A espectrocopia de estrelas Be realizada com alta resolução e alta relação sinal/ruído permite investigar variações temporais rápidas nos perfis de linhas de absorção, usualmente atribuidas às pulsações não radiais, entre outros mecanismos. O fenômeno Be é transitorio para esse tipo de estrelas. Com efeito, seus espectros podem apresentar as características de uma estrela B normal, ou então de uma estrela com envelope circunstelar "frio" (presença de linhas finas de emissão e absorção no espectro visível). Essas estrelas se caracterizam por apresentarem altas velocidades de rotação, entretanto insuficientes para explicar as altas taxas de perda de massa, cujos mecanismos permanecem ainda incompreendicos. Neste trabalho, adotamos o modelo de pulsações não radiais (PNR) para tentar explicar as variações temporais presentes nos perfis de linha centrados em Hel λ 667.8nm. Para este fim, foi utilizado o método CLEANEST para efetuar a determinação de periodicidades, após alguns testes de comparação prévios entre o desempenho desse método e o CLEAN. Ambos os métodos possuem grande eficiência em análises temporais, entre tanto na média o método CLEANEST se sobressaiu tanto na determinação de freqüências como de amplitudes. Além disso, foram estudados outros tipos de variabilidades também presentes nesses perfis, como as variabilidades nas intensidades relativas das asas da linha e a variabilidade na posição de um pico central em quase emissão. Os dados espectroscópicos analisados constituem quatro conjuntos de espectros obtidos nos anos 1995, 1996, 1997 e 1998 no MCT/LNA. Há ainda um conjunto de dados fotométricos proveniente do satélite HIPPARCOS relativo aos anos de 1990, 1991 e 1992. As análises dos dados espectroscópicos e fotométricos forneceram resultados que concordam com outros trabalhos sobre η Centauri. / The spectroscopy of Be stars carried out with high resolution and signal to noise relation allows to investigate quick time variations in line absorption profiles, usually due to non radial pulsations, among other mechanisms. The Be phenomenon is transitory for such stars. Indeed, their spectra may show characteristics of a normal B star, or a star with a "cold" circumstellar envelope (presence of sharp emission and absorption lines in visible spectrum). These stars are characterized by high speed rotation, however insufficient to explain high mass loss rates, whose mechanisms still remains misunderstood. In this work, we adopted the non-radial pulsation model (NRP) in order to explain the observed time series variations present in line profiles centered in HeI λ 667.8 nm. For this sake, it was used the CLEANEST method to carry out periodicity determinations, after some previous comparative tests of performance between this method and CLEAN. Both of them possess great efficiency in time analysis, however in average the CLEANEST method stood out both in determining frequencies and amplitudes. Besides, it were studied also other kinds of variability also present in these profiles, such as relative intensity variations in the wings of the profile and the variability in position of the central quasi-emission peak. The analyzed spectroscopic data constitute four sets of spectra obtained in 1995, 1996, 1997 and 1998 at the MCT/LNA. There is still one photometric data set coming from HIPPARCOS satellite spanning from 1990 to 1992. The spectroscopic and photometric data analysis have furnished results that agree with other works on η Centauri

Optical long baseline interferometry was recently established as a technique capable of resolving stars and their circumstellar environments at the milliarcsecond (mas) resolution level. This high-resolution opens an entire new window to the study of astrophysical systems, providing information inaccessible by other techniques. Astrophysical disks are observed in a wide variety of systems, from galaxies up to planetary rings, commonly sharing similar physical processes. Two particular disk like systems are studied in the thesis: (i) B He-rich stars that exhibits magnetic fields in order of kG and that trap their winds in structures called magnetospheres; and (ii) Be stars, fast rotating stars that create circumstellar viscous disks. This study uses the interferometric technique to investigate both the photosphere proper and the circumstellar environment of these stars. The objective is to combine interferometry with other observational techniques (such as spectroscopy and polarimetry) to perform a complete and well-constrained physical description of these systems. This description is accompanied by radiative transfer models performed by the HDUST code. / Interferometria óptica de longa linha de base recentemente estabeleceu-se como uma técnica capaz de resolver estrelas e seus ambientes circunstelares no nível de mili segundos de arcos (\\textit). Esta alta resolução abre uma janela inteiramente nova para o estudo de sistemas astrofísicos, fornecendo informações inacessíveis por outras técnicas. Discos astrofísicos são observados numa ampla variedade de sistemas, de galáxias à discos planetários, em geral compartilhando de processos físicos similares. Dois sistemas de discos foram estudados nesta tese: (i) o estrelas B ricas em He e que possuem campos magnéticos da ordem de kG e que confinam seus ventos em estruturas chamadas magnetosferas; e (ii) estrelas Be, estrelas de rotação rápida que criam um disco circumstelar viscoso. Este estudo usa a técnica interferométrica para investigar ambas a própria fotosfera e o ambiente circunstelar destas estrelas. O objetivo é combinar a interferometria com outras técnicas observacionais (tal como espectroscopia e polarimetria) para realizar uma descrição física completa e precisa destes sistemas. Esta descrição é acompanhada por modelos de transferência radiativa executados pelo código HDUST.

