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A astronomia observacional no ensino médio integral: uma proposta para o ensino de física
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-02-27) Azevedo Filho, Janilson Simões de; Ferreira, Flávia Polati; http://lattes.cnpq.br/4209117387967608; http://lattes.cnpq.br/5223752542775710; Costa, Jefferson Soares da; Carvalho, Tassiana Fernanda Genzini de
Desde os primórdios, a observação do céu despertou fascínio em diversas civilizações, unindo perspectivas filosóficas, históricas e científicas. No entanto, a astronomia observacional na educação básica enfrenta desafios, como a formação de professores e a falta de materiais acessíveis. Esta pesquisa teve como objetivo desenvolver, implementar e avaliar um produto educacional baseado em atividades práticas para o ensino de física por meio da astronomia observacional. Inspirado nos pressupostos de Paulo Freire e na metodologia dos Três Momentos Pedagógicos, o material inclui atividades que seguem as etapas de problematização, organização do conhecimento e aplicação prática, envolvendo a observação do céu e promovendo uma vivência guiada dos fenômenos celestes. O produto foi aplicado em uma turma da segunda série do ensino médio em tempo integral, com a participação de 25 estudantes. Os dados foram coletados por meio de questionários, que indicaram elementos capazes de demonstrar que a abordagem da observação do céu, por meio de atividades práticas, favoreceu o engajamento dos estudantes, estimulando a curiosidade epistemológica e relacionando conceitos de física com elementos do cotidiano. Espera-se que o produto educacional contribua para novas práticas de ensino de astronomia vivenciáveis, que fortaleçam o aprendizado de conceitos científicos, bem como o desenvolvimento de habilidades críticas e observacionais por meio de atividades práticas.
Abordagens interdisciplinares no ensino de física: o conceito de energia e fenômenos de rotação aplicados a diferentes áreas do conhecimento
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-03-17) Silva, José Denilson de Souza; Barreto, Ciclamio Leite; http://lattes.cnpq.br/2532760140534053; http://lattes.cnpq.br/0033805995397603; Costa, Jefferson Soares da; Silvera, Fernando Lang da
No cenário do Ensino de Física, as aulas interdisciplinares podem estimular o desenvolvimento de habilidades como pensamento crítico, resolução de problemas, colaboração e comunicação. Ao trabalhar com temas interdisciplinares, os alunos são desafiados a pensar de forma mais ampla e a aplicar conhecimentos de diferentes disciplinas para resolver problemas complexos. Temas interdisciplinares tendem a ser mais próximos da realidade dos alunos, tornando o aprendizado mais interessante e relevante. Isso pode aumentar o engajamento e a motivação para aprender. O conceito de Energia e os fenômenos de Rotação, se manifestam em leis fundamentais, como por exemplo, os princípios de conservação da energia e do momento angular. Em um estudo interdisciplinar, os temas de Energia e Rotação são de suma importância, tanto na física clássica, quanto na moderna. A energia proveniente da alimentação é essencial para o funcionamento do corpo humano, sendo obtida a partir dos nutrientes presentes nos alimentos que consumimos, especialmente carboidratos, proteínas e gorduras. Por sua vez, o movimento girante de corpos rígidos em torno de um eixo fixo é um modelo aplicável às situações de rotação, como no caso da centrifugação. Diante dos tópicos apresentados, a presente dissertação tem como objetivo a aplicação de uma sequência didática sistematizada para uma turma da segunda série do ensino médio em uma escola situada na cidade de Parnamirim/RN. A fundamentação teórica neste trabalho se baseia nos Três Momentos Pedagógicos (3MP) e na aprendizagem significativa de David Ausubel, além da abordagem CTSA (Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente), possibilitando a divisão da sequência didática em dois momentos, com quatro encontros cada, totalizando oito aulas e 400 minutos no total. Propõe-se, então, uma abordagem aplicada e dinâmica, com o uso de questionários avaliativos, estudo de caso, experimento de fácil acesso e, além disso, simulação virtual com o software PhET da Universidade do Colorado, EUA. Após a aplicação do produto educacional, evidenciou-se que os objetivos traçados anteriormente foram alcançados satisfatoriamente. Durante as atividades, obtivemos resultados condizentes com a proposta desenvolvida e apresentada para os estudantes. Assim, portanto, os dados e recortes coletados para análise durante a aplicação da sequência didática, mostrou-se como positivo no contexto de integrar esses conceitos de maneira prática, lúdica e significativa.
