O objetivo desta tese é analisar aspectos do sistema de satélites da Via Láctea de relevância cosmológica. Dentre estes aspectos destacam-se dois: o censo de satélites da Galáxia – onde constata-se que a quantidade destes objetos é muito inferior ao predito por modelos cosmológicos do tipo Matéria Escura Fria – e a frequência anômala de satélites luminosos, como a Pequena e Grande Nuvem de Magalhães (SMC e LMC respectivamente). Além disso, a determinação dos parâmetros estruturais da LMC pode impor vínculos a sua formação, histórico orbital e sobre a massa de nossa Galáxia. Neste trabalho é desenvolvida uma técnica de busca por satélites da Via Láctea. Esta técnica foi otimizada para utilizar dados da nova geração de grandes surveys de maneira eficiente. Este código, o FindSat, foi validado em uma amostra de galáxias anãs conhecidas e se mostrou eficiente em detectar as galáxias anãs mais tênues de que se tem registro. A aplicação desse código a uma região do Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ainda não explorada nesse sentido revelou uma série de candidatos a novos satélites. Foram selecionados os candidatos mais promissores para observação de follow-up. Estas observações revelaram que um destes candidatos é de fato um novo satélite da Via Láctea. Este novo objeto é muito provavelmente um aglomerado globular do halo em estágio avançado de dissolução, porém, seu tamanho e magnitude integrada colocamno em um domínio limítrofe entre aglomerado e galáxia anã. Através da cuidadosa análise dos demais candidatos, constatou-se que nenhum outro é de fato um novo satélite da Galáxia. Além disso, foi realizado o estudo do perfil de densidade e geometria da LMC. Este estudo utilizou dados de verificação científica do Dark Energy Survey (DES). Constatase que o perfil de densidades para estrelas jovens (< 3 Gyr) possui um raio de escala cerca de 50% menor que o da população velha (> 3 Gyr), favorecendo o cenário de formação tipo outside-in. O estudo da extensão da componente estelar da LMC revela um raio de maré de cerca de 18 kpc, permitindo o cálculo da massa dinâmica total da LMC. O valor de massa obtido favorece a hipótese onde as Nuvens de Magalhães estariam por sua primeira passagem pelo perigaláctico. Além disso, a distância heliocêntrica e espessura do disco da LMC foram determinadas utilizando estrelas do Red Clump (RC). Notou-se que regiões no extremo norte da LMC estão sistematicamente mais próximas de nós do que o esperado, este efeito evidencia o warp no disco dessa galáxia. Observou-se que a espessura do disco aumenta na periferia da LMC, caracterizando o fenômeno de flare. O aumento na espessura juntamente com a maior extensão da população velha da LMC é interpretado como a presença de dois componentes discoidais. Esta é a primeira evidência desse tipo baseada apenas em métodos de contagem de estrelas. / The goal of this thesis is to analyse comologically relevant aspects of the Milky Way (MW) satellite system. Among these we may highlight two: the census of MW satellites – where the observed number of these objects is much less than what is expected by Cold Dark Matter (CDM) models – and the anomalous frequency of luminous satellites, such as the Small and Large Magellanic Clouds (SMC and LMC respectively). Besides the cosmological importance of the Clouds, the determination of its structural parameters may help to constraint models for their formation, orbital history, and ultimately the mass assembly in our Galaxy. In this work a technique to search newMWsatellites is developed. This technique was optimized to run efficiently on large datasets, such as the ones being generated by the new generation of surveys. The code, FindSat was validated in a sample of well known MW satellites and has proven to be well succeeded even for the most faint of these objects. The application of this code to an unexplored region of the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) revealed a large amount of new dwarf galaxy candidates, some of which where selected for follow-up observation. These observations led to the discovery of a new MW satellite. This new object is most likely a globular cluster in an extreme stage of dissolution. However, its integrated magnitude and size makes it difficult to discern it from a dwarf galaxy. By a careful analysis of the remaining candidates, it was shown that no other new satellite was in the sample. The density profile and geometry of the LMC was also analysed. This study used the recent science verification data from the Dark Energy Survey (DES). It was found that the density profile for young stars (< 3 Gyr) has a scale radius 50% smaller when compared to the one obtained for older stars (> 3 Gyr). This result favours the outsidein galaxy formation scenario. The total extension of the LMC stellar component was measured, allowing the estimate of a truncation radius of about 18 kpc. Assuming that this truncation has tidal origins the dynamical mass of the LMC is inferred. The mass value found favours the case for the first perigalactic passage of the Clouds. Besides that, the heliocentric distance and thickness of the LMC disk was determined using Red Clump (RC) stars. Evidence for warp was found in the North edge of the LMC, in the sense that the disk is systematically more distance than expected. While the thickness of the disk increases towards the outer parts of the LMC, which is a phenomena known as flare. This effect joined with the fact that the older LMC stellar population is more extended, favours the presence of two disk components in this galaxy. This is the first evidence of this kind based only on star counts.

