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Análise espectroscópica da estrela HD 150050: uma nova estrela gigante rica em lítio
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013-02-01) Coelho, Hugo Rodrigues; Nascimento Júnior, José Dias do; ; http://lattes.cnpq.br/5498036360601584; ; http://lattes.cnpq.br/4100087176560689; Castro, Matthieu Sebastien; ; http://lattes.cnpq.br/3330710354856664; Milone, Andre de Castro; ; http://lattes.cnpq.br/8944689376916651
O lítio é produzido principalmente na nucleossíntese primordial nos primeiros segundos do Universo. Este elemento é facilmente destruído no interior estelar através de reações nucleares em regiões onde a temperatura é superior à 2:5 106 K. Uma quantidade razoável de lítio pode ser encontrada na zona convectiva das estrelas de pouca massa, onde as temperaturas não são suficientemente altas para queimá-lo. À medida que as estrelas de pouca massa evoluem e deixam a sequência principal (entrando no ramo das gigantes), a sua camada convectiva externa aumenta e atinge regiões mais profundas da estrela, diluindo assim o lítio que se situava próximo à superfície. É o conhecido “first dredge-up”. Neste contexto, a existência de estrelas gigantes ricas em lítio representa um dos grandes enigmas da evolução estelar, pois devido as suas características estruturais todas as gigantes deveriam apresentar baixas abundâncias de lítio, segundo o modelo padrão de estrutura e evolução estelar. Neste trabalho, relatamos a descoberta da super abundância de lítio da estrela HD 150050. Esta estrela simples e com baixa rotação cujo tipo espectral é K2 III mostra uma forte assinatura na linha de lítio (no comprimento de onda 6708 Å) de seu espectro. Neste trabalho, a partir de observações espectroscópicas, determinamos uma abundância de lítio no valor de log (Li) = 2:4 0:1 para este objeto. Obtivemos estimativas dos principais parâmetros físicos para HD 150050 com base em observações espectroscópicas de alta resolução. Determinamos também o estado evolutivo para HD 150050 utilizando modelos evolutivos calculados especificamente para este objeto com o código TGEC (Toulouse-Geneva Evolutionary Code). Esta análise teórica de seu estado evolutivo permitiu-nos estimar a massa e a idade desta estrela. Sendo assim, a partir de nosso trabalho concluímos que a estrela HD 150050 é uma genuína estrela rica em lítio e que deve ser acrescentada ao seleto grupo das estrelas ricas em lítio estudadas na literatura
Aplicação do Date Compensate Discrete Fourier Transform e do Minimum String Length na determinação de períodos orbitais de binárias eclipsantes com Anãs M
(2018-09-10) Monteiro, Guilherme Augusto Dias; Nascimento Júnior, José Dias do; ; ; Castro, Matthieu Sebastien; ; Duarte, Tharcisyo Sá e Sousa;
As curvas de luz adquiridas pelos satélites caçadores de planetas, podem apresentar variações periódicas provenientes de intermitências das mais diversas fontes e seu estudo nos possibilita um melhor entendimento das estrelas. Neste trabalho, foram desenvolvidos códigos baseados nas técnicas de Date Compensate Discrete Fourier Transform (DCDFT) e de Minimum String Lenght (MSL), em conjunto com uma rotina de automação. Tendo por objetivo a determinação direta dos períodos orbitais de 12 binárias eclipsantes compostas por anãs M, sem a necessidade de inspeção visual como os resultados presentes na literatura. A princípio, ambos os métodos falharam em manter-se coerentes com a literatura, com o MSL tendo resultados divergentes para os períodos mais curtos e o DCDFT para os mais longos. Após realizarmos um processo de aplainamento das curvas de luz, os resultados encontrados através do DCDFT passaram a estar de acordo com a literatura, exceto em três casos de baixa excentricidade, levando o método a encontrar a metade do valor do período. No entanto, mesmo após esse tratamento das curvas de luz, os resultados do MSL mantiveram o mesmo padrão de concordarem com a literatura apenas para valores mais altos.
Asterossismologia e espectroscopia de estrelas gigantes do Clump
(2018-10-31) Moura, Bruno Lustosa de; Nascimento Júnior, José Dias do; Coelho, Hugo Rodrigues; ; ; ; Castro, Matthieu Sebastien; ; Costa, Jefferson Soares da; ; Baudin, Frédéric; ; Emílio, Marcelo; ; Soares, Maria Cristina de Assis Rabello;
A pulsação das estrelas passou a ser, de décadas para cá, uma dos principais mecanismos para obtenção de informações sobre os seus interiores. Com o advento das missões fotométricas espaciais, além dessas informações, a necessidade de compreender como os parâmetros globais de uma estrela se comportavam em relação aos modos de pulsação tornou-se crucial para todo o estudo da evolução estelar, em especial na fase estrelas gigantes. Muitos métodos computacionais usam estatísticas inferenciais para a extração dessas informações, todos muito peculiares aos estados evolutivos desde a sequência principal até o ramo assintótico das gigantes. Nosso trabalho consiste em desenvolver uma ferramenta que servirá de base para novos ensaios e trabalhos, dentro da Asterossismologia de estrelas do Clump, os quais a obtenção dos valores de máxima frequência de oscilação e as separações entre essas frequências sejam pilares para a compreensão física estelar. Atrelado a isso, as modelagens corretas associadas à inclusão da metalicidade obtidas a partir da espectroscopia, podem gerar modificações, ainda não completamente entendidas nas relações de escala sísmicas para massa e raio. Desta forma, o estudo da sismologia de estrelas do Clump pode ser a chave para um cenário promissor para a Arqueologia Galáctica e para a completa compreensão dos processos no interior estelar.