Análise asterossísmica de estrelas do tipo solar e gigantes vermelhas
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-12-02) Rocha, Gabriel Wendell Celestino; Rocha, Gabriel Wendell Celestino; Rocha, Gabriel Wendell Celestino; Nascimento Júnior, José Dias do; 0000-0001-7804-2145; http://lattes.cnpq.br/5498036360601584; 0000-0002-3298-402X; http://lattes.cnpq.br/0049111339899544; Castro, Matthieu Sébastien; 0000-0002-1332-2477; http://lattes.cnpq.br/3330710354856664; Costa, Jefferson Soares da; 0000-0002-9830-0495; http://lattes.cnpq.br/9175100603360900
Desde o advento das missões fotométricas baseadas no espaço, como CoRoT e Kepler da NASA, a asterosismologia adquiriu um papel central em nossa compreensão sobre a física estelar. A missão TESS, especialmente, ainda está liberando excelentes observações fotométricas que contêm uma grande quantidade de informações ainda não investigadas. Para explorar todo o potencial desses dados, ferramentas de análise sofisticadas e robustas são agora essenciais, para que possam ser obtidas restrições adicionais da estrutura estelar e modelos evolutivos. Além disso, extrair propriedades asterossísmica detalhadas para muitas estrelas pode gerar novos insights sobre suas correlações com propriedades e dinâmicas estelares fundamentais. O presente trabalho apresenta uma investigação abrangente sobre a análise asterossísmica de estrelas do tipo solar e gigantes vermelhas, com o objetivo de estimar métricas asterossísmicas e parâmetros estelares. O estudo abrange a integração de técnicas de análise de dados com asterosismologia para extrair insights significativos dos dados observados. Em resumo, este trabalho combina as áreas de Análise de Dados e Asterosismologia para desenvolver duas rotinas em Python, pyREFPA e pyRMGAP. Essas rotinas utilizam dados das missões Kepler e TESS para estimar métricas asterossísmicas, parâmetros estelares e parâmetros asterossísmicos globais para estrelas do tipo solar e gigantes vermelhas. Embora os resultados obtidos por ambas as rotinas mostrem resultados promissores, eles também destacam a presença de certos erros que requerem mais investigação e refinamento. No geral, este trabalho estabelece as bases para futuros avanços no campo da análise asterossísmica e fornece uma contribuição valiosa para nossa compreensão dos interiores estelares.
Análise de campo magnético e de atividade cromosférica em estrelas subgigantes observadas por espectropolarimetria
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-12) Amorim, Larissa Luciano; Costa, Jefferson Soares da; Costa, Francys Anthony da; Castro, Matthieu Sebastian
O estudo do magnetismo dos astros tem se destacado nos últimos anos napesquisa de estrutura e evolução estelar. O campo magnético e a atividade cro-mosférica são os principais objetos de estudo dessa área. O objetivo central dessetrabalho é compreender o comportamento dessas grandezas em estrelas subgigantese como elas se relacionam entre si. Neste sentido, para obter as informações relativasao campo magnético, utilizamos a técnica de deconvolução em mínimos quadradospara gerar perfis dos parâmetros de Stokes I e V, através dos quais determinamoso campo magnético longitudinal. Analisamos também os espectros estelares, maisprecisamente as linhas H e K do Ca II, para calcular o índice S, um índice de ati-vidade cromosférica. Em nossa investigação, nos deparamos com outros grupos deestrelas, como T Tauri. Estes se destacaram devido às medidas elevadas de tempe-ratura, campo magnético e índice S, em decorrência disto foram separados da nossaamostra de interesse e estudados separadamente. Para as estrelas subgigantes nossoestudo concluiu que há uma relação direta de crescimento entre o índice S e o campomagnético.