Este trabalho tem como objetivo a classificação simplética de germes de curvas parametrizadas e de estrelas lagrangianas por meio do método das restrições algébricas. Classificamos simpleticamente germes de curvas parametrizadas com semigrupos (4; 5; 6); (4; 5; 7) e (4; 5; 6; 7). Introduzimos um invariante para distinguir restrições algébricas a germes de curvas parametrizadas quase homogêneas: a parte de quase grau mínimo proporcional. Através do método das restrições algébricas, este invariante é capaz de distinguir diferentes órbitas de germes de curvas parametrizadas quase homogêneas sob a ação dos germes de simplectomorfismos. Classificamos estrelas lagrangianas duas a duas transversais com respeito ao grupo dos simplectomorfismos. / This work aims the symplectic classification of parametrized curve-germs and Lagrangian stars using the method of algebraic restrictions. We classify simplecticaly parametrized curve-germs with semigroups (4; 5; 6); (4; 5; 7) e (4; 5; 6; 7) We introduce an invariant for algebraic restrictions to quasi-homogeneous parametrized curve-germs: the proportional minimum quasi degree part. By the method of algebraic restrictions, this invariant is able to distinguish different orbits of parameterized quasi-homogeneous curve-germs under the action of symplectomorphisms. We classify Lagrangian stars two to two transversal with respect to the group of simplectomorphisms.

O mecanismo de formação de estrelas de alta massa é um dos problemas fundamentais em Astrofísica e um dos menos compreendidos. Duas teorias predizem a formação destes objetos, que se formariam via i) colisão de estrelas de baixa massa, ou ii) acreção por disco circunstelar. Atualmente, ambas as teorias carecem de testes observacionais críticos. Não obstante, o número de estrelas de alta massa jovens já identificadas na Galáxia corresponde a uma fração muito menor do que o esperado pela função de massa inicial. Este trabalho apresenta um estudo observacional de candidatos a MYSOs, selecionados a partir do levantamento Red MSX Source. Observações de 376 objetos nos filtros estreitos do H2 em 2.12 mícrons e num contínuo adjacente foram realizadas para identificar jatos moleculares colimados e 296 delas são apresentadas nesse trabalho. As observações do hemisfério Norte foram realizadas com o telescópio CFHT (Havaí) enquanto os objetos do hemisfério Sul, foram observados com o telescópio SOAR (Chile). A análise dos mapas de emissão em H2 permitiu concluir que 150 dos 296 objetos (51%) estão associados a emissões extensas em H2, e 62 delas foram classificadas como emissões polares. A análise da razão de aspecto das estruturas identificadas mostra que as emissões associadas a fontes com maior luminosidade apresentam baixo grau de colimação, tal como sugere o cenário de geração dos jatos a partir de ventos emanados pela pressão de radiação do disco circunstelar. A baixa fração de emissões polares (apenas 21% da amostra) indica que o tempo de vida dessas estruturas devem ser curtos. As evidências observacionais encontradas nesse trabalho corroboram o cenário de acreção via disco circunstelar e invalidam o modelo formação via coalescência de estrelas de baixa massa, que requer ambientes relativamente densos e não é capaz de produzir jatos colimados. / Very few massive stars in early formation stages were clearly identified in our Galaxy. The formation process of these objects is still unclear and two theories predict the formation of massive stars: i) by merging of low mass stars or ii) by an accretion disk. There are no critical observational evidences to choose between them. The lack of observational evidences combined with the small number of known massive stars in formation in our Galaxy does not allow us to choose between these scenarios. We present a near-infrared survey of MYSOs candidates selected from the Red MSX Source survey. Such catalog is based on an accurate revision of distances and luminosities, overcoming the limitations and failures in previous searches of this kind. 376 targets were observed through the H2 narrow-band filter at 2.12 microns and in the continuum to identify collimated molecular jets. 296 targets were successfully processed using the THELI pipeline and are presented. Observations in the Northern Hemisphere were carried at the CFHT telescope (Hawaii) while the Southern targets were observed with the Soar Telescope (Chile). The results show that 150 of the 296 sources display extended H2 emission and 62 of them are polar. The analysis of the aspect ratio of the structures indicates that emissions associated with higher luminosity sources have low degree of collimation. This is in agreement with the scenario of the radiation pressure-driven outflows from the circunstellar discs. The low fraction of sources associated with polar jets (21%) indicates a short timescale of such structures. The observational evidences found on this work support the accretion scenario and show that coalescence of low-mass stars (which may require relatively dense environments and is not expected to produce jet-like structures) is not likely to explain most of the studied MYSOs candidates.