Efeitos de maré em jupiteres quentes
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-12-15) Aires, João Victor Ferreira Lacerda; Nascimento Júnior, José Dias do; https://orcid.org/0000-0001-7804-2145; http://lattes.cnpq.br/5498036360601584; https://orcid.org/0000-0002-3894-4870; http://lattes.cnpq.br/2805900511454723; Castro, Matthieu Sebastien; https://orcid.org/0000-0002-1332-2477; http://lattes.cnpq.br/3330710354856664; Mello, Sylvio Ferraz de
Marés são consequências diretas da interação gravitacional entre corpos celestes. No contexto terrestre, a interação de maré existente no sistema Terra-Lua, é diretamente observada no aumento ou diminuição do nível oceânico, uma vez que a maior parte da superfície de nosso planeta é recoberta por água. No entanto, a descoberta de exoplanetas gigantes gasosos em órbitas muito próximas à suas estrelas hospedeiras (chamados de júpiteres quentes), nos fez questionar quais seriam as consequências de marés tão extremas. Nesta dissertação, utilizaremos as equações de evolução das órbitas devido ao efeito de maré (tanto solitariamente quanto em conjunto com as equações de freio magnético da estrela) para simular como a presença júpiteres quentes ao redor de estrelas da sequência principal com massas no intervalo 0.5 M ⊙ < M ⋆ < 1.1 M ⊙ , afetam tanto as órbitas destes planetas quanto a rotação de sua estrela hospedeira.
Em busca de um novo indicador Espectroscópico do período de rotação das Estrelas do tipo solar
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2012-04-02) Souto, Diogo Martins; Nascimento Júnior, José Dias do; ; http://lattes.cnpq.br/5498036360601584; ; http://lattes.cnpq.br/8195876688189909; Castro, Matthieu Sebastien; ; http://lattes.cnpq.br/3330710354856664; Moreno, Jorge Luis Melendez; ; http://lattes.cnpq.br/1479508192871529
O estudo das manchas solares de forma sistemática contribuiu para um melhor entendimento de fenômenos magnéticos do Sol, tal como a sua atividade. Constatou-se com a dinâmica das manchas solares que o Sol tem um período de rotação de vinte e sete dias em torno de seu eixo. Com o auxílio do projeto Sun-As-A-Star que obteve espectros solares por mais de trinta anos pudemos verificar oscilações tanto da profundidade da linha espectral quanto de sua largura equivalente, e a análise destas nos retornam informações sobre características do magnetismo solar. Objetiva-se também encontrar padrões do ciclo de atividade magnética solar e do período de rotação médio do Sol. Indicaremos as linhas espectrais que são sensíveis a atividade magnética e as que não são. Das linhas sensíveis Ti II 5381.0 Å se sobressai como melhor indicador do período de rotação solar e também aponta períodos de rotação diferentes nos ciclos de mínima e máxima atividade magnética. É a primeira vez que se observa com clareza períodos de rotação distintos nos diferentes ciclos. A análise também mostra que Ca II 8542.1 Å e H I 6562.0 Å apontam o ciclo de atividade magnética de onze anos do Sol. Diversas linhas não apresentaram ligação com a atividade solar, este resultado pode ajudar nos programas de busca por planetas que utilizam modelos espectroscópicos. A análise dos dados foi feita utilizando o método Lomb-Scargle que faz a análise de séries temporais para dados não igualmente espaçados. Observar diferentes períodos de rotação nos ciclos de atividade magnética esclarece uma discussão já debatida há muitas décadas. Verificamos que a espectroscopia também pode indicar o período de rotação estelar, podendo assim, generalizar o método para outras estrelas
O enigmático problema das gigantes ricas em Lítio e as perspectivas com o satélite Kepler
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-04-24) Moura, Bruno Lustosa de; Nascimento Júnior, José Dias do; ; http://lattes.cnpq.br/5498036360601584; ; http://lattes.cnpq.br/4824942212859666; Castro, Matthieu Sebastien; ; http://lattes.cnpq.br/3330710354856664; Silva, José Ronaldo Pereira da; ; http://lattes.cnpq.br/8441491501200508
O Lítio (Li) é um elemento químico com n´úmero atômico 3 e está entre os elementos mais leves conhecidos no Universo. De forma geral, o Lítio é encontrado na natureza sob a forma de dois isótopos estáveis, o 6Li e o 7Li. Este último é o mais dominante e responde por cerca de 93% do Li encontrado no Universo. Devido a sua característica de fragilidade, esse elemento é largamente utilizado na astrofísica, sobretudo no que diz respeito ao entendimento dos processos físicos que ocorrem desde o Big Bang, passando pela evolução de galáxias e estrelas. Na nucleossíntese primordial no momento do Big Bang (BBN), os cálculos teóricos preveem uma produção de Li juntamente com outros elementos leves tais como o Deutério e o Berílio. Para o Li, a teoria do BBN revê uma abundância primordial de log ǫ(Li) = 2.72 dex, numa escala logarítmica relativa ao H. A abundância de Li encontrada nas estrelas pobres em metal ou estrelas de População II, é assim clamado como sendo a abundância de Li primordial e é medida como sendo log ǫ(Li) = 2.27 dex. Já no ISM (interestellar medium), que reflete o valor atual, a abundância de Lítio é de log ǫ(Li) = 3.2 dex. Este valor é de grande importância para a nossa compreensão da evolução química da Galáxia. Os processos responsáveis pelo aumento do valor primordial para o valor presente do Li não são claramente compreendidos nos dias de hoje. O fato é que existe uma contribuição real de Li provenientes das estrelas gigantes de pouca massa, e esta contribuição precisa ser bem estimada se quisermos entender a evolução química da nossa Galáxia. O principal entrave desta sequência lógica, é o aparecimento de algumas estrelas gigantes de baixa massa, de tipos espectrais G e K, cuja atmosfera é altamente enriquecida com Li. Tais valores elevados são exatamente ao contrário do que se poderia esperar como abundância típica para as estrelas gigantes de baixa massa, onde envelopes convectivos passam por um aprofundamento em massa (dredge-up) nos quais todo o Li deveria ser diluído