self-consistent physical parameters (age, metallicity, distance and reddening) for 7 relatively unstudied stellar clusters in the Small Magellanic Cloud, with ages between 0.5 and 5 Gyr. We use statistical tools to compare synthetic and observed CMDs. Dierently of a visual isochrone t, this approach oers ob jective and unambiguous criteria to establish which are the synthetic CMDs that best ts the observed CMD. Preliminary results show the eciency of this method, which determines log(age), with an uncertainty of 0.10 and [Fe/H], with 0.20. This can introduce new and important constraints in the age-metallicity relation for the Small Cloud, which is signicantly more complex and less studied than the one of the Large Magellanic Cloud.
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