Um dos maiores desafios da Astrofísica é tentar compreender a complexidade da composição química das estrelas. Elementos com massas atômicas acima de A>60 são formados pelos chamados processos de captura de nêutrons (processo-s e processo-r). A presença destes em espectros de estrelas de baixa massa (longo período de vida) e com pouco conteúdo metálico sugere episódios de enriquecimento por estrelas massivas nos primórdios da Galáxia. Portanto, o estudo das estrelas chamadas \"pobres em metais\" enriquecidas por elementos formados por captura de nêutrons pode reproduzir as condições físicas dominantes à época de sua formação. O objetivo deste trabalho é explorar os padrões de abundâncias das estrelas muito pobres em metais observadas no survey HERES. Através deste estudo, é possível inferir correlações entre elementos químicos e restringir a operação dos processos de captura de nêutrons na Galáxia. Para tanto, utiliza-se técnicas estatísticas como a análise de conglomerados, que permite o estudo da formação de grupos naturais baseado na relação entre as abundâncias elementais. Este estudo fornece uma análise compreensiva de uma amostra de 382 estrelas pobres em metais, além de introduzir duas novas subclasses para estrelas pobres em metais enriquecidas em elementos formados por captura de nêutrons. / One of the most challenging subjects of Astrophysics is trying to understand the complexity of the chemical composition of stellar objects. Spectroscopic observations are widely used nowadays in order to achieve these goals, as they provide the chemical composition of the atmosphere of the stars. Elements with atomic masses above A>60 are formed by the so called neutron capture processes (r-process and s-process). Its presence on low-mass star spectra (which have long life-time) and low metal content suggests episodes of enrichment by high-mass stars that took place in the early times in the Galaxy formation. Then, the study of those \"metal-poor\" stars enriched by neutron-capture elements may help reproduce the physical conditions of the environment from where they were formed. The main goal of this project is to explore the abundance patterns of the very metal-poor stars observed by the HERES survey. This study allows the analysis of the correlations between chemical elements and place some constraints on the operation of the neutron capture processes in the early Galaxy. This approach made use of statistical tools, such as agglomerative nesting, which can identify the formation of natural groups based on relations among elemental abundances. In this context, this study provides a comprehensive analysis of a 382 metal-poor stars sample, and introduces two new subclasses for metal-poor stars with determined abundances of neutron-capture elements.

Nesta tese é apresentado um catálogo fotométrico no infravermelho próximo de 35 Regiões HII, todas pertencentes ao disco Galáctico. Esta faixa espectral é útil uma vez que os comprimentos de onda são grandes o suficiente para se ter uma baixa extinção interestelar comparada ao visível, e são pequenos o suficiente para diagnosticar as fotosferas estelares. Foram obtidas imagens nas bandas J, H e K e imagens do Spitzer nos canais de 3,5, 5,8 e 8,0 m. Após a fotometria nas imagens JHK, foi possível construir diagramas cor-cor e cor-magnitude. Foram utilizadas imagens coloridas, compostas de uma combinação RGB das imagens nas três bandas, tanto para as imagens JHK quanto para as imagens do Spitzer. Estas imagens, junto com os diagramas, foram utilizadas para levantar candidatos a fontes ionizantes das regiões HII, assim como objetos ainda em estágios primordiais de evolução (CTTs e MYSOs). Estes dados também foram utilizados para associar à cada região HII um estágio evolutivo (de A até D, da região mais jovem à mais evoluída). Baseado na posição da Sequência Principal em diagramas cor-magnitude, foi possível comparar as distâncias cinemáticas com nossos dados. Além disso, quando possível, foram utilizadas distâncias de regiões HII determinadas por paralaxe espectrofotométrica (disponíveis na literatura) e utilizando duas leis de extinção interestelar extremas mostrou-se que estas distâncias são menores que suas contrapartidas cinemáticas, e estão em acordo com distâncias determinadas por outros métodos, como por paralaxe trigonométrica. Sabendo que estas regiões de formação estelar seguem a dinâmica do gás, o mapeamento da distribuição destas regiões permite checar a estrutura espiral da Via Láctea. / In this work, a near infrared photometric catalog of 35 HII regions that belongs to the Galactic plane is presented. This spectral range is useful since the wavelengths are long enough to have less influence of the interstellar extinction compared to the visible domain, and they are small enough to still show stellar photospheric features. Images of these HII regions in the J, H and K-band together with IRAC-Spitzer images (channels 4.5, 5.8 and 8.0 m) were used. After the photometry in the JHK images, color-color and color-magnitude diagrams were constructed. These two group of images (JHK and 4.5, 5.8 and 8.0 m) colored in a RGB combination were used, together with the diagrams, to identify the ionizing sources candidates, as well as objects still embedded in their natal cocoon (CTTs and MYSOs). An evolutionary stage to these regions (from A to D, from the younger region to the more evolved) was inferred based on the images and diagrams. These diagrams were also used to infer if the kinematic distance is correct, based on the Main Sequence location. Non-kinematic distances to several HII regions, when it was possible, were collected from the literature. Using two extreme interstellar extinction laws, it was possible to compare these distances with the kinematic results. These non-kinematic distances are lower than that from kinematic techniques. Also, these distance discrepancies are in agreement with distances derived by others methodologies, as trigonometric parallax. Since these star forming regions follow the gas dynamics, mapping their distribution along the Galaxy allows to check the spiral pattern of the Milky Way.