Análise do período de rotação de estrelas do tipo solar observadas pelo satélite Kepler
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-12-06) Targino, Mateus Cruz; Costa, Jefferson Soares da; Luiz Affonso Henderson Guedes de Oliveira; Oliveira, Luiz Affonso Henderson Guedes de; Silva, Francys Anthony da
Os satélites caçadores de planetas, como Kepler e CoRoT, nos trouxeram uma vasta quantidade de informações sobre corpos celestes que orbitam outras estrelas pela nossa galáxia. Além disso, eles também coletaram dados sobre as estrelas hospedeiras desses planetas e muitas outras que estavam em seus campos de visão, sendo a grande parte delas parecida com o nosso Sol. Neste trabalho, foi desenvolvido uma aplicação na linguagem Python que utiliza as técnicas do Periodograma Lomb-Scargle e a Minimização da Dispersão de Fase (PDM) para obter os períodos de rotação de um conjunto de estrelas do tipo solar, essas estrelas foram observadas pelo satélite Kepler, sem a necessidade de análise visual das curvas de luz, como é feito em boa parte da literatura. O objetivo deste trabalho foi aquisição de forma automatizada dos dados provenientes do satélite e, em seguida, o cálculo do período de rotação. Foi observado que os resultados obtidos estão coerentes com os presentes na literatura, e sendo calculados de forma mais eficiente também.
Análise espectropolarimétrica de Kappa1 Ceti: determinando o campo magnético e a atividade cromosférica
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016-05-18) Gonçalves, Bernardo Forton Odlavson; Nascimento Júnior, José Dias do; Nascimento Júnior, José Dias do; Costa, Jefferson Soares da; Castro, Matthieu Sébastien
Kappa1 Ceti é uma estrela análoga solar que atualmente está em um momento crítico por apresentar a mesma idade que o Sol tinha quando a vida surgiu na Terra. Esta análoga solar tem massa muito próxima a do Sol e idade determinada. Nosso conhecimento com relação à evolução do campo magnético das estrelas análogas solares é bastante limitado. Existe apenas um número reduzido de análogas solares brilhantes que se encontram na faixa de idade de Kappa1 Ceti. Um dos desafios do campo de pesquisa das análogas jovens é o de encontrar outras estrelas com parâmetros tão próximos aos do Sol como os de Kappa1 Ceti. Neste trabalho utilizamos o método do Least-Squares Deconvolution (LSD) para calcularmos os parâmetros de Stokes I e V. Também calculamos o índice de atividade cromosférica (S-index) e o período de variação deste índice. Utilizamos o periodograma Lomb-Scargle para encontrar o período de oscilação do S-index. O campo magnético e a atividade cromosférica são calculados, respectivamente, através da construção de perfis LSD dos parâmetros de Stokes I e V e através das linhas H e K de Ca II do espectro de nossa análoga solar.
Aplicação da técnica de microlentes gravitacionais na busca de exoplanetas de baixa massa
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-03-18) Almeida, Leandro de; Nascimento Júnior, José Dias do; ; ; Martioli, Eder; ; Jablonski, Francisco José; ; Costa, Jefferson Soares da; ; Leão, João Rodrigo Souza;
As lentes gravitacionais foram propostas por Albert Einstein no percurso da elaboração da teoria da relatividade geral. Einstein observou que os objetos massivos curvam o espaço-tempo e desta forma o caminho da luz que passa próximo desses objetos sofre efeitos de deflexão e a luz é desviada nestas proximidades. O regime das lentes gravitacionais pode ser dividido em três regimes básicos: lentes fortes, lentes fracas e microlentes. Esta tese é focada nesta última, as microlentes gravitacionais. Estes eventos de Microlentes Gravitacionais (MG) acontecem quando, a partir da perspectiva do observador, duas estrelas ficam quase alinhadas, uma mais ao fundo (fonte) e outra no meio do caminho (lente). Esse quase alinhamento faz com que a luz da fonte sofra um desvio do seu caminho original. Este desvio da luz gera uma magnificação do brilho da estrela do fundo e se as duas estrelas possuem movimentos relativos que não sejam na direção radial, uma curva de luz característica é produzida. Se a estrela lente possui um planeta, podemos inferir a sua presença através da análise cuidadosa dessa curva de luz e determinar as frações de massa do sistema e também o semi-eixo maior aparente. Esta técnica se diferencia das outras pois, é a única que consegue detectar planetas pequenos além da linha do gelo de suas estrelas. Esses planetas são essenciais para o preenchimento do censo de exoplanetas que temos em nossa galáxia. Neste trabalho nos focamos em buscar planetas de baixa massa em estrelas do tipo solar. Para isso, utilizamos o método semi-analítico de resolução da equação da lente e propomos a parametrização da menor distância entre o trajeto da estrela fonte e a lente principal (parâmetro de impacto µ0) e o ângulo que o caminho da fonte faz com o eixo relativo do sistema (ângulo de impacto α). Esta parametrização força o caminho da fonte a passar pela região de interesse do evento em que seria possível a detecção de planetas de baixa massa, aumentando a probabilidade de detecção de planetas com a massa da Terra. Aplicamos nossa parametrização em eventos de MG disponíveis na literatura e também em curvas de luz de eventos observados no Observatório Pico dos Dias (OPD) nas campanhas observacionais de 2018, 2019 e 2020, que fizeram parte deste doutorado em conjunto da colaboração MicroFun da "Ohio State University". Nesta tese, apresentamos uma discussão detalhada sobre as curvas de cáusticas planetárias em eventos de MG e os efeitos na formação das curvas de luz de um evento envolvendo um planeta com a massa similar à da Terra. Apresentamos também detalhadamente a metodologia de observação fotométrica de eventos de microlentes gravitacionais acompanhados no OPD. Apresentamos ainda uma possível detecção de 3 candidatos à exoplanetas, um deles utilizando dados observados no OPD durante o doutorado. Neste trabalho analisamos a topologia de eventos de MG que produzem curvas de luz em que a detecção de planetas com a massa similar à da Terra é possível.