As estrelas azuis tardias (blue straggler stars ou estrelas BS) são estrelas de sequência principal que apresentam um aparente atraso evolutivo em relação às suas vizinhanças. Elas foram identificadas inicialmente na sequência principal de aglomerados globulares acima do ponto de turnoff no diagrama HR. Desde então, têm sido encontradas em todos os ambientes estelares: aglomerados abertos e globulares, galáxias anãs próximas e entre as estrelas de campo na Galáxia. O principal objetivo deste trabalho é construir uma grande amostra de estrelas BS no campo galáctico. Para tanto, métodos de separação desses objetos de estrelas BHB foram comparados com critérios de seleção que envolvem parâmetros atmosféricos estimados pelo SEGUE Stellar Parameter Pipeline (SSPP). Tal procedimento permitiu incluir também estrelas com magnitudes g maiores que 18, antes excluídas pelos métodos tradicionais para objetos com razão sinal-ruído menores que 9. Os métodos apresentados neste trabalho permitiram a seleção de uma amostra de 8001 candidatas a estrelas BS que foram analisadas cinematicamente, através de suas velocidades radiais. Verificou-se que aproximadamente um quinto dessa amostra (cerca de 1500 objetos) possui características que a associa à corrente de Sagitário, sugerindo uma origem extragaláctica para tais objetos. / Blue straggler stars (BSSs) are main sequence stars that exhibit an apparent evolutionary delay over the region where they are found in the HR diagram. They were initially identified in the main sequence of globular clusters above the turnoff point. Since then, they have been found in many different stellar environments: globular and open clusters, near dwarf galaxies, and also in the field of the Galaxy. The main goal of this work is to build a large sample of BSSs in the galactic field region. In order to accomplish this task, classical methods of separation of BSS from BHB stars were compared with proposed restrictions based on their atmospheric parameters, which are estimated by the SEGUE Stellar Parameter Pipeline (SSPP). The latter procedure allowed to include stars with magnitudes g greater than 18, not handled by traditional methods when signal-noise ratio is smaller than 9. The selection methods gathered a sample of 8001 BS stars. These stars were kinematically analyzed through their radial velocities. The results suggest that many of them (about 1500) can have extragalactic origin, associated with Sagittarius stream.

Orientadores: Anderson Campos Fauth, Cecilia Bertoni Martha Hadler Chirenti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-22T06:58:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_GibranHenriquede_M.pdf: 5723676 bytes, checksum: 46d33c50292611540243a93798239014 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Usando como base um código computacional que integra numericamente as equações TOV, que descrevem o interior de corpos relativísticos de simetria esférica, com a equação de estado SLy, que fornece a pressão em função da densidade para a matéria nuclear em condições extremas se comparadas à matéria nuclear convencional, conseguimos descrever uma estrela de nêutrons realista e com esta simular a emissão de ondas gravitacionais, com a previsão de como seria seu tempo de decaimento e frequência / Abstract: Using as base a computer code that integrates numerically the TOV equations, which describe the interior of relativistic bodies of spherical symmetry, with the SLy equation of state, which provides the pressure in function of density for nuclear matter under extreme conditions when compared with conventional nuclear matter, we describe a realistic neutron star and simulate the emission of gravitational waves, with the predictions of how its decay rate and frequency will be / Mestrado / Física / Mestre em Física