O principal objetivo deste trabalho é mostrar que é possível buscar por estrelas pobres em metais a partir da premissa de que uma grande fração destas será rica em carbono. Essa hipótese ainda não havia sido verificada pois muitas das chamadas estrelas CEMP (Carbon Enhanced Metal-Poor) foram negligenciadas em estudos anteriores devido à forma como foram executadas as buscas por estas estrelas. Estes objetos são importantes pois assumem o papel de registros fósseis das primeiras gerações estelares, uma vez que retêm em suas atmosferas informações vitais acerca da composição química do meio em que foram geradas. Por não apresentarem bandas moleculares intensas de carbono em seus espectros, muitas dessas estrelas não foram selecionadas para estudos em média/alta resolução. Este trabalho fornece, a partir do estudo da parte estelar do projeto HES (Hamburg/ESO Survey), que contém 4.404.908 objetos, dois novos índices de linha para a região da banda G do CH, em 4304 Å. Estes, pelo fato de possuírem uma largura de banda de 200 Å, conseguem superar falhas dos índices anteriormente definidos e representam com fidelidade as principais características desta região. Após uma análise detalhada da base de dados, e do cálculo dos novos índices de linha para todos os objetos disponíveis, foram identificadas com o telescópio SOAR 132 estrelas pobres em metais inéditas na literatura, sendo que 51% destas possuem metalicidades abaixo de [Fe/H] < -1.0 e apresentam consideráveis enriquecimentos em carbono ([C/Fe] > +0.5). Já para as estrelas encontradas com [Fe/H] < -2.5, a fração de estrelas com abundâncias de carbono [C/Fe] > +1.0 chega a 80%. Estimativas de abundâncias de elementos químicos tais como bário e estrôncio revelam que, mesmo com parâmetros atmosféricos e abundâncias de carbono semelhantes, as estrelas analisadas por este trabalho possuem mais de um tipo de cenário possível para sua formação. Neste ínterim, os objetos adicionados à literatura contribuem tanto para o aumento da estatística de estrelas pobres em metais quanto para testes de modelos teóricos de enriquecimento químico da Via Láctea. Finalmente, este trabalho também gerou uma lista de 6123 candidatas a estrelas CEMP inéditas na literatura. / The main goal of this work is to show that is possible to search for metal-poor stars based on the premise that a large fraction of these will be carbon-rich. This hypothesis had not yet been verified because many of the so-called CEMP (Carbon Enhanced Metal-Poor) stars were neglected in previous studies due to the design of the search for metal-poor stars with carbon enhancements. Those objects play a major role as fossil records of the very first generation of stars, since they carry in their atmospheres vital informations concerning the chemical composition of the medium where they were formed. By not showing strong carbon molecular bands in their spectra, many of those stars were not selected for follow-up studies in medium/high resolution. This work provides, based on the study of the stellar part of the HES (Hamburg/ESO Survey), two new line indices for the G band (4304 Å) that, by having a line band of 200 Å, can overcome the flaws of the previously defined indices and also truly represent the main features of this region. After an extensive analysis of the database and the calculation of the line indices for all the available objects, 132 new metal-poor stars were identified with the SOAR telescope, being that 51% of those stars with [Fe/H] < 1.0 present considerable carbon enhancements ([C/Fe]> +0.5). For the observed stars with [Fe/H] < 2.5, the fraction of objects with [C/Fe] > +1.0 rises up to 80%. Abundance estimates for barium and strontium show that, even with similar atmospheric parameters and carbon abundances, the stars analysed in this work have more than one possible formation scenario. Finally, this work also contributes with a 6123 CEMP star candidate list of unpublished objects.