Aplicação do jogo "Desvendando os Segredos do Universo" e a "Caixa dos Eclipses" para estudantes do ensino médio
(2019-06-28) Bernardo, Raquel Viana; Costa, Jefferson Soares da; ; ; Lima, Alexsandro Pereira; ; Oliveira, Thiago Bruno Rafael de Freitas;
Buscamos usar a Astronomia como tema motivador para o ensino de Física no ensino médio, sendo assim um facilitador no processo de ensino- aprendizagem. Para alcançar tal objetivo, utilizamos práticas lúdicas para despertar o interesse dos estudantes a partir da criação de jogos, sendo estes: “Desvendando os segredos do Universo” e a “Caixa dos Eclipses”. O primeiro é um jogo de tabuleiro clássico, que desperta o interesse e que pode ser usado por pessoas de diversas idades, já que se trata de um tema que envolve o fascínio da curiosidade, do êxtase e contemplação do desconhecido, do indizível. No entanto, apesar de despertar o interesse e aguçamento de um público diverso, é provável que se encontre um pouco de dificuldade para crianças até oito anos, já que envolve o conhecimento da funcionalidade do Universo e em razão da própria complexidade do tema. O nível de perguntas pode ser um pouco elevado e difícil de entendimento para essa faixa etária. As regras do jogo são simples, funcionando como outro qualquer jogo de tabuleiro que é necessário chegar ao fim da jornada para vencê-lo. É possível reunir várias pessoas e dividi-las em dois grupos para, juntos, percorrerem o caminho do jogo, desvendando as curiosidades sobre o universo e realizando uma verdadeira viagem espacial pelo nosso Sistema Solar. O segundo é uma caixa com modelos em grande escala do Sol, Lua e Terra, mostrando o alinhamento e as condições para a ocorrência dos eclipses, fases da Lua e estações do ano. O trabalho foi aplicado com estudantes da segunda série do ensino médio, com o objetivo de avaliar e analisar o conhecimento adquirido nas primeiras séries do ensino básico. Observou-se, a partir das análises, que a proposta apresentada por esta dissertação obteve resultados satisfatórios quanto ao aprendizado de Astronomia. Descobrir mais um pouco do seu planeta Terra e os planetas que orbitam o Sol, fará você descobrir um amor pela astronomia e contemplar que o céu é uma incógnita e tem a nos oferecer muito mais do que pensamos.
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.
Avaliação e ensino de ondulatória, acústica e movimento harmônico simples usando contexto musical e jogo de tabuleiro
(2018-09-17) Costa, Maxmyller Rezende; Oliveira, Paulo Henrique Sousa de; ; ; Costa, Jefferson Soares da; ; Alves, Tibério Magno de Lima;
Esta dissertação propõe-se a relatar a aplicação do produto destinado à orientação de docentes em física no que diz respeito a concepções alternativas de avaliação ou até ensino dos conceitos gerais relacionados à ondulatória, acústica ou mesmo Movimento Harmônico Simples (M.H.S.) através da problematização musical e do auxílio da lúdica metodologia como o uso de jogo de tabuleiro, de acordo com as necessidades das turmas de estudantes e respeitando as realidades de cada turma. A proposta é que o professor possa ter o auxílio de uma metodologia simples, barata, direta e facilmente aplicável para a dinâmica de ensinoaprendizagem em uma metodologia diferenciada de avaliação continuada no contexto geral de ensino de física, mas podendo também auxiliá-lo no processo de problematização dos assuntos. Este trabalho inicia-se com um levantamento sobre o que é proposto em alguns artigos científicos acerca da problemática e a relevância dessas metodologias em uso de jogos na capacidade de melhor assimilar um determinado assunto quando ativado o senso de participação e coletividade dos participantes, continuando com uma contextualização sobre a relevante eficácia do uso de jogos para o ensino de ciências, além de uma breve fundamentação teórica sobre ondulatória e acústica, passando pela aplicação do produto e finalizando com os gráficos dos resultados e as considerações finais sobre os positivos resultados atingidos.
