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Análise da variabilidade fotométrica de estrelas análogas ao sol observadas pela missão TESS
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-07-19) Amorim, Rillck Guilherme de Souza Barros de; Martins, Bruno Leonardo Canto; http://lattes.cnpq.br/2673267660389058; http://lattes.cnpq.br/6233315013338711; Leão, Izan de Castro; Medeiros, José Renan de; Lopes, Carlos Eduardo Ferreira
A missão espacial Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) está revolucionando a busca de exoplanetas utilizando a técnica de trânsito planetário por meio de observações fotométricas que também conseguem exibir sinais de variabilidade estelar. O estudo dessas variabilidades em corpos análogos ao Sol é de fundamental importância para compreendermos as dinâmicas estelares de alvos que possuem características semelhantes à única estrela conhecida que hospeda um planeta com vida. Sob tal perspectiva, analisamos a variabilidade fotométrica de estrelas semelhantes ao Sol. Essas estrelas foram selecionadas com base em parâmetros fotométricos e atmosféricos obtidos do catálogo Gaia DR3, com critérios que exigem similaridade aos parâmetros solares. Após a seleção, encontramos 4.932 alvos. Para o estudo da variabilidade fotométrica, utilizamos curvas de luz de baixa cadência, com intervalos de 2 minutos de exposição, provenientes da missão TESS. Aplicamos os métodos estatísticos: Fast Fourier Transform (FFT), periodograma Lomb-Scargle e mapa wavelet. Ao final da análise, obtivemos o seguinte resultado: 329 alvos com curvas de luz apresentando sinal de rotação (correspondendo a 6, 67% da nossa amostra), 288 alvos com assinatura de rotação de período dúbio (5, 84%), 467 alvos possuindo sinal de variabilidade com assinatura ambígua (9, 47%), 4 alvos com sinal típico de estrelas pulsantes (0, 10%), 22 alvos pertencentes a sistemas binários eclipsantes (0, 43%) e 3759 alvos que não apresentaram modulação detectável, com sinal fotométrico classificado como ruidoso (76, 21%). De modo geral, encontramos estrelas análogas solares que rotacionam com períodos entre 0, 410 e 10, 452 dias, com valor médio de 4, 507 dias, ou seja, mais rapidamente do que o Sol, que possui período de rotação de ∼ 25 dias em sua faixa equatorial. Além disso, registramos a presença de erupções estelares em 76 alvos da nossa amostra, com energias que apresentam valores da ordem de 1032 a 1035 ergs.
Análises de Fourier e Wavelet para o estudo de variabilidade estelar e trânsito planetário em curvas de luz da missão TESS
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-04-30) Melo, Paola Gessy Oliveira de; Leão, Izan de Castro
Os métodos computacionais são ferramentas essenciais para o tratamento de vários problemas na astrofísica. No presente Trabalho de Conclusão de Curso, analisamos quatro curvas de luz provenientes da missão espacial TESS e estudamos as varabilidades estelares e os trânsitos planetários presentes nessas curvas de luz. Nossa análise é baseada em métodos relacionados com transformadas integrais, especificamente os periodogramas FFT e Lomb-Scargle, bem como a Transformada wavelet. A análise em tempo-frequência das curvas de luz estelares, utilizando a transformada wavelet, foi uma prática essencial para um estudo aprofundado na identificação de rotação, trânsitos planetários e assinaturas de pulsação das estrelas. Aplicamos a transformada wavelet Morlet de 6ª ordem, a qual fornece uma alta resolução de tempo e frequência. Ao empregar a transformada \textit{wavelet} no sinal, obtemos os espectros de potência wavelet local e global. Em particular, a transformada wavelet é uma ferramenta muito útil principalmente no estudo de sinais não-estacionários. De modo geral, essa técnica permite uma análise mais clara das assinaturas de variabilidade associadas a fenômenos estelares se comparada com outras técnicas. Detectamos períodos de rotação estelares em determinadas curvas de luz analisadas, bem como identificamos padrões de batimento no mapa wavelet local de estrelas que apresentam pulsação. Também analisamos os trânsitos em duas curvas de luz que indicam a presença de exoplanetas, obtendo parâmetros básicos, tais como os períodos orbitais do planeta e a profundidade e duração dos trânsitos. Os resultados apresentados no presente trabalho foram comparados com resultados da literatura, estando essencialmente em acordo com os últimos. Em comparação com a maioria desses trabalhos, nossos resultados acrescentam a técnica em wavelet como uma contribuição adicional que enriquece a interpretação dos mesmos.