High-mass stars play a significant role in the evolution of the Universe and the process that leads to the formation of such objects is still an open question in Astrophysics. The details of the structures connected to the central sources, such as the circumstellar disks and the morphology of the jets at their launching points, still lack of observational evidence. In this thesis, the high-mass star forming process is investigated in terms of the evolution of high-mass clumps selected from the ATLASGAL survey based on their CO emission in the sub-millimetre. While single-dish sub-millimetre observations provide a large-scale view of the high-mass star formation process, higher angular resolution observations are required to disentangle the details of the protostars within the clumps. For this, three-dimensional infrared spectroscopy was obtained for a group of RMS sources to characterise the circumstellar environment of high-mass YSOs in linear scales of ~100-1000 AU. The ATLASGAL TOP100 sample offers a unique opportunity to analyse a statistically complete sample of high-mass clumps at different evolutionary stages. APEX data of three rotational J transitions of the CO (the CO(4-3), CO(6-5) and CO(7-6)) were used to characterise the properties of their warm gas (~155 K) content and to derive the relations between the CO and the clump properties. The CO line luminosities were derived and the analysis indicated that the CO emission increases as a function of the evolutionary stage of the clumps (from infrared-weak to HII regions) and as a function of the bolometric luminosity and mass of the sources. The comparison of the TOP100 with low-mass objects observed in the CO(6-5) and CO(7-6), together with CO(10-9) data observed for a complementary sample of objects indicated that the dependency of the CO luminosity with the bolometric luminosity of the sources gets steeper towards higher-J transitions. Although the CO luminosity of more luminous clumps are systematically larger than the values obtained for the less luminous sources, the individual analysis of each subsample suggests a similar dependency of the CO luminosity versus the bolometric luminosity for each luminosity regime. Finally, the presence of high-velocity CO emission observed for the TOP100 suggests that ~85% of the sources are driving molecular outflows. The selection of isolated high-mass objects undergoing mass accretion is fundamental to investigate if these objects are formed through an accretion disc or if they are formed by merging of low-mass YSOs. The near-infrared window provides one of the best opportunities to investigate the interior of the sub-mm clumps and study in details their individual members. Thanks to the relatively high-resolution obtained in the K-band and the moderate reddening effects in the K-band, a sample of eight (8) HMYSOs exhibiting large-scale H2 outflows were selected to follow-up K-band spectroscopic observations using the NIFS spectrometer (Gemini North). All sources exhibit extended continuum emission and exhibit atomic and molecular transitions typical of embedded objects, such as Brackett-gama, H2 and the CO lines. The H2 lines are tracing the launching point of the large-scale jets in scales of ~100 AU in five of eight sources (63%). The identification of jets at such small scales indicates that these objects are still undergoing mass accretion. The Brackett-gama emission probes the ionised gas around the HMYSOs. The analysis of the Brackett-gama spectro-astrometry at sub-pixel scales suggests that the line arises from the cavity of the outflows or from rotating structures perpendicular to the H2 jets (i.e., disc). Five sources also exhibit CO emission features (63%), and three HMYSOs display CO absorption features (38%), indicating that they are likely associated with circumstellar discs. By further investigating the kinematics of the spatially resolved CO absorption features, the Keplerian mass of three sources was estimated in 5±3, 8±5 and 30±10 solar masses. These results support that high-mass stars are formed through discs, similarly as observed towards low-mass stars. The comparison between the collimation degree of the molecular jets or outflows detected in the NIFS data with their large-scale counterparts indicate that these structures present a relatively wide range of collimation degrees. / Estrelas de alta massa têm grande impacto na evolução do Universo e o processo de formação destes objetos ainda é um problema em aberto na Astrofísica. Os detalhes das estruturas associadas às regiões mais próximas dos objetos centrais, tais como os discos circunstelares e a morfologia dos jatos próximos à base de lançamento, ainda não foram estudados em detalhe e carecem de evidências observacionais. Esta tese apresenta um estudo da formação de estrelas de alta massa em termos da evolução de glóbulos de alta massa (clumps), selecionados a partir do levantamento ATLASGAL, a partir de observações da molécula do CO na faixa espectral do sub-milimétrico. Enquanto observações \"single-dish\" no sub-milimétrico possibilitam o estudo em larga escala do processo de formação de estrelas de alta massa, observações com maior resolução angular são necessárias para investigar os detalhes das protoestrelas no interior dos glóbulos. Para isso, espectroscopia tri-dimensional no infra-vermelho próximo foi obtida para um grupo de fontes RMS para caracterizar o meio circunstelar de objetos estelares jovens e de alta massa (HMYSOs) em escalas lineares de ~100-1000 UA. A amostra TOP100 oferece uma oportunidade ímpar de analisar um conjunto estatisticamente completo de glóbulos de alta massa em diversas fases evolutivas. Observações realizadas com o radiotelescópio APEX de três transições rotacionais da molécula do CO (CO(4-3), CO(6-5) e