e apresentar abundâncias em torno de log ǫ(Li) ∼ 1.4 dex, seguindo o modelo padrão de evolução estelar. Na literatura, encontram-se três sugestões que tentam reconciliar os valores da abundância de Li de forma teórica e observada nessas gigantes ricas em Li; no entanto, nenhuma dessas traz respostas conclusivas. No presente trabalho, propomos um estudo qualitativo do estado evolutivo das estrelas ricas em Li presentes na literatura. Neste sentido, foi coletado uma amostra de estrelas ricas em Li juntamente com a recente descoberta da primeira estrela rica em Li observada pelo satélite Kepler. O objetivo principal deste trabalho é de promover uma sólida discussão sobre o estado evolutivo baseado nas características obtidas a partir da análise sísmica do objeto observado pelo satélite Kepler. Utilizamos traçados evolutivos e simulações feitas com o código de síntese de população TRILEGAL com o intuito de avaliar tão preciso quanto possível o estado evolutivo e a estrutura interna deste grupo de estrelas. Os resultados apontam para um tempo característico muito curto, quando comparado com a escala evolutiva, referente ao enriquecimento destas estrelas
Espectropolarimetria e espectroscopia de alta resolução de estrelas análogas e gêmeas solares: investigando a conexão entre a abundância de lítio, período de rotação e idade das estrelas análogas e gêmeas solares
(2016-05-20) Duarte, Tharcisyo Sá e Sousa; Nascimento Júnior, José Dias do; ; http://lattes.cnpq.br/5498036360601584; ; http://lattes.cnpq.br/5530151690032107; Castro, Matthieu Sebastien; ; http://lattes.cnpq.br/3330710354856664; Costa, Jefferson Soares da; ; http://lattes.cnpq.br/9175100603360900; Franco, Gabriel Armando Pellegatti; ; http://lattes.cnpq.br/7475474455634148; Mello, Gustavo Frederico Porto de; ; http://lattes.cnpq.br/1918385364299862
O estudo das estrelas do tipo-solar inclui naturalmente as estrelas análogas e gêmeas, que são estrelas idênticas ao Sol. Estes objetos desempenham um papel fundamental no âmbito da astrofísica moderna, principalmente, na investigação da nossa estrela como um objeto comum. Dentre os diversos parâmetros físicos observáveis, a atividade magnética e cromosférica - para um conjunto de estrelas muito similares ao Sol (análogas e gêmeas) - são essenciais para compreendermos a evolução dinâmica da atividade estelar em escalas de tempo da ordem de vários bilhões de anos, isto é tempo de vida de uma estrela do tipo-solar sobre a sequência principal. Neste trabalho, entre outros aspectos, investigaremos as relações existentes entre o período de rotação, abundância de lítio, atividade magnética e cromosférica, massa e idades destes grupos de estrelas. Analisaremos ainda as determinações das idades de acordo com a técnica da girocronologia. O objetivo principal do nosso trabalho é investigar a lei de decaimento de cada um dos destes parâmetros com base em uma ampla amostra de estrelas classificadas como análogas e gêmeas solares. Nossos resultados deram origem a quatro publicações em revistas indexadas, dos quais dois já se encontram em modo “impress”. Estes resultados mostram que as leis de evolução (decaimento da abundância de lítio, da rotação e do campo magnético) são fortemente dependentes do tipo-estelar, mostrando-se mais nitidez para as estrelas análogas e gêmeas.
Estrelas - o universo além do sistema solar: uma proposta de inserção de astronomia na educação básica a partir da formação inicial de professores
(2018-06-25) Aquino, Danilo Olímpio de; Barreto, Ciclamio Leite; ; ; Silva, José Ronaldo Pereira da; ; Castro, Matthieu Sebastien;
Embora se utilize de elementos que caracterizam uma abordagem quantitativa, o presente esforço constitui uma pesquisa aplicada qualitativa, cujo objetivo é promover a difusão dos conhecimentos astronômicos na Educação Básica, principalmente no que diz respeito às Estrelas, através dos licenciandos do curso de licenciatura em Física do IFRN, campus Caicó, futuros professores, atualmente em formação inicial. Para se alcançar este objetivo, elaboramos um conjunto de sequências de ensino que formarão o produto educacional exigido pelo Programa. Os conteúdos contemplados nestas sequências foram cuidadosamente selecionados após uma sondagem de campo realizada pela aplicação de um questionário previamente construído a um grupo de 51 alunos devidamente matriculados no curso de licenciatura em Física do referido campus. Para organização e análise dos dados coletados durante a sondagem, utilizamos o Método de Análise de Conteúdo e agrupamos as respostas em categorias, cujos resultados são apresentados em tabelas e literalmente interpretados. Quanto aos métodos ou procedimentos adotados, esta pesquisa assume um caráter de pesquisa-ação, cujo objetivo é gerar conhecimentos para fins práticos, dirigidos à solução de uma problemática específica. Desta forma, movidos pela necessidade de contribuir para melhoria do Ensino de Astronomia na região de Caicó, RN, temos realizado uma ação concreta. As sequências de ensino, seguindo estratégias básicas de elaboração que são comuns na literatura da área de pesquisa em ensino de ciências (contemplando os imprescindíveis momentos pedagógicos), foram construídas e implementadas em sala de aula na forma de um curso de extensão nesse mesmo campus do IFRN a um conjunto desses alunos do grupo originalmente sondado, que se inscreveram previamente. Tornado oficial pela Pró-Reitoria de Extensão, o curso, operacionalmente intensivo, proveu certificado a todos que obtiveram pelo menos ¾ de assiduidade. A aplicação das sequências na forma desse curso de extensão foi avaliada e as mesmas aprimoradas no que se mostrou necessário, antes de compor a versão final do produto educacional pretendido. Na presente dissertação de mestrado profissional, que se seguiu como culminância deste trabalho, consta uma análise e discussão sobre a estrutura, elaboração e aplicação das sequências de ensino utilizadas, bem como uma avaliação do curso de extensão pelos licenciandos que o atenderam.