Busca por discos circunstelares em torno de estrelas cromosfericamente ativas
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-11-22) Gonçalves, Nizomar de Sousa; Martins, Bruno Leonardo Canto; http://lattes.cnpq.br/2673267660389058; http://lattes.cnpq.br/2200080719956678; Pacheco, Eduardo Janot; Leão, Izan de Castro; http://lattes.cnpq.br/2153938352979031; Medeiros, José Renan de; Fernandes, Marcelo Borges
Os discos circunstelares são componentes da formação de sistemas planetários e, ao mesmo tempo, um produto destes processos. Por outro lado, os discos de detritos são vestígios do processo de formação planetária, indicando a formação de sistemas planetários. Nota-se que os estágios mais importantes dos discos circunstelares são: o disco protoplanetário e o disco secundário (ou disco de detritos), os quais podem ser associados às idades estelares. O índice de atividade cromosférica, logR′HK, é utilizado como um traçador de idade estelar. Dessa forma, é razoável buscar uma relação entre a atividade cromosférica e a presença de um disco circunstelar, contudo, estudos dessa natureza ainda são raros. Nesse cenário, buscamos por discos circunstelares em uma amostra de 2845 estrelas de campo com atividades cromosféricas conhecidas. Buscamos excesso no infravermelho, sendo utilizados dados do WISE nas bandas 3, 4 µm, 4, 6 µm, 12 µm e 22 µm. Esses dados, por sua vez, foram combinados com dados das missões 2MASS e GAIA para gerar uma Distribuição Espectral de Energia (SED) na plataforma virtual VOSA e as curvas das SEDs foram sintetizadas pelo modelo BT-Settl. O excesso no infravermelho foi caracterizado pela significância do excesso e as estrelas candidatas a hospedar discos circunstelares passaram por inspeção visual das imagens, bem como foram verificadas suas latitudes galácticas. Ao final deste processo, foram confirmadas quatro estrelas com discos circunstelares, classificados como discos de detritos. Os parâmetros que caracterizam os discos detritos (temperatura, fração de luminosidade, raio e massa) foram calculados e comparados com os resultados da literatura. Observamos que a fração de luminosidade e a massa dos discos de detritos decrescem com a idade dos sistemas estelares. Por fim, constatamos que os discos de detritos da nossa amostra foram encontrados em torno de estrelas cromosfericamente mais ativas. Em comparação com os resultados da literatura, parece haver anticorrelação entre a fração de luminosidade dos discos de detritos e o índice de atividade cromosférica.
Chromospheric activity of stars with planets
(Astronomy & Astrophysics, 2011) Martins, Bruno Leonardo Canto; Chagas, M. L. das; Alves, S.; Leão, Izan de Castro; Souza Neto, L. P. de; Medeiros, José Renan de
Context. Signatures of chromospheric activity enhancement have been found for a dozen stars, pointing to a possible star-planet interaction. Nevertheless in the coronal activity regime, there is no conclusive observational evidence of such an interaction. Does star-planet interaction manifest itself only for a few particular cases, without having a major effect on stars with planets in general? Aims. We aim to add additional observational constraints to support or reject the major effects of star-planet interactions in stellar activity, based on Ca II chromospheric emission flux. Methods. We performed a statistical analysis of Ca II emission flux of stars with planets, as well as a comparison between Ca II and X-ray emission fluxes, searching for dependencies on planetary parameters. Results. In the present sample of stars with planets, there are no significant correlations between chromospheric activity indicator log(RHK) and planetary parameters. Furthermore, the distribution of the chromospheric activity indicator for stars without planets is indistinguishable from the one with planets.