CO(7-6)) foram utilizadas para estudar as propriedades do gás morno (~155 K) associado aos glóbulos, e obter as relações entre a emissão do CO e as propriedades físicas dos glóbulos. A luminosidade das diferentes transições do CO foi obtida e sua análise mostrou que a emissão do gás aumenta em função do estágio evolutivo dos glóbulos (de glóbulos com emissão fraca no infravermelho longínquo a regiões HII) e em função da luminosidade bolométrica e massa dos glóbulos. A comparação entre os glóbulos de alta massa presentes na amostra TOP100 com fontes de menor massa observadas nas transições do CO(6-5) e CO(7-6), juntamente com a análise de uma amostra complementar de fontes observadas na transição do CO(10-9) mostrou que a dependência da luminosidade do CO com a luminosidade bolométrica aumenta em função do número quântico J associado à transição do CO. Este estudo também mostrou que as relações entre a luminosidade do CO e dos clumps são dominadas pelas fontes de alta luminosidade presentes na amostra analisada. A análise individual de fontes de baixa e alta luminosidade sugerem que a dependência entreas luminosidades do CO e bolométrica é a mesma em ambos os regimes de luminosidade, embora as luminosidades do CO sejam sistematicamente maiores para os glóbulos de alta massa. Por fim, a análise da emissão do CO em altas-velocidades mostrou que ~85% dos glóbulos presentes na amostra TOP100 apresentam jatos moleculares. A seleção de objetos de alta massa isolados em estágio de acreção ativa é crucial para decidir se ela ocorre através de um disco de acreção e/ou via fusão de YSOs de menor massa. Para isso, observações no infra-vermelho próximo são ideais para se investigar o conteúdo dos glóbulos sub-milimétricos e resolver seus membros individuais. Devido a alta resolução espacial na banda K e a extinção interestelar moderada nesta faixa espectral, um conjunto de oito (8) HMYSOs associados a jatos em H2 em larga-escala foram selecionados para observações espectroscópicas na banda K utilizando o espectrômetro NIFS no Gemini Norte. Todos os objetos investigados com o NIFS apresentam emissão extendida no contínuo, bem como nas linhas espectrais típicas de fontes jovens, tais como o Brackett-gama, transições do H2 e a emissão nas bandas moleculares do CO. A emissão em H2 está associada aos jatos moleculares em escalas de ~100 UA em cinco das oito fontes (63%). A indentificação de jatos moleculares em escalas tão próximas ao objeto central indica que o processo de acreção de massa ainda está ativo nestes objetos. A emissão do Brackett-gama provém do gás ionizado nas regiões mais próximas das fontes centrais ou regiões de choque próximas aos jatos. A espectro-astrometria da linha do Brackett-gama em escalas de sub-píxeis, indica que a emissão do gás ocorre nas cavidades dos jatos moleculares ou delineiam estruturas alinhadas perpendicularmente aos jatos, tais como os discos de acreção. Cinco fontes também apresentam emissão nas bandas do CO (63%), e três HMYSOs apresentam linhas do CO em absorção (38%), indicando que estes objetos apresentam discos de acreção. A massa total do sistema \"disco e protoestrela\" foi determinada a partir do estudo da cinemática das linhas de absorção do CO, detectadas em três objetos. A partir de modelos de rotação Kepleriana, as massas das fontes foram estimadas em 5±3, 8±5 e 30±10 massas solares. Os resultados obtidos a partir da espectroscopia tri-dimensional no infravermelho corroboram a hipótese de que estrelas de alta massa são formadas a partir de acreção por discos, de maneira similar ao observado para estrelas de baixa massa. A comparação entre a morfologia dos jatos moleculares identificados nos campos do NIFS e das correspondentes contrapartidas em escalas maiores indicam que os jatos apresentam diferentes graus de colimação ao longo de suas estruturas, explicadas pela multiplicidade de fontes nas proximidades da base de lançamento dos jatos ou efeitos de precessão no objeto central.

The purpose of this dissertation is to study the Red Supergiant stars (RSGs) in the supermassive young cluster Westerlund 1 through a photometric and spectral analysis. Due to its characteristics, Westerlund 1 is one of the most interesting young massive clusters in the Milky Way and has an impressive population of massive stars, with four RSGs among them. This represents a rare oportunity to study this type of stars in a cluster with well known distance and reddening. Apart from contributing to the general knowledge about RSGs, which parameters are poorly known due to their scarcity, an analysis of these four stars will contribute to solve the puzzle of the formation history of Westerlund 1. For the analysis presented here, photometric data of the four RSGs in Westerlund 1 were used, along with near infrared spectra covering the region from ~8400 Å to ~8900 Å, obtained at two different epochs with the 1.60 m telescope at Observatório do Pico dos Dias (OPD) and the Southern Astrophysical Research Telescope (SOAR). Magnitudes obtained with JHK band photometry were used to calculate effective temperatures and bolometric corrections at the K band through different methods involving the color indices (V-K)_0 and (J-K)_0, in order to determine the luminosities and locate the four RSGs in a Hertzsprung-Russell diagram (HRD). A spectral analysis was performed with the aim of estimating spectral types and the same stellar parameters calculated with the photomety. First, a visual comparison of the depth and strength of the main spectral features (TiO and VO bandheads, and CaT and Fe I lines) was carried out to classify the stars by spectral type. For this purpose, spectra of the four RSGs in the cluster were compared to a group of spectra from well studied reference stars, some of them also RSGs. Then, given their strong dependence on Teff, equivalent widths (EWs) of Fe I lines were measured in all the spectra available. By comparing the EWs measured on spectra of the four RSGs and the reference stars, the Teff\'s of the most similar reference stars were assigned to the RSGs in the cluster. With the Teff\'s obtained through the spectral analysis, new points were added to the initial HRD. The final objective of the present work was to estimate the initial masses and ages of the RSGs in Westerlund 1. This was accomplished by superimposing up to date evolutionary tracks and isochrones to the HRD. Masses and ages were determined for the cases with and without rotation, obtaining an average age for the RSGs of 8 Myr, thus doubling the age of the host cluster determined from the pre-main sequence (PMS). In the final part, it is presented a brief discussion about the discrepancy of the age of Westerlund 1 measured with the PMS isochrones and the age of the RSGs, as well as the uncertainties it raises regarding the formation history of the cluster. / O objetivo desta dissertação é estudar as estrelas Supergigantes Vermelhas (RSGs) no aglomerado jovem supermassivo Westerlund 1 através de uma análise fotométrica e espectral. Devido às suas características, Westerlund 1 é um dos aglomerados jovens mais interessantes da Via Láctea e tem uma população importante de estrelas massivas, com quatro RSGs entre elas. Isso representa uma oportunidade rara para estudar este tipo de estrelas em um aglomerado com a distância e avermelhamento bem conhecidos. Além de contribuir para o conhecimento geral sobre RSGs, cujos parâmetros são pouco conhecidos devido à sua escassez, uma análise dessas quatro estrelas contribuirá para resolver o enigma da história da formação de Westerlund 1. Para a análise apresentada aqui, foram utilizados dados fotométricos das quatro RSGs em Westerlund 1, juntamente com espectros no infravermelho próximo cobrindo a região de ~8400 Å a ~8900 Å, obtidos em duas épocas diferentes com o telescópio de 1.60 m do Observatório do Pico dos Dias (OPD) e o Southern Astrophysical Research Telescope (SOAR). Magnitudes obtidas com a fotometria nos filtros JHK foram usadas para calcular temperaturas efetivas e correções bolométricas na banda K através de diferentes métodos envolvendo os índices de cor (V-K)_0 e (J-K)_0, a fim de determinar as luminosidades e localizar as quatro RSGs em um diagrama de Hertzsprung-Russell (HRD). Uma análise espectral foi realizada com o objetivo de estimar os tipos espectrais e os mesmos parâmetros estelares calculados com a fotometria. Primeiramente, uma comparação visual da profundidade e força das principais características espectrais (as bandas moleculares de TiO e VO e as linhas de CaT e Fe I) foi realizada para classificar as estrelas por tipo espectral. Para este propósito, os espectros das quatro RSGs no aglomerado foram comparados com um grupo de espectros de estrelas de referência bem estudadas, algumas delas também RSGs. Depois, dada a sua forte dependência com a Teff, as larguras equivalentes (EWs) das linhas de Fe I foram medidas em todos os espectros disponíveis. Comparando as EWs medidas nos espectros das quatro RSGs e nos das estrelas de referência, as Teff das estrelas de referência mais similares foram atribuídas às RSGs do aglomerado. Com as Teff obtidas através da análise espectral, novos pontos foram adicionados ao HRD inicial. O objetivo final do presente trabalho foi estimar as massas iniciais e as idades das RSGs em Westerlund 1. Isto foi realizado através da sobreposição no HRD de caminhos evolutivos e de isócronas. Massas e idades foram determinadas para os casos com e sem rotação, obtendo-se uma média de idade para as RSGs de 8 milhões de anos, duplicando assim a idade do aglomerado ao que as RSGs pertencem, e que foi medida através de estrelas de pré-sequência principal (PMS). Na parte final, é apresentada uma breve discussão sobre a discrepância da idade de Westerlund 1 medida com as isócronas da PMS e a idade das RSGs, bem como as incertezas que isso suscita em relação à história da formação do aglomerado.

Nesta dissertacao estudamos problemas de empacotamento de arvores em grafos, com enfase no caso de grafos completos. Denotamos por Ti uma arvore de ordem i. Dizemos que existe um empacotamento de arvores T1, . . . , Tn num grafo G se e possivel encontrar em G subgrafos H1, . . . , Hn, dois a dois disjuntos nas arestas, tais que Hi e isomorfo a Ti. Em 1976, A. Gyarfas e J. Lehel levantaram a seguinte questao, que conjecturaram ter uma resposta positiva: e possivel empaco- tar qualquer sequencia de arvores T1, . . . , Tn no Kn? Esta dissertacao tem como tema principal os estudos realizados por diversos pesquisadores na busca de uma resposta para esta pergunta, que permanece ainda em aberto. Tendo em vista a dificuldade para tratar esta questao, surge natural- mente a pergunta sobre a existencia de classes de arvores para as quais a resposta e afirmativa. Nessa linha, existem diversos resultados positivos, como por exemplo quando queremos empacotar estrelas e caminhos, ou estrelas e biestrelas. Por outro lado, em vez de restringir a classe das arvores, faz sentido restringir o tamanho da sequencia e reformular a pergunta. Por exemplo, dado s < n, e possivel empacotar qualquer sequencia de arvores T1, . . . , Ts no Kn? Em 1983, Bollobas mostrou ? que a resposta e afirmativa se s <= n / sqrt(2). Na primeira parte deste trabalho focamos nosso estudo em questoes desse tipo. Na segunda parte desta dissertacao investigamos algumas conjecturas que foram motivadas pela pergunta levantada por Gyarfas & Lehel. Por exemplo, Hobbs, Bourgeois e Kasiraj formularam a seguinte questao: para n par, e possivel empacotar qualquer sequencia de arvores T1, . . . , Tn no grafo bipartido