Estrelas gigantes ricas em lítio: um estudo da anomalia química e do campo magnético desses objetos
(2018-09-10) Gonçalves, Bernardo Forton Odlavson; Nascimento Júnior, José Dias do; ; ; Castro, Matthieu Sebastien; ; Costa, Jefferson Soares da; ; Duarte, Tharcisyo Sá e Sousa;
De acordo com a teoria padrão de evolução estelar, as estrelas pouco massivas (tipo espectral K e G) devem chegar ao início da sequência principal (ZAMS) com uma abundância de lítio (Li) próxima ao valor meteorítico, que é de ∼ 3, 3 dex, e manter essa abundância aproximadamente constante até que atinjam a primeira zona de dragagem no Ramo das Gigantes Vermelhas (RGB). Após o término dos processos de diluição, já na região do red clump, tais estrelas deveriam apresentar uma abundância de lítio relativamente baixa (< 1, 5 dex). Entretanto, aproximadamente 1-2% de todas as estrelas gigantes K e G observadas apresentam uma abundância anormalmente alta de lítio (≥ 1, 5 dex). Várias são as possibilidades encontradas na literatura para reconciliar teoria e observação, porém nenhuma delas é capaz de explicar todos os cenários em que essas anomalias químicas acontecem. O objetivo do nosso trabalho é apresentar um novo estudo sobre as estrelas ricas em lítio de tipo espectral G e K e analisar se existem características particulares às ricas em lítio que apresentam campo magnético detectado. Montamos uma base de dados de 20 estrelas gigantes — retiradas de Charbonnel e Balachandran (2000), Kumar, Reddy e Lambert (2011), e Lèbre et al. (2009) — e calculamos os parâmetros atmosféricos e as abundâncias de Li para essas estrelas. Também calculamos o campo magnético longitudinal para uma subamostra das estrelas com espectros observados em alta resolução e disponíveis no PolarBase (Petit et al., 2014). Para obtermos tais resultados, utilizamos a técnica do Least-Squares Deconvolution (LSD) (Donati et al., 1997) e a ferramenta de análise espectral iSpec (Blanco-Cuaresma et al., 2014). No que diz respeito aos estados evolutivos, utilizamos as paralaxes recentemente fornecidas pela missão espacial Gaia (ESA). Obtivemos resultados para os parâmetros atmosféricos e abundância de Li usando o mesmo procedimento para todas as estrelas. Assim, temos a confiabilidade em comparar estrelas que possivelmente tiveram seus espectros tratados de maneiras distintas e que foram observadas por diferentes instrumentos. Obtivemos relações entre abundância de Li, velocidade de rotação, e presença de campo magnético que estão de acordo com o previsto na literatura. Concluímos que cada estrela precisa ser analisada de forma individual e com uma espectroscopia mais refinada para que a real natureza de sua abundância de Li seja desvendada. A razão isotópica 12C/13C, e a razão elementar C/N, precisam ser investigadas para determinarmos com precisão a posição das estrelas (da nossa base) no diagrama H-R. A influência do campo magnético na abundância de Li ainda não é bastante clara, já que não podemos descartar a existência de um campo não superficial atuando no interior da zona convectiva e alterando mecanismos de mistura.
Um estudo da abundância de lítio, rotação, atividade cromosférica e magnetismo das estrelas análogas e gêmeas solares
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013-02-22) Costa, Jefferson Soares da; Nascimento Júnior, José Dias do; ; http://lattes.cnpq.br/5498036360601584; ; http://lattes.cnpq.br/9175100603360900; Pires, Nilza; ; http://lattes.cnpq.br/2463198529477607; Castro, Matthieu Sebastien; ; http://lattes.cnpq.br/3330710354856664; Mello, Gustavo Frederico Porto de; ; http://lattes.cnpq.br/1918385364299862; Emílio, Marcelo; ; http://lattes.cnpq.br/2697220528113479
O estudo dos processos físicos controladores da evolução estelar é fortemente influenciado por alguns parâmetros estelares, tais como: velocidade de rotação, profundidade em massa da envoltória convectiva e intensidade do campo magnético. Neste trabalho nós analisamos a interconexão de diversos parâmetros estelares, tais como a abundância de Lítio A(Li), atividade cromosférica e intensidade do campo magnético assim como a variação destes como função da idade, da velocidade de rotação e profundidade em massa da envoltória convectiva para uma amostra selecionada de estrelas análogas e gêmeas solares. Em especial analisamos a profundidade em massa da envoltória convectiva e a dispersão que ocorre com relação a abundância de lítio nestas estrelas. Estudamos também a evolução da rotação das estrelas subgigantes que pertencem ao estágio evolutivo seguinte das estrelas análogas e gêmeas solares. Para esta análise, calculamos modelos evolutivos usando o código TGEC com o intuito de determinar o estado evolutivo, bem como a profundidade da envoltória convectiva, além de determinar com maior precisão a massa e a idade para as 118 estrelas Nossa análise mostra a existência de uma considerável dispersão entre os valores da A(Li) para as estrelas análogas solares. Observamos ainda que esta dispersão não está relacionada com a profundidade da zona convectiva, de modo que o espalhamento nos valores da A(Li) não pode ser explicado com base em teorias clássicas de mistura na zona convectiva. Como conclusão observamos que são necessários processos de mistura-extra para explicar este comportamento da abundância de lítio nas estrelas análogas e gêmeas solares. O estudo das estrelas subgigantes foi conduzido de forma a podermos estudar o estágio evolutivo imediatamente posterior ao estágio das estrelas análogas solares. Nesta nova etapa, calculamos os períodos de rotação para 30 estrelas subgigantes observadas com o satélite CoRoT. Para esta tarefa utilizamos dois diferentes métodos: o algoritmo de Lomb-Scargle e o periodograma de Plavchan. Utilizando o código TGEC construímos modelos que levam em consideração a redistribuição interna de momentum angular com o intuito de confrontar os resultados preditos pelos modelos com os resultados observacionais. Com esta análise mostramos que os modelos cuja rotação é do tipo corpo rígido são incompatíveis com a interpretação física dos resultados observacionais. Nosso estudo conclui que tanto o campo magnético e a profundidade da envoltória convectiva, quanto a redistribuição interna do momentum angular são parâmetros físicos essenciais para explicar a evolução das estrelas de pouca massa, bem como suas características observacionais. Baseado em simulação de síntese de população, concluímos ainda que a vizinhança solar apresenta uma quantidade considerável de gêmeas quando comparado ao conjunto descoberto até os dias atuais. Ao todo prevemos a existência de pelo menos 400 gêmeas solares no entorno de 100 pc do Sol. Com relação ao estudo do momentum angular das estrelas análogas e gêmeas solares concluímos que o momentum angular adicionado por um planeta do tipo Júpiter, colocado na posição de Júpiter, não é suficiente para explicar o momentum angular previsto pela lei de Kraft (1970)