Comportamento multifractal e variabilidade em AGNs: estudo de quasares amplificados por lente gravitacional e análise espectral multibanda
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-02-27) Souza, Rhimon Alves de Assis; Medeiros, José Renan de; http://lattes.cnpq.br/9151590034650501; https://orcid.org/0000-0002-5955-5882; http://lattes.cnpq.br/7626012075766287; Martins, Bruno Leonardo Canto; Leão, Izan de Castro; Freitas, Daniel Brito de; Alcaniz, Jailson Souza de
O estudo de quasares com imagens distorcidas por lentes gravitacionais oferece uma oportunidade única para testar teorias astrofísicas, como a natureza da matéria escura e o modelo cosmológico. A análise das curvas de luz desses quasares é fundamental, pois fornece informações essenciais sobre as propriedades do objeto lente e das regiões emissoras. O objetivo desta pesquisa é investigar o comportamento multifractal em quasares lentificados, examinando sua relação com o ambiente e o impacto do efeito de microlente na variabilidade. Neste trabalho, demonstramos a conexão entre multifractalidade e variabilidade nas imagens A e B (formadas pela lente gravitacional) de 14 quasares, selecionados com base na disponibilidade de séries temporais de longa duração e alta cadência observacional. Além disso, uma análise multibanda foi implementada para estudar a variabilidade em diferentes estruturas do Núcleo Galáctico Ativo (do inglês, AGN), fornecendo informações sobre os processos físicos atuantes em distintas regiões do objeto. Para isso, a segunda parte desta pesquisa foca na análise do AGN Mrk 421, com o objetivo de examinar a multifractalidade das curvas de luz em diversas bandas de emissão, correlacionar métricas multifractais com a variabilidade e, assim, ter ferramentas de análises estatísticas não lineares, como uma ferramenta robusta para a análise da variabilidade em AGNs.
Cosmological evolution of quasar radio emission in the view of multifractality
(American Astronomical Society, 2019-03-11) Martins, Bruno Leonardo Canto; Belete, A. Bewketu; Femmam, Smain; Tornikosk, Merja; Lähteenmäki, Anne; Tammi, Joni; Leão, Izan de Castro; Medeiros, J. R. de
Variations in scaling behavior in the flux and emissions of distant astronomical sources with respect to their cosmic time are important phenomena that can provide valuable information about the dynamics within the sources and their cosmological evolution with time. Different studies have been applying linear analysis to understand and model quasars’ light curves. Here, we study the multifractal behavior of selected quasars’ radio emissions in their observed frame (at 22 and 37 GHz bands) and their rest frame. To this end, we apply the wavelet transform-based multifractal analysis formalism called wavelet transform modulus maxima. In addition, we verify whether the autoregressive integrated moving average (ARIMA) models fit our data. In our work, we observe strong multifractal behavior for all the sources. Additionally, we find that the degree of multifractality is strongly similar for each source and significantly different between sources at 22 and 37 GHz. This similarity implies that the two frequencies have the same radiation region and mechanism, whereas the difference indicates that the sources have intrinsically different dynamics. Furthermore, we show that the degree of multifractality is the same in the observed and rest frames of the quasars, i.e., multifractality is an intrinsic property of radio quasars. Finally, we show that the ARIMA models fit the 3C 345 quasar at 22 GHz and partially fit most of the time series, with the exception of the 3C 273 and 3C 279 quasars at 37 GHz, for which the models are found to be inadequate
Debris disks among Kepler solar rotational analog stars
(American Astronomical Society, 2018-12-21) Martins, Bruno Leonardo Canto; Silva Sobrinho, R.; Costa, A. D. da; Leão, Izan de Castro; Silva, D. Freire da; Teixeira, M. A.; Souza, M. Gomes de; Freitas, D. Freire da; Bravo, J. P.; Chagas, M. L. das; Medeiros, José Renan de
Observations of circumstellar disks provide a powerful tool for our understanding of planetary system dynamics. Analogs to the solar system asteroid belts, debris disks result from the collision of the remaining solid material of the planet formation process. Even if the presence of disks is now reported for hundreds of stars, its detection around stars similar to the Sun is still very sparse. We report the results of a search for debris disks around Kepler stars with surface physical parameters close to solar values, including rotation period, using observations by the Wide-field infrared Survey Explorer. From the entire sample of Kepler stars, 881 targets were identified with these parameters and only six of them (KIC 1868785, 7267949, 7435796, 10533222, 11352643, and KIC 11666436) show unambiguous infrared excess, for which we determined as debris disk physical parameters. Interestingly, the present study reveals traces of debris disks much more massive and brighter than the solar system zodiacal dust, probably resulting from recent violent collisional events, orbiting stars with ages around the solar values.