Caderno inteligente: o estudo dos princípios da eletrodinâmica e a utilização de equipamentos no cálculo do consumo de energia elétrica, segundo o Novo Ensino Médio
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-09-18) Medeiros, Maria Auxiliadora Leite de; Lima, Alexsandro Pereira; http://lattes.cnpq.br/2452557056611320; http://lattes.cnpq.br/1997587096048603; Costa, Jefferson Soares da; https://orcid.org/0000-0002-9830-0495; http://lattes.cnpq.br/9175100603360900; Souza, Thatyara Freire de
Este trabalho foi desenvolvido em acordo com a BNCC - Base Nacional Curricular Comum, e apresenta como Produto Educacional o material didático pedagógico intitulado “Caderno inteligente: O estudo dos princípios da eletrodinâmica e a utilização de equipamentos no cálculo do consumo de energia elétrica, segundo o Novo Ensino Médio”. O material tem como objetivo proporcionar ao aluno e professor mais um recurso didático para o aprofundamento no estudo dos princípios de eletrodinâmica: a definição de corrente elétrica, sua intensidade e seus efeitos, a resistência elétrica e lei de ohm, além de Potência elétrica e o cálculo do consumo de energia elétrica orientando sobre a escolha dos equipamentos elétricos que permitem a economia de energia :relacionado ao consumo de energia elétrica pelas residências, buscando entender a partir do ponto de vista científico o consumo de energia elétrica sustentável e eficiente. O Caderno inteligente apresenta conteúdos e atividades propostas através de uma sequência de ensino com um planejamento bem definido das aulas a partir das habilidades e competências exigidas pela BNCC na matriz do componente curricular de Física, buscando atender a um dos pré-requisitos fundamentais do Novo Ensino Médio que é o de tornar a prática docente mais dinâmica e interativa favorecendo a interdisciplinaridade, o protagonismo estudantil e o desenvolvimento de uma visão abrangente e crítica, apontando novas possibilidades educativas para conceitos tradicionalmente desenvolvidos de maneira isolada. A sequência de ensino apresentada no caderno é fundamentada na teoria Sociocultural de Vygotsky, apoiando-se nas metodologias ativas de ensino. Sua aplicação foi aplicada pela professora e autora do trabalho, com alunos da 3ª série do Ensino Médio, da Escola Estadual Professor Anísio Teixeira, em Natal-RN, durante 6 encontros (6h/aulas). Dessa forma, entendemos que podemos contribuir na prática docente do professor de Física durante a transição do Ensino Médio para o Novo ensino Médio, para que, com o uso do material desenvolvido através da investigação e prática em sala de aula, o professor tenha recursos e estratégias que o auxilie a promover ao aluno uma formação ética em busca de um entendimento maior pela ciência aproximando-se e despertando o interesse de todos pelo universo científico.
Campos magnéticos de estrelas G-K e Dividing Lines no Diagrama HR
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2017-12-08) Silva, Marina Tatiane Ribeiro da; Costa, Jefferson Soares da
Investigamos o campo magnético superficial de 35 estrelas dos tipos espectrais G e K. Na nossa amostra, 14 estrelas são conhecidas na literatura por apresentarem sinais moderados a fortes de atividade magnética. 7 estrelas aparentam não ter passado pela mistura termohalina, o que poderia ser devido à presença de um campo magnético forte. Posteriormente, observamos 14 estrelas muito brilhantes que nos permitiram melhorar nossa habilidade com a espectropolarimetria. Por fim, analisamos a existência de dividing lines no diagrama Hertzsprung-Russell. Utilizando os dados dos espectropolarímetros NARVAL e ESPaDOnS, foi possível detectar a polarização circular dentro das linhas de absorção fotosféricas de nossos alvos. Aqui, usamos o método de Deconvolução em Mínimos Quadrados (LSD) para criar perfis médios de Stokes V com alta razão sinal- ruído. Então, detectamos o campo magnético e avaliamos sua relação com as dividing lines no diagrama HR. A presença da dividing line no diagrama HR faz com que as estrelas tardias sejam divididas em dois grupos. À esquerda, encontramos estrelas do tipo solar, com estrutura atmosférica composta por cromosfera, região de transição, coroa e ventos de tipo solar. À direita, podemos encontrar estrelas com extensa cromosfera e ventos massivos e frios. Determinamos, indubitavelmente, o campo magnético superficial de 3 estrelas da nossa amostra e concluímos que outras 18 delas não mostram detecção de atividade magnética. As estrelas magnéticas estão situadas à esquerda da dividing line, enquanto as estrelas não-magnéticas se encontram à direita da linha, mostrando evidências de afiliação entre o comportamento do campo magnético e a dividing line.