Um estudo da rotação de sistemas binários e sua relação com os parâmetros estelares e orbitais
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-06-10) Figueiredo, Ana Carolina Mattiuci; Nascimento Júnior, José Dias do; http://lattes.cnpq.br/5498036360601584; http://lattes.cnpq.br/9239884901102642; Franco, Gabriel Armando Pellegatti; http://lattes.cnpq.br/7475474455634148; Emílio, Marcelo; http://lattes.cnpq.br/2697220528113479; Castro, Matthieu Sebastien; http://lattes.cnpq.br/3330710354856664; Alencar, Silvia Helena Paixão; http://lattes.cnpq.br/1898710476426863
A rotação estelar é um parâmetro importante a ser considerado no estudo de evolução e estrutura estelar, pois se relaciona com diversos parâmetros igualmente relevantes como a massa, e influencia na composição química da estrela. Em sistemas binários, o estudo da rotação nos permite compreender os efeitos de maré que um sistema pode sofrer e o processo que faz com que o sistema alcance a sincronização e a circularização. Para entender como a rotação se comporta e se relaciona com outros parâmetros estelares em sistemas binários, aplicamos um método original para extração e análise dos períodos de rotação em curvas de luz das missões espaciais CoRoT e TESS em estrelas pertencentes a sistemas binários eclipsantes e espectroscópicos. Além disso, analisamos as relações entre outros parâmetros como, período orbital e excentricidade, velocidade rotacional projetada e temperatura efetiva a fim de analisar os efeitos das interações de maré nesses sistemas e entender as relações da rotação com cada um desses parâmetros. Fizemos medidas espectroscópicas para três sistemas binários eclipsantes no intuito de obter a quantidade de lítio e reconfirmar parâmetros como temperatura efetiva e gravidade superficial. Finalizamos este estudo com diagramas de correlação para ter uma visão geral entre os diferentes grupos de binárias reunidos neste trabalho. Obtivemos ótimos resultados na determinação do período de rotação para 70 sistemas binários eclipsantes, 26 sistemas binários espectroscópicos e 20 sistemas pertencentes à região de TaurusAuriga. Confirmamos os valores das excentricidades para 18 sistemas binários eclipsantes e encontramos 39 sistemas sincronizados dos quais 12 se encontram sincronizados e circularizados. Já para os sistemas espectroscópicos, constatamos que para as estrelas da sequência principal, quanto menor o período orbital maior a probabilidade do sistema estar sincronizado, no entanto, é possível encontrar gigantes vermelhas de longo período sincronizadas. Os espectros dos três sistemas binários eclipsantes mostraram divergências nos valores de temperatura efetiva encontrados na literatura, além disso, conseguimos fornecer valores da metalicidade e abundância superficial de lítio para as componentes primárias destes sistemas. Verificamos ainda que as correlações entre rotação, parâmetros orbitais, massa e temperatura mudam de acordo com os diferentes tipos de sistemas binários.
Estudo da topologia de microlentes gravitacionais e a descoberta de exoplanetas do tipo Terra na zona habitável
(2017-02-10) Almeida, Leandro de; Nascimento Júnior, José Dias do; Leão, João Rodrigo Souza; ; http://lattes.cnpq.br/1503222549970852; ; http://lattes.cnpq.br/5498036360601584; ; Castro, Matthieu Sebastien; ; http://lattes.cnpq.br/3330710354856664; Jablonski, Francisco José; ; http://lattes.cnpq.br/5605590098640584
Na última década, o número de exoplanetas descobertos cresceu exponencialmente, principalmente devido as observações realizadas pela missão Kepler e K2, que no ano de 2016, anunciou 1284 planetas confirmados de uma só vez. Estas descobertas foram feitas utilizando o método de trânsito planetário, que não possui sensibilidade para planetas de baixa massa muito distantes de suas estrelas. A maioria destas descobertas apresentam planetas gigantes com órbitas próximas às suas estrelas. Por outro lado, a técnica de detecção através de microlentes gravitacionais é sensível à planetas de baixa massa em órbitas de 0:5 AU até 10 AU. Esta técnica pode detectar planetas em estrelas de baixa luminosidade pois, depende apenas do campo gravitacional combinado da estrela-planeta, o que seria difícil para as outras técnicas que dependem da luz emitida pela estrela. Até o momento, foram descobertos 47 planetas através desta técnica, que é uma quantidade relativamente pequena comparada com os outros métodos. Nesta dissertação mostramos de maneira detalhada as equações por detrás da teoria de microlentes gravitacionais e suas aplicações na detecção de planetas de baixa massa. Nos focamos na caracterização e análise de sistemas com topologia fechada, em que o planeta tem entre 10 -5 e 10 -6 da massa da estrela e com seu semi-eixo maior em torno de 1 AU, que são sistemas com características de massa e distância parecidos com o sistema Sol-Terra. Também apresentamos uma sugestão de parametrização para o parâmetro de impacto 0 e o ângulo de impacto de forma a reduzir o tempo de busca em curvas de luz geradas a partir de sistemas com topologia fechada. Apresentamos ainda os principais passos para o desenvolvimento de dois códigos que utilizam o método semi-analítico de resolução da equação da lente e o método de simulação por força bruta "Inverse Ray Shooting"(IRS) respectivamente. Esses códigos simulam a topologia e curva de luz de eventos de microlentes gravitacionais, e foram usados para produzir todas as figuras e gráficos apresentados nesta dissertação. Ao final, demonstramos a capacidade do modelo semi-analítico na simulação de curvas teóricas e comparamos essas curvas com eventos reais de microlentes gravitacionais.
Estudo do fluxo de neutrino solar com o código evolutivo de Toulouse - Geneva
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-04-24) Silva, Flavio Maux Vianna da; Nascimento Júnior, José Dias do; ; http://lattes.cnpq.br/5498036360601584; ; http://lattes.cnpq.br/6363322743219685; Castro, Matthieu Sebastien; ; http://lattes.cnpq.br/3330710354856664; Silva, José Ronaldo Pereira da; ; http://lattes.cnpq.br/8441491501200508
O estudo do neutrino solar é muito importante para uma melhor compreensão sobre o conjunto de reações nucleares que ocorrem no interior do Sol e nas estrelas do tipo solar. O fluxo de neutrino também proporciona uma melhor compreensão da estrutura estelar como um todo. Nesta dissertação, estudamos o fluxo de neutrinos em um modelo Solar, abordando a oscilação de neutrinos, analisando com intuito de determinar e verificar a distribuição do fluxo do ponto de vista estatístico, uma vez que este fluxo depende das distribuições intrínsecas de velocidades das partículas no plasma estelar. A principal ferramenta desta analise foi o código de evolução estelar Toulouse-Geneva (Stellar Evolution Code, ou TGEC), o qual permite-nos obter os valores do fluxo de neutrino por reação e por camada no interior do Sol, e assim podemos comparar com os resultados observacionais para o fluxo de neutrino detectado a partir de experimentos com base no Cl37 (Homestake), Ga71 (SAGE, Gallex/GNO) e agua (SNO). Nosso resultado mostra a distribuição final para o fluxo de neutrinos em função da profundidade em coordenadas de massa e raio. A referida dissertação apresenta ainda as equações relacionadas com este fluxo que estão presentes no TGEC
Estudo espectroscópico da atividade cromosférica em estrelas do tipo solar: a busca por caracterizar estrelas análogas em mínimo de Maunder
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-06-11) Ferreira, Rafael Ramon; Castro, Matthieu Sebastien; http://lattes.cnpq.br/3330710354856664; http://lattes.cnpq.br/3603355918260674; Valio, Adriana Benetti Marques; http://lattes.cnpq.br/1041565102315246; Mello, Gustavo Frederico Porto de; Nascimento Júnior, José Dias do; Alencar, Silvia Helena Paixão
Desde as primeiras observações das manchas solares realizadas por Thomas Harriot e subsequentemente por Galileu e diversos outros cientistas, os astrônomos buscam métodos para se compreender melhor os fenômenos magnéticos no Sol e em estrelas do tipo solar. Os primeiros indicadores usados para caracterizar a atividade foram as manchas solares. Também vale a pena destacar um dos mais intrigantes fenômenos da evolução do magnetismo solar conhecido como mínimo de Maunder, que ocorreu especificamente entre 1645 e 1715. O que faz este mínimo de atividade ser enigmático é o registro de pouquíssimas manchas solares e praticamente nenhuma variabilidade ao longo de 70 anos, permanecendo até hoje sem explicação consolidada. No século XX, com o avanço das técnicas observacionais referentes à espectroscopia, os astrônomos passaram a realizar observações da atividade solar/estelar também através dos espectros. A atividade cromosférica solar/estelar tem sido assunto tratado exaustivamente ao longo das últimas seis décadas na literatura. Os principais indicadores espectroscópicos são oriundos das linhas ressonantes do Ca II H&K, particularmente os indicadores SMW e o índice com correção fotosférica R0 HK. Medidas espectroscópicas de atividade das estrelas do tipo solar vêm sendo realizadas desde 1960, em busca de responder a questão de quão singular é a evolução magnética do Sol em relação as outras estrelas do tipo solar. Todo este plano de fundo tem permitido determinar que estrelas do tipo solar possuem ciclos de atividade, no caso do Sol é bem estabelecido um ciclo primário de 11 anos e um possível ciclo secundário de 88 anos. O objetivo desta tese de doutorado consiste na investigação observacional da atividade cromosférica de estrelas do tipo solar que são comumente citadas na literatura como candidatas à mínimo de Maunder. Em nosso trabalho obtivemos como principais resultados: 1) A caracterização e determinação do ciclo de atividade da análoga solar HD43587 com Pcyc = 10, 44 ± 3, 03 anos, bem como estimativas de seu período rotacional Prot = 22, 6 ± 1, 9d, e caracterização do campo magnético; 2) Desenvolvimento de ferramentas teóricas para se estimar indicadores de manchas estelares globalmente em outras estrelas do tipo solar; Além de estimar indicadores de atividade cromosférica para a época do mínimo de Maunder, i.e. hSMW i = 0.1625 ± 0.0003, log hR0 HKi = −4.933 ± 0.002 e as variabilidades σSMW = 1.1 × 10−7 e σlog R0 HK= 2.7 × 10−6; 3) Análise e determinação do ciclo de atividade de 28 estrelas do tipo solar indicadas na literatura como em estado de Mínimo de Maunder; 4) Calibração dos índices de atividade baseados nas linhas do Ca II H&K utilizando o espectrógrafo Coudé localizado no Observatório do Pico dos Dias.
Um estudo qualitativo e quantitativo da estrela HD 43587 baseado em dados da missão CoRoT e espectroscopia
(2016-11-04) Ferreira, Rafael Ramon; Castro, Matthieu Sebastien; Nascimento Júnior, José Dias do; ; http://lattes.cnpq.br/5498036360601584; ; http://lattes.cnpq.br/3330710354856664; ; http://lattes.cnpq.br/3603355918260674; Eraso, Gustavo Andres Guerrero; ; http://lattes.cnpq.br/9394519446598303; Nascimento Júnior, José Dias do; ; http://lattes.cnpq.br/5498036360601584
Entre os vários aspectos relacionados ao histórico de atividade do Sol, o longo período de evolução do Sol com um nível de atividade cromosférica baixo e uma baixa quantidade de manchas solares observadas em comparação com outras épocas, conhecido como o mínimo de Maunder, permanece como um enigma para a teoria da evolução estelar. Neste trabalho estudamos HD 43587 uma estrela analóga solar que foi um alvo primário da missão CoRoT e apresenta medições de índice de atividade ao longo de 50 anos pelo programa Mount Wilson e outras medidas espectroscópicas. Com base na similaridade entre HD 43587 com o Sol e usando observações coletadas pelo satélite CoRoT, bem como os dados da literatura, a nossa análise preliminar (abundância de lítio e atividade cromosférica) confirma o estado evolutivo da HD 43587. A curva de luz CoRoT indica também um flat no perfil de atividade cromosférica, sendo assim indicativo de baixa atividade. Todas estas medições e análises fazem desta estrela uma excelente candidata à mínimo de Maunder.
Um estudo sobre a atividade magnética e a rotação de estrelas anãs M das missões Kepler, K2 e TESS
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-12-12) Machado, João Marcelo; Nascimento Júnior, José Dias do; https://orcid.org/0000-0001-7804-2145; http://lattes.cnpq.br/5498036360601584; http://lattes.cnpq.br/2551556644619526; Castro, Matthieu Sebastien; https://orcid.org/0000-0002-1332-2477; http://lattes.cnpq.br/3330710354856664; Silva Júnior, Raimundo; Valio, Adriana Benetti Marques; Emílio, Marcelo
Apesar de serem as estrelas mais abundantes na Galáxia, as anãs M configuram entre os objetos menos conhecidos em termos de suas propriedades físicas, sobretudo no que concerne à atividade magnética e ao mecanismo de dínamo. Assim, faz-se necessário um amplo estudo sobre diferentes diagnósticos de atividade e suas relações com a rotação estelar. Neste trabalho realizamos um survey espectroscópico de 122 anãs M presentes na Southern Continuous Viewing Zone (CVZ) da missão espacial TESS, a partir de observações com os telescópios Gemini e SOAR. Obtivemos pelo menos um espectro óptico para cada estrela, com R ≈ 2000, a partir dos quais medimos a emissão cromosférica na linha de Hα. Nossa amostra possui 21 estrelas com medidas de períodos de rotação (Prot), dos quais 12 foram determinados neste trabalho a partir das curvas de luz TESS. A fração ativa das estrelas de nossa amostra é consistente com o esperado para anãs M de campo, confirmando que estrelas de tipo espectral tardio em geral permanecem ativas por mais tempo que as estrelas de tipo precoce. Duas estrelas apresentaram rotação suficiente para serem consideradas magneticamente saturadas, embora se encontrem em níveis de atividade abaixo da região de saturação no diagrama rotação-atividade, indicando a possibilidade de anãs M com períodos curtos também apresentarem inatividade em Hα. Também analisamos uma amostra de 1788 anãs M de campo das missões Kepler e K2, para as quais investigamos as distribuições de Prot e do índice de atividade fotométrica Sph, associado ao desvio padrão da curva de luz, utilizando diagramas cor-magnitude com dados precisos de distância e magnitude provenientes da missão Gaia. Notamos que as estrelas com os maiores valores de Sph na amostra (≳ 10000 ppm) são em geral muito jovens, com idades isocronais ≤ 50 Mega-anos. Comparamos o índice fotométrico com indicadores canônicos de atividade cromosférica e coronal no sentido de validá-lo como proxy para a atividade magnética em estrelas de baixa massa. Com base neste índice também estudamos o diagrama rotação-atividade, levando em consideração a transição para estrelas totalmente convectivas (≈ 0.35 M⊙), onde notamos a mesma distribuição entre essas estrelas e aquelas parcialmente convectivas em ambos os regimes saturado e não-saturado, sugerindo um comportamento de dínamo semelhante ao de tipo solar, mesmo para estrelas sem a presença de uma tacoclina.
Evolução da atividade cromosférica, abundância de lítio e rotação das estrelas análogas e gêmeas solares
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013-11-20) Silva, Francys Anthony da; Nascimento Júnior, José Dias do; ; http://lattes.cnpq.br/5498036360601584; ; http://lattes.cnpq.br/4902211735532866; Castro, Matthieu Sebastien; ; http://lattes.cnpq.br/3330710354856664; Souza, Bruno Vaz Castilho de; ; http://lattes.cnpq.br/2224889367076871
O estudo das estrelas do tipo solar inclui também as conhecidas estrelas análogas e gêmeas. Estes objetos tem sido um dos principais objetos de pesquisa da astrofísica atual. A comparação direta da atividade solar com os índices de atividade cromosférica para um conjunto de estrelas muito semelhantes ao Sol (gêmeas e análogas) fornece uma ótima oportunidade de estudar a evolução da atividade estelar em escalas de tempo da ordem do tempo de vida de uma estrela na sequência principal. Neste trabalho trataremos das relações existentes entre a abundância de lítio, atividade cromosférica, emissão de raio-X e período de rotação em termos das idades estelares. Sondaremos a influência da evolução estelar nas propriedades globais das estrelas e nos aspectos ligados a sua atividade coronal, cromosférica e magnética. Nosso objetivo principal é de sondar a lei de decaimento de cada um destes parâmetros com base em uma amostra de estrelas bem relacionadas e classificadas como estrelas análogas e gêmeas solares
Investigando a rotação, o magnetismo e as abundâncias químicas de estrelas do tipo solar através de modelos de evolução e espectroscopia: da pré-sequência principal à gigante vermelha
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-01-31) Gonçalves, Bernardo Forton Odlavson; Castro, Matthieu Sebastien; https://orcid.org/0000-0002-1332-2477; http://lattes.cnpq.br/3330710354856664; https://orcid.org/0000-0001-5467-5992; http://lattes.cnpq.br/8261232649474705; Moreno, Jorge Luís Melendez; Nascimento Júnior, José Dias do; https://orcid.org/0000-0001-7804-2145; http://lattes.cnpq.br/5498036360601584; Girardi, Leo Alberto; Silva Júnior, Raimundo