Kn/2,n-1? Para essa pergunta apresentamos alguns resultados conhecidos analogos aos obtidos para a conjectura de Gyarfas & Lehel. Mais recentemente, Gerbner, Keszegh e Palmer estudaram a seguinte generalizacao da conjectura original: e possivel empacotar qualquer sequencia de arvores T1, . . . , Tk num grafo k-cromatico? Neste trabalho estudamos essas e outras questoes relacionadas e apresentamos os principais resultados que encontramos na literatura. / In this dissertation we address the problem of packing trees into graphs, with focus on complete graphs. We denote by Ti a tree of order i. We say that there exists a packing of trees T1,...,Tn in a graph G if its possible to find in G pairwise edge-disjoint subgraphs H1, . . . , Hn such that Hi is isomorphic to Ti. In 1976, A. Gyárfás and J. Lehel raised the following question, that they conjectured to have an affirmative answer: is it possible to pack any sequence of trees T1, . . . , Tn into the complete graph Kn? In this dissertation, we study a number of contributions made by various researchers in the search for an answer to this question, that is still open. In view of the difficulty of this question, it is natural to look for the existence of classes of trees for which the answer is affirmative. In this direction, some positive results have been found, as for example, when the sequences of trees are restricted to stars and paths, or stars and bistars. On the other hand, instead of restricting the classes of trees, it makes sense to restrict the length of the sequence and reformulate the question. For example, given s < n, is it possible to pack any sequence of trees T1, . . . , Ts into Kn? In 1983, Bollobás showed that the answer is affirmative if s <= n/sqrt(2). In the first part of this work, we focus on such kind of questions. In the second part of this dissertation we investigate some other conjectures that were motivated by the conjecture of Gyárfás & Lehel. For example, Hobbs, Bourgeois and Kasiraj formulated the following question: For n even, is it possible to pack any sequence of trees T1, . . . , Tn into the complete bipartite graph Kn/2,n-1? For this question, we present some known results analogous to those obtained for the conjecture of Gyárfás & Lehel. More recently, Gerbner, Keszegh and Palmer studied the following generalization of the of former conjecture: is it possible to pack any sequence of trees T1,...,Tk in a k-chromatic graph? In this dissertation, we study this and other related questions and present the main results we found in the literature.

Even after 80 years of intense research, the composition of neutron stars remains unknown, since both the dense matter in the interior of these compact objects and the matter moving around them are in extreme physical conditions, unreproducible in terrestrial laboratories. In this Thesis, we follow four different interconnected ways to approach these extreme objects. First, we explore the mathematical structure of neutron stars, building solutions parametrised solely by the central density, what are very appropriate to study the structural behaviour of these stars in different situations. Then, we adopted a novel approach, the information theory, to infer a hierarchy of equations of state, showing that quark stars would be, by its configuration, favoured by Nature. Studying the X-ray emission arising from the low-mass binary system 4U 1608-52, which contains a neutron star, we limit the physical size of the emitting source, showing that it should not be far from the surface of the compact star. For this, we employed a technique to calculate the time lags never used before. Finally, we show that it is possible to obtain restrictions on the strange quark mass and the energy gap of the CFL directly from observations. We conclude this Thesis with the statement that the strange quark matter is, structurally and energetically favoured by Nature, though there is an entropic barrier to be overcame and a minimum central density to be reached just after the collapse of the progenitor star. If this barrier is actually overcame in Nature, only refined observations will tell. / Mesmo depois de 80 anos de pesquisas intensas, a composição das estrelas de nêutrons permanece desconhecida, uma vez que tanto a matéria densa do interior desses objetos compactos quanto a matéria se movendo em torno deles encontram-se em condições físicas extremas, irreprodutíveis em laboratórios terrestres. Nessa Tese, seguimos quatro diferentes caminhos interconectados para abordar esses objetos extremos. Primeiramente, exploramos a estrutura matemática das estrelas de nêutrons, construindo soluções parametrizadas unicamente pela densidade central, apropriadas para estudar o comportamento estrutural dessas estrelas em diversas situações. Em seguida, adotamos uma abordagem nova, a teoria da informação, para inferir uma hierarquia de equações de estado, mostrando que as estrelas de quarks seriam, por sua conformação, favorecidas na Natureza. Estudando a emissão em raios-X advinda do sistema binário de baixa massa 4U 1608--52, que contém uma estrela de nêutrons, limitamos o tamanho físico da fonte emissora, mostrando que não deve estar longe da superfície da estrela compacta. Para isso, empregamos uma técnica inédita no cálculo dos \"time lags\". Por fim, mostramos que é possível obter restrições à massa do quark estranho e ao \"gap\" de energia da CFL diretamente das observações. Concluímos essa Tese com a afirmação de que a matéria estranha é, estrutural e energeticamente, favorecida pela Natureza, muito embora exista uma barreira entrópica a ser superada e uma densidade central mínima a ser atingida logo após o colapso da estrela progenitora. Se essa barreira foi superada na Natureza, apenas observações futuras mais refinadas dirão.