Desvio gravitacional relativístico em ambiente estelar e cinemática de aglomerados abertos - M67, um laboratório único
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-05-02) Souza Netto, Milton Gomes de; Leão, Izan de Castro; Medeiros, José Renan de; http://lattes.cnpq.br/9151590034650501; http://lattes.cnpq.br/2153938352979031; http://lattes.cnpq.br/7482494508479885; Martins, Bruno Leonardo Canto; Pinto, Helio Jaques Rocha; Alcaniz, Jailson Souza de; Silva Júnior, Raimundo
Aglomerados estelares fornecem informações cruciais, desde sobre as origens estelares até sobre a estrutura da Via Láctea, ou mesmo para testes de física fundamental. Em particular, Messier 67 (M67) é um importante aglomerado aberto por ter metalicidade e idade semelhantes às do Sol. Apresentamos um estudo observacional dos fenômenos que podem afetar as medidas de velocidade radial (VR) de estrelas pertencentes a M67, assim resolvendo informações sobre a cinemática do aglomerado e realizando um teste único da Teoria da Relatividade Geral. Com base em técnica recente, a diferença entre duas medidas independentes de VR, espectroscópicas e astrométricas, de estrelas pertencentes a um dado aglomerado, permite detectar empiricamente, por exemplo, o movimento global do aglomerado e o desvio gravitacional para o vermelho previsto pela Relatividade Geral. As medidas espectroscópicas e astrométricas de VR foram obtidas dos arquivos públicos do espectrômetro HARPS e do satélite Gaia, respectivamente. Duas amostras iniciais, de 1278 e 144 estrelas, foram criteriosamente selecionadas, resultando em uma amostra final de 74 estrelas. Detectamos quantitativamente o desvio gravitacional para o vermelho (GR) em M67, dando um novo suporte `a Teoria da Relatividade Geral. Também detectamos pela primeira vez um movimento rotacional (ou de cisalhamento) aparente em M67, com gradiente de rotação de ∼ 66 m s−1 pc−1. Com estes resultados, um novo banco de dados com valores de VR representando medições livres de efeitos são fornecidos como subproduto desta tese. Finalmente, calculamos, a partir de novos dados, uma massa de virial de 1980 ± 100 M e um raio de maré de 14,2 ± 0,3 pc para M67, em acordo com a literatura. De modo geral, a determinação empírica da rotação do aglomerado é de grande utilidade para o estudo cinemático tanto do aglomerado em si, quanto de sua relação com a estrutura da Via Láctea. Além disso, o presente estudo contribui com o preenchimento de uma lacuna entre os testes da Teoria da Relatividade Geral, visto que a teoria foi pouco testada em ambientes estelares.
Efeitos da transferência radiativa em diferentes técnicas de rastreamento do campo magnético no meio interestelar
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-07-14) Santana, Josias Valentim; Leão, Izan de Castro; Medeiros, José Renan de; http://lattes.cnpq.br/9151590034650501; http://lattes.cnpq.br/2153938352979031; https://orcid.org/0000-0002-2880-9077; http://lattes.cnpq.br/2032268805847036; Martins, Bruno Leonardo Canto; Lopes, Carlos Eduardo Ferreira; Freitas, Daniel Brito de
Sondar campos magnéticos em nuvens moleculares é tipicamente difícil, mesmo com o uso de polarimetria. Novas técnicas vêm sendo desenvolvidas para se rastrear campos magnéticos em meios turbulentos usando-se mapas de canais de velocidade, os quais podem ser obtidos por espectrômetros comuns. Nesta tese, estudamos a turbulência magnetohidrodinâmica com base em simulações de cubos de dados tridimensionais de alta resolução que representam meios interestelares opticamente espessos, de modo a obter calibrações que permitam mapear o campo magnético de meios reais. Dez cubos de dados completos de alta-resolução, contendo mapas de posição-posição-velocidade (PPV) com resolução de 7923, foram produzidos com o código ZEUS-MP/3D. Os cubos simulam linhas de emissão dos isótopos 12CO, 13CO e C18O de nuvens moleculares sintéticas e incluem os processos de transferência radiativa. As condições para o meio são de simulações magnetohidrodinâmicas isotérmicas de fluido único com agitação forçada. Três técnicas que permitem rastrear a morfologia do campo magnético sem polarimetria foram testadas: a