O estudo da evolução rotacional do Sol e das estrelas do tipo solar é sem dúvidas um dos campos da astrofísica estelar atualmente em maior evidência. Existem inúmeras questões ainda longe de serem completamente compreendidas, o que torna a pesquisa nesse campo intensa e dinâmica. Dentre essas questões estão a compreensão dos fenômenos que influenciam o momento angular das estrelas durante sua formação, ainda na fase da PréSequência Principal; o entendimento dos mecanismos que atuam nos interiores estelares ao longo da evolução, que acabam por determinar, por exemplo, o perfil de rotação de corpo sólido observado no Sol; ou quais mecanismos de transporte atuam em estrelas evoluídas, que passam por profundas mudanças em sua estrutura, e apresentam fenômenos peculiares como o enriquecimento de lítio e alterações em diversas abundâncias químicas. Em todos os casos, sabemos que o magnetismo estelar tem um papel de destaque, entretanto ainda longe de ser completamente entendido. Nesta tese usamos modelos calculados com o Código de Evolução Estelar de Toulouse-Genebra (TGEC) para estudar a evolução rotacional de quatro amostras de estrelas do tipo solar, além de revisitar estudos com estrelas análogas de aglomerados abertos. Utilizamos em nossas análises duas prescrições distintas de freio magnético, que simulam a perda de momento angular devidos aos ventos estelares. Adicionalmente, também estudamos uma amostra de estrelas gigantes do tipo solar que são ricas em lítio, investigando a possível relação do fenômeno de enriquecimento com o caráter magnético de algumas dessas estrelas. No que se refere às estrelas da sequência principal, encontramos algumas convergências e algumas discrepâncias entre os nossos modelos e as amostras estelares estudadas. Descobrimos que a amostra com dados sismológicos, composta por estrelas de idade intermediária e mais velhas, não está bem restrita para um estudo sobre a rotação e evolução magnética do Sol. A amostra de estrelas de baixa atividade parece ser afetada por uma diminuição no freio magnético independentemente das diferenças de metalicidade, estando os alvos com maior metalicidade mais próximos dos nossos traçados evolutivos. Por fim, encontramos uma incompatibilidade entre nossos traçados de evolução da rotação e a posição das estrelas mais jovens. Já com relação às estrelas gigantes ricas em lítio, descobrimos que estrelas anteriormente classificadas como no ramo das gigantes vermelhas (RGB) podem estar em um estado evolutivo diferente. Além disso, identificamos que a maioria das estrelas em nossa amostra com detecção de campo magnético superficial mostram velocidades de rotação pelo menos moderadas. Contudo, não conseguimos detectar campo magnético superficial em duas estrelas com rotação rápida. Por causa de nossa pequena amostra de gigantes magnéticas, é difícil estabelecer a ligação entre a presença de campo magnético de superfície e o fenômeno de enriquecimento de Li em estrelas gigantes. Finalmente, foram investigadas questões envolvendo a modulação da velocidade radial para algumas estrelas dessa amostra, o que indicaria a possibilidade de serem sistemas binários ou múltiplos.
Investigando o campo magnético das estrelas análogas e gêmeas solares através da espectropolarimetria
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2012-03-02) Duarte, Tharcisyo Sa e Sousa; Nascimento Júnior, José Dias do; ; http://lattes.cnpq.br/5498036360601584; ; http://lattes.cnpq.br/5530151690032107; Mello, Gustavo Frederico Porto de; ; http://lattes.cnpq.br/1918385364299862; Castro, Matthieu Sebastien; ; http://lattes.cnpq.br/3330710354856664
Este estudo propõe um programa observacional focado na investigação da evolução do magnetismo estelar e do dínamo em estrelas frias, ativas e do tipo-solar. Mais precisamente nas estrelas análogas e gêmeas solares. As observações das estrelas da nossa base foram realizadas com dois espectropolarímetros (ESPaDOnS@CFHT e NARVAL@TBL). A análise das estrelas em diferentes estágios permite uma compreensão da dependência da atividade magnética em função de parâmetros estelares básicos como, por exemplo, a rotação, a massa, a profundidade da zona convectiva e a idade. Este estudo fornece medidas necessárias para testar à teoria do dínamo. Os 65 objetos utilizados nesse trabalho tratam-se de estrelas do tipo solar, com massa no intervalo de 0:9 < M=M < 1:075 e em diferentes estágios evolutivos. Nossos dois principais objetivos científicos foram, (i) Determinar como o campo magnético evoluiu a partir da sequência principal de idade zero (ZAMS) até o turn off, num intervalo de massa 0:9
Li-rich giant stars under scrutiny: binarity, magnetic activity, and the evolutionary status after Gaia DR2
(Oxford University Press, 2020-09-02) Costa, Jefferson Soares da; Almeida, Leandro de; Castro, Matthieu Sebastien; Nascimento Júnior, José Dias do; Gonçalves, B. F. O
We present a study of the evolutionary state of a few lithium-rich giant stars based on the Gaia Data Release 2 (DR2) parallaxes and photometry. We also investigate the chromospheric activity, the presence of a surface magnetic field, and the radial velocity for our sample stars. We analysed both archive and new data. We gathered archive spectra from several instruments, mainly ELODIE and NARVAL, and we added new data acquired with the spectrograph MUSICOS. We applied the least-squares deconvolution technique to obtain Stokes V and I mean profiles to compute longitudinal magnetic field for a subset. Moreover, for the same subset, we analysed the Ca II H&K emission lines to calculate the S-index. We also derived atmospheric parameters and Li abundances for all 18 stars of our sample. We found that stars previously classified as red giant branch (RGB) may actually be at a different evolutionary state. Furthermore, we identified that most stars in our sample with detection of surface magnetic field show at least moderate rotation velocities, but none the less, we could not detect a magnetic field in two fast rotators. Because of our small sample of magnetic giants, it is difficult to determine if the presence of surface magnetic field and the Li-rich giant phenomena could be somehow linked. The large variation of the radial velocity of part of our sample indicates that some of them might have a binary companion, which may change the way we look at the Li problem in giant stars

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