Comportamento da excentricidade em estrelas Subgigantes binárias sob ação das forças de maré
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-11-29) Santos, Júlio César Costa; Costa, Jefferson Soares da; https://orcid.org/0000-0002-9830-0495; http://lattes.cnpq.br/9175100603360900; http://lattes.cnpq.br/4507947749467519; Rego, Joilson Batista de Almeida; Duarte, Tharcisyo Sá e Sousa
Neste trabalho, investigamos sistemas binários nos quais pelo menos uma das estrelas está situada no Ramo das Subgigantes, com o objetivo de compreender o comportamento da excentricidade orbital desses sistemas à luz das teorias de maré. A análise foi baseada em medições astrométricas fornecidas pela missão Gaia e fotométricas pela missão Kepler. Focamos especificamente em sistemas binários subgigantes eclipsantes para examinar a taxa de variação da excentricidade orbital. Descrevemos o processo de análise, que incluiu a integração de bases de dados de estudos como os de Mathur e Kirk, e o método de identificação dos dados estelares. Após a filtragem, selecionamos 123 sistemas binários subgigantes e realizamos a análise da excentricidade em função do período orbital para 43 sistemas, cujos comportamentos foram consistentes com os observados em outros ramos estelares. A análise da excentricidade para 38 estrelas indicou que a massa da zona convectiva (mzc) interfere nos efeitos de maré e deve ser considerada para estrelas com mzc superior a 0, 05M⊙.
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 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)
Experimentos portáteis para aula sobre o vácuo
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-01-20) Candreva, Rodrigo dos Santos; Feitosa, Carlos Chesman de Araújo; Lima, Alexsandro Pereira; http://lattes.cnpq.br/2452557056611320; http://lattes.cnpq.br/1150673024968512; http://lattes.cnpq.br/6076003747222204; Costa, Jefferson Soares da; https://orcid.org/0000-0002-9830-0495; http://lattes.cnpq.br/9175100603360900; Macedo Filho, Antônio de
Este estudo visa à construção de um aparato experimental portátil e uma sequência didática como produto educacional para os professores a fim de suprir a ausência de estrutura das escolas, especificamente as públicas, que não possuem laboratório para realização da prática experimental voltada para o tema vácuo. A sequência didática tem fundamento na teoria da aprendizagem ativa ISLE. O professor da disciplina de Física, e autor desta pesquisa, aplicou a sequência didática. O estudo busca trazer contribuições para o ensino sobre o tema e sua relação com alguns fenômenos. A aplicação do produto (o aparato experimental e a sequência didática) ocorreu com alunos da 2ª série do Ensino Médio em Tempo Integral da Escola Estadual Augusto Xavier de Góis, localizada em Muriú, pertencente ao Município de Ceará-Mirim-RN, na disciplina de Física. A atividade teve uma duração de 6 aulas, considerando que cada aula possui 50 minutos. Os alunos receberam, tanto no pré quanto no pós-teste, explicações sobre os instrumentos a ser utilizados nas aulas, com base em experimentos qualitativos e quantitativos sobre vácuo, mostrando a sua aplicação tecnológica e, consequentemente, sua importância para nossas vidas. O produto didático alcançou a proposta em si da pesquisa, com eficiência, mostrando, assim, que houve uma aprendizagem significativa e participativa por parte dos discentes envolvidos.
Física Moderna e Astrofísica: uma proposta metodológica para o Ensino Médio
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-03-04) Macêdo, Louisa Adelino de; Lima, Alexsandro Pereira; http://lattes.cnpq.br/2452557056611320; http://lattes.cnpq.br/5785852304471760; Costa, Jefferson Soares da; Costa, Francisco Ernandes Matos
Reconhecendo a importância da educação científica e a dificuldade enfrentada pela escola de inseri-la na sociedade, devido ao seu aprimoramento, elaboramos uma sequência didática para uma disciplina eletiva, dentro do eixo de investigação científica. Ela integra tópicos de Física Moderna e Contemporânea e Astrofísica, com o intuito de fornecer subsídio teórico e metodológico de uma proposta útil para cumprir com as metas do ensino de Física no contexto da Educação Básica, com foco em alunos do ensino médio. Para isso, utilizamos a Metodologia de Contextualização da Aprendizagem, baseada na problematização e resolução de problemas por meio do contexto vivencial do aluno. A fim de viabilizar a utilização por outros docentes, apresentamos um apanhado referencial, conceitual e metodológico, além dos detalhes da elaboração. Quanto a aplicação em sala de aula, não ocorreu devido à pandemia da COVID-19, sendo realizada por pares em forma de minicurso remoto para professores de física da Educação Básica. Eles apontaram ser uma proposta relevante ao ensino médio, principalmente pela contextualização de conteúdos complexos numa discussão das propriedades físicas das estrelas, tema que desperta a curiosidade dos alunos, dado o fascínio pelo universo.
Fotoluminescência: uma abordagem experimental para o ensino de física quântica
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-11-28) Melo, Emanuel Jessé Fernandes de; Costa, Jefferson Soares da; https://orcid.org/0000-0002-9830-0495; http://lattes.cnpq.br/9175100603360900; https://orcid.org/0009-0005-4086-2128; http://lattes.cnpq.br/5897151187067072; Lima, Alexsandro Pereira; Nascimento, Sanzia Alves do
O advento da Física Quântica revolucionou a compreensão da realidade desafiando alguns conceitos antes intuitivos e já estabelecidos pela Física Clássica. Atualmente ela apresenta implicações profundas na tecnologia moderna e a sua compreensão é extremamente necessária para a formação de cidadãos críticos e participativos em suas determinadas realidades sociais. Dessa maneira, se faz necessário ainda na educação básica, que tem como um de seus objetivos a formação integral do indivíduo para a vida em sociedade, o ensino de tópicos ainda que introdutórios de Física Moderna e Contemporânea. Tendo em vista essa necessidade no Ensino de Física, o presente trabalho objetiva a elaboração e aplicação de uma sequência didática para o ensino de Física Quântica no ensino médio através de abordagens experimentais aliadas à metodologia dos três momentos pedagógicos. Investiga-se, principalmente, os fenômenos de fotoluminescência (fluorescência e fosforescência), a fim de problematizar e abordar tópicos como radiação de corpo negro e quantização de energia, efeito fotoelétrico e teoria do fóton, modelo atômico de Bohr e interações entre radiação eletromagnética e organismo humano. Os resultados obtidos a partir da aplicação do produto educacional revelaram indicativos de aprendizagem satisfatórios, que são possíveis de observar a partir da análise dos questionários aplicados antes e após a execução da sequência didática, apontando para uma significativa progressão no conhecimento dos discentes sobre os conceitos introdutórios de física quântica no ensino médio.
Galáxias ativas e modelos evolutivos para Radio Fontes
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-06-22) Guedes, Letícia Maria Valença; Lima, Alexsandro Pereira; http://lattes.cnpq.br/2452557056611320; http://lattes.cnpq.br/0246801216139726; Costa, Jefferson Soares da; 0000-0002-9830-0495; http://lattes.cnpq.br/9175100603360900; Ferreira, Pedro da Cunha; http://lattes.cnpq.br/3272676366064169
Os Núcleos Ativos de Galáxias (denotado pela sigla em inglês AGNs, referente a Active Galactic Nuclei) são os objetos mais luminosos do universo e em alguns casos podem gerar jatos de altas energias que se propagam pelo meio intergaláctico, tendo uma extensão que pode superar consideravelmente o tamanho da galáxia hospedeira. Esse trabalho tem por objetivo apresentar um estudo sobre Galáxias Ativas (galáxias que possuem um AGN), mais especificamente as Rádio Galáxias, quanto à sua estrutura, classificação e emissão, além de introduzir e analisar três tipos de modelos analíticos que descrevem como esse objeto evolui.

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