anisotropia da função de correlação (CFA), análise de componentes principais das anisotropias (PCAA) e técnica do gradiente de velocidade (VGT). Estudos anteriores testaram essas técnicas usando dados numéricos de baixa resolução, no caso de meios opticamente finos, e subblocos não periódicos de alta resolução no caso de meios opticamente espessos. Esta tese apresenta um novo estudo cujos parâmetros de escala aplicados nos cubos de dados completos de alta-resolução aprimoram a precisão na medição do campo magnético. Esta nova análise mostra que, na presença de absorção, as técnicas VGT e CFA podem rastrear com sucesso a orientação dos campos magnéticos médios e espessos, o que está de acordo com os resultados numéricos de baixa resolução obtidos para meios opticamente finos. A anisotropia dos vórtices de turbulência tende a variar tanto com a mudança do número de Mach alfvénico quanto com o canal de velocidade. Contudo, uma direção preferencial para a anisotropia se manifesta quando tratamos o mesmo canal de velocidade com módulo diferente de zero para 13CO e C18O, ao passo que quando a velocidade é próxima de zero em módulo, 12CO e C18O é que apresentam direção preferencial. Semelhante a simulações anteriores de meios opticamente finos, nossas análises mostram que a técnica PCCA também é pouco viável para o estudo de meios opticamente espessos. Podemos concluir que a técnica que melhor explica os diversos casos que analisamos é a VGT, na qual consegue explicar de forma melhor o campo magnético para as mais diversas características do meio. Contudo, todas as técnicas de rastreamento de campo magnético necessitam de ajustes.
Estudo espectroscópico e determinação de abundâncias químicas em estrelas eruptivas e não eruptivas do aglomerado aberto das Híades
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-01-09) Santos, Natália Pereira dos; Canto Martins, Bruno Leonardo; http://lattes.cnpq.br/2673267660389058; https://lattes.cnpq.br/8631451818624009; Medeiros, José Renan de; http://lattes.cnpq.br/9151590034650501; Leão, Izan de Castro; http://lattes.cnpq.br/2153938352979031
O estudo de estrelas em aglomerados abertos oferece a possibilidade de controlar rigorosamente as características estelares, já que cada aglomerado representa um conjunto homogêneo de estrelas, sendo os astros formados ao mesmo tempo e nas mesmas condições. Essas propriedades favorecem o estudo de exoplanetas, principalmente no que diz respeito à influência do ambiente estelar na formação planetária. É válido ressaltar que os campos magnéticos estelares podem originar eventos extremamente energéticos, denominados erupções estelares, os quais exercem influência no ambiente em torno da estrela e nas condições atmosféricas de planetas próximos à mesma. Neste trabalho, o objetivo principal consiste em determinar os parâmetros atmosféricos estelares, como temperatura efetiva, velocidade de microturbulência, gravidade superficial, metalicidade e as abundâncias químicas, em uma amostra de estrelas eruptivas e não eruptivas pertencentes ao aglomerado aberto das Híades por meio da síntese espectral. Com relação aos parâmetros atmosféricos obtidos, nossos resultados mostram uma determinação em excelente acordo com valores da literatura. No entanto, para a metalicidade das estrelas da nossa amostra, há uma certa discrepância com os valores da literatura, indicando que há necessidade de uma investigação mais aprofundada das causas dessa diferença. Já a análise das abundâncias químicas em função do número atômico não permitiu conclusões sólidas sobre a influência das erupções estelares devido à limitação na quantidade de estrelas da amostra. As perspectivas futuras incluem a ampliação da amostra de estrelas deste aglomerado, bem como de outros aglomerados abertos. Também planejamos determinar a velocidade rotacional e expandir a análise das linhas espectrais para o infravermelho, com a utilização de outros espectrógrafos de alta resolução como UVES, NIRPS e ESPRESSO. Pretendemos assim obter vínculos observacionais mais refinados e estatisticamente significativos, visando contribuir com estudos futuros de astrofísica estelar e exoplanetologia.