Nesta tese foi feito um estudo dos eventos cíclicos em Carinae em diversas faixas espectrais. A presença de um buraco na região polar do Homúnculo foi confirmada pelos mapas de velocidade da linha do [Fe II] 12567. A componente em emissão da linha do He I 10830, detectada na linha de visada do lóbulo NW e que apresenta velocidades negativas, foi mapeada e está contida no plano equatorial. Foi observado que durante um período de 206 dias, centrado na fase zero, a linha do He I 10830 apresenta um aumento na velocidade máxima da componente em absorção, atingindo 1800 km/s. Tal comportamento favorece orientações orbitais onde a passagem pelo periastro ocorre próximo à oposição. O Pequeno Homúnculo apresenta a mesma distribuição espacial da emissão em rádio e, considerando que esta seja proveniente principalmente da secundária, o fluxo de fótons no contínuo de Lyman é compatível com uma estrela de tipo espectral O5.5O7. A variabilidade das componentes largas e estreitas das linhas em diversas faixas espectrais apresenta um período bem definido (2022.1±0.6 dias) e extremamente estável ao longo dos últimos 60 anos, sendo que as variações observadas no período são devido aos erros nas medidas. Utilizando a componente estreita da linha do He I 6678 foi possível determinar a fase zero do ciclo #11 (T0=2452819.8). Os eventos espectroscópicos são compostos de dois regimes: um de variações lentas e outro de colapso. A primeira é revelada por variações lentas no nível de ionização do meio circunstelar ao longo de todo o ciclo e está associada a variações graduais no cone de choque dos ventos (abertura angular e conteúdo). O regime de colapso é observado ao redor do mínimo e é causado por um colapso temporário do cone de choque. Os fenômenos de alta energia são sensíveis somente ao regime de colapso, enquanto os de baixa energia, ao de variação lenta. Os fenômenos que envolvem energias intermediárias, respondem aos dois regimes. Foi observado uma anti-correlação entre a linha do Fe II 6455 e a do He I 7065, indicando que a primeira é formada nas regiões mais externas do vento da primária e a segunda, na secundária ou no cone de choque dos ventos. A curva de luz do He II 4686 apresenta dois picos antes da fase zero e outro logo após. Os dois picos antes do mínimo apresentam uma correlação com os picos na faixa dos raios-X, porém estes ocorrem 16.5 dias antes daqueles. O mecanismo mais provável para explicar a luminosidade observada do He II 4686 é a produção de fótons com 1215 Å através do fluxo de fótons na faixa do ultra-violeta extremo/raios-X moles produzidos na região próxima ao ápex do cone de colisão dos ventos. Como este mecanismo é extremamente sensível à densidade do meio, a região mais favorável para produzir a luminosidade observada do He II 4686 é a região do cone de choque voltada para a primária. / In this thesis, a multi-wavelength study on the cyclic events of Eta Carinae was performed. The presence of a hole in the polar region of the Homunculus was confirmed by the velocity maps of the [Fe II] 12567 line. The blue-shifted component of the He I 10830, detected towards the NW lobe, was mapped and it is in the equatorial plane. It was observed that within a short period of 206 days, centered on phase zero, the He I 10830 line shows an increase in the maximum velocity of the absorption component, which reaches up to -1800 km/s. Such behavior favors orbital orientation with periastron passage around oposition. The Little Homunculus shows the same spatial distribution as the radio emission and considering that the radio flux comes mainly from the secondary, then the photon flux in the Lyman continuum is comparable to a star with spectral type in the range O5.5-O7. The variability of the narrow and broad lines from many spectral regions shows a well-defined period (2022.1+/-0.6 days), which is also extremely stable along the last 60 years, during which the observed variations in the period are due to measurement errors. Using the narrow component of the He I 6678 it was possible to determine the phase zero of the cycle #11 (T_0=2452819.8). The spectroscopic events are a combination of two components: slow variation and collapse. The former is revealed by slow changes in the ionization level of circunstellar matter across the whole cycle and is associated to gradual changes in the wind-wind collision shock-cone (angular opening and gaseous content). The collapse component is restricted to around the minimum and is caused by a temporary collapse of the wind-wind collision shock. High-energy phenomena are sensitive only to the collapse component, while low-energy only to the slow variation component. Intermediate-energy phenomena are sensitive to both components. It was observed an anti-correlation between the Fe II 6455 and He II 7065, suggesting that the former is formed in the outer parts of the primary\'s wind, while the latter is associated to the secondary or to the wind-wind shock cone. The lightcurve of He II 4686 shows two peaks before phase zero and another one short after it. The two peaks before phase zero are correlated to the peaks seen in the X-rays. However, the X-ray peaks occur 16.5 days before those seen in the He II 4686 lightcurve. The most likely mechanism to explain the observed peak luminosity of the He II 4686 is the creation of ~1215 Angstroms photons by the extreme ultra-violet/soft X-rays photons, which are produced near the apex of the wind-wind shock-cone. Since this mechanism is extremely sensitive to the density, the most likely region to form the observed peak luminosity of the He II 4686 is on the primary\'s side of the wind-wind shock-cone.

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.

Nesta dissertação, estuda-se estrelas compactas constituídas por uma forma estável do plasma ultra-relativístico de {\\it quarks} e glúons, a {\\it strange quark matter} ou matéria estranha, com pequena fração de elétrons para manter a neutralidade de carga. São abordadas, aqui, soluções matemáticas razoáveis que descrevem com simplicidade e agilidade certas propriedade dessas estrelas, a começar pela importantíssima relação massa-raio. Um perfil gaussiano para a densidade de energia foi escolhido como ponto de partida para contruir uma solução matemática para o problema e são apresentadas as motivações para tal escolha. Prova-se que o perfil escolhido não soluciona as Equações de Einstein exatamente e uma solução aproximada é fornecida. A seguir, as conhecidas soluções Tolman IV e Buchdahl I foram utilizadas para modelar uma estrela estranha com base no estudo de Alcock, Farhi e Olinto. Discute-se, ainda, como foi redescoberta a solução exata de Finch e Skea e discute-se, também, a solução exata para uma estrela de {\\it quarks} de Komathiraj e Maharaj, construída para um problema ligeiramente diferente, que incluía a existência de um campo elétrico. Conclui-se o trabalho comparando os resultados numéricos de Alcock, Farhi e Olinto com a solução aproximada aqui desenvolvida, apresentando o intervalo de validade desta solução. Além disso, são feitas comparações entre as diferentes soluções exatas e as características que cada uma delas exibe, e discute-se qual delas deve-se utilizar, tendo em mente que característica da estrela estranha se quer estudar. Os caminhos existentes para solucionar as Equações de Einstein, quando se quer modelar um objeto compacto, são discutidos e apontam-se quais os problemas que alguém encontrará ao seguir cada caminho. Por fim, relaciona-se a construção da relação massa-raio com a diferenciação dos tipos de objetos compactos que podem, em princípio, existir. / In this dissertation we study compact stars constituted by a stable form of ultra-relativistic quark-gluon plasma, the strange matter, with a small fraction of electrons to keep the neutrality of charge. We address here reasonable mathematical solutions that describe with simplicity and agility some properties of these stars, beginning by the important mass-radius relationship. A gaussian energy density profile was chosen as the starting point for the construction of a mathematical solution for this problem and the motivations for this choice was presented. We prove that this profile is not an exact solution for the Einstein Field Equations and an approximated solution is presented. Following, the previous known solutions of Tolman IV and Buchdahl I were used to model a strange star, based on the work of Alcock, Farhi and Olinto. We discuss the rediscovery of the exact solution of Finch and Skea and also the exact solution for a quark star by Komathiraj and Maharaj, constructed to a problem slightly different, that includes the existence of an electric field. We conclude this work comparing the numerical results of Alcock, Farhi and Olinto with the approximated solution here developed, presenting the range of validity of this solution. Furthermore, comparisons were made between the different exact solutions and the features displayed by each one and we discuss which solution must be used when one have in mind which features of the strange star one wants to study. The existent ways for solving the Einstein Equations when we want to model a compact star are discussed and we point out the problems that one will find in following each way. At last, we make a relation between the mass-radius relationship and the differentiation of the many types of compact objects that could, in principle, exist.

O presente trabalho foi desenvolvido no âmbito de melhor compreendermos a estrutura interna de objetos compactos, mais especificamente de estrelas híbridas. Para tal fizemos um estudo detalhado sobre a estrutura interna desta classe de estrelas utilizando o modelo de Nambu-Jona-Lasineo (NJL) em sua versão SU(3). No entanto, na tentativa de obtermos uma configuração estelar estável, impusemos uma modificação ao modelo, um cutoff dependente do potencial químico. Mostramos que com uma nova parametrização de cutoff é possível alcançar o objetivo traçado, uma estrela compacta com núcleo de quarks estável. Dando sequência ao trabalho, mensuramos a possibilidade de se detectar um sinal gravitacional oriundo de modos quasi-normais f e p de estrelas compactos na banda de frequência de detectores de massa ressonante. Verificamos que na banda de frequência de detectores esféricos é promissora uma futura detecção de um sinal gravitacional emitida pelo modo f de estrelas muito compactas, tais como estrelas de quarks. Verificamos ainda a influência dos parâmetros da equação de estado que rege a estrutura interna de determinada estrela com a frequência e o tempo de decaimento do sinal gravitacional emitido. Por fim, apresentamos um novo método de análise de dados para detectores de ondas gravitacionais esféricos, o método de barras independentes. Mostramos que com este somos capazes de resolver o problema inverso em detectores esféricos independente da configuração de transdutores sob a superfície esférica.

Dois filtros interferenciais, de 208 e 37 A centrados em Hα forma usados para definir um sistema padrão baseado em 168 estrelas brilhantes distribuídas uniformemente pelo hemisfério celeste sul, de tipos espectrais entre B0 e G5 e de classes I a V. / Two Hα-interference filters with half-widht of 208 and 37 A were used to define a standard system of 168 bright stars uniformly distributed in the northern sky, with spectral types from B0 to G5 and classes I to V.

Dois filtros interferenciais, de 208 e 37 A centrados em Hα forma usados para definir um sistema padrão baseado em 168 estrelas brilhantes distribuídas uniformemente pelo hemisfério celeste sul, de tipos espectrais entre B0 e G5 e de classes I a V. / Two Hα-interference filters with half-widht of 208 and 37 A were used to define a standard system of 168 bright stars uniformly distributed in the northern sky, with spectral types from B0 to G5 and classes I to V.