Excesso infravermelho e discos de detritos em estrelas do aglomerado M67
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-12-21) Brito, Francisco de Assis Chaves de; Medeiros, José Renan de; http://lattes.cnpq.br/9151590034650501; http://lattes.cnpq.br/4228673863599657; Pinto, Helio Jaques Rocha; Martins, Bruno Leonardo Canto; http://lattes.cnpq.br/2673267660389058; Boechat-Roberty, Heloisa Maria; Leão, Izan de Castro
A busca por material circunstelar, orbitando diferentes famílias de estrelas é hoje um dos tópicos mais estudados em Astronomia Estelar, sobretudo porque a presença desse material é um sólido indicativo da existência de exoplanetas. Além disso, suas propriedades físicas podem informar o quanto um sistema planetário pode se parecer com o Sistema Solar, indicando como este sistema pode evoluir. A literatura atual mostra a presença de material circunstelar com temperaturas próximas àquelas encontradas no cinturão de asteroides do Sistema Solar, porém com dimensões e composições bastante variadas. Enquanto a maioria dos estudos sobre poeira e discos circunstelares revela que tal material tende a desaparecer para idades estelares superiores a 300-400 milhões de anos, algumas pesquisas mostram que discos de detritos podem ser encontrados orbitando estrelas com idades da ordem da idade solar, ou seja, 4 a 5 bilhões de anos. O objetivo central desta Tese é a busca por discos de detritos orbitando estrelas do aglomerado estelar aberto M67, que tem idade próxima à idade do Sol. Nessa perspectiva, o aglomerado M67 pode conter estrelas em diferentes estágios evolutivos e oferecer condições únicas para a busca por discos de detritos. Frise-se que tal aspecto nos oferece condições para melhor entendermos como discos de detritos circunstelares evoluem com a idade. A estratégia do presente trabalho consistiu na busca de excesso no infravermelho em estrelas de M67, usando observações coletadas pela missão WISE, que oferece fluxos nos comprimentos de onda 3,4, 4,7, 12 e 22 µm. O diagnóstico para identificação do excesso consistiu na comparação entre distribuições espectrais de energia, construídas a partir de modelos teóricos, e fluxos observacionais obtidos em diferentes comprimentos de onda, estendendo-se de 0,5 a 22 µm, cobrindo observações feitas pela missão Gaia, projeto 2MASS e missão WISE. A partir de uma amostra inicial de 1520 estrelas, consideradas membros de M67, foram identificadas 1380 estrelas, apresentando-se observações nos comprimentos de onda WISE 3,4, 4,7, 12 e 22 µm, definidas como bandas W1, W2, W3 e W4, respectivamente. As referidas estrelas com medidas WISE também apresentaram observações nas bandas G, GRP e GBP do Gaia, bem como nas bandas J, H e K do 2MASS. Da amostra de 1380 estrelas, três objetos, quais sejam, J085103.24+114547.3, J085202.94+105932.7 e J085116.70+114529.6, mostram excessos com sentido físico (razão sinal-ruido > 3), ausência de contaminação por outras fontes ou artefatos e imagens circulares. Esses resultados apontam para uma fração de 0,2% de estrelas de M67 com excesso em 22 µm, um valor bem abaixo daquele citado na literatura para estrelas com idades da ordem ou superiores à idade solar, cerca de 4%. Considerando que tal excesso é associado à presença de material circunstelar, definido como disco de detritos, usamos modelos padrões para estimar os seguintes parâmetros físicos associados aos discos: fração de luminosidade, raio, massa e temperatura. Apesar das temperaturas do material, entre 225 e 300 K, serem da ordem das temperaturas conhecidas para a Nuvem Zodiacal solar, os valores obtidos para a fração de luminosidade e a massa, respectivamente, 104 e 105 vezes superiores aos valores da Nuvem Zodiacal, mostram que o material em torno das estrelas J085103.24+114547.3, J085202.94+105932 .7 e J085116.70+114529.6 é bem mais luminoso e denso do que aquilo esperado na idade de M67. Tal material observado deve também ser composto por poeira e detritos de segunda-geração, e não mais por material proveniente da fase de formação planetária. Esta característica incomum, ou seja material muito denso e luminoso, parece indicar a presença de um ou mais mecanismos de reabastecimento de material, nessas regiões, através de colisões violentas entre asteroides, planetesimais e planetas.
Excesso no infravermelho e a detecção de discos circunstelares em estrelas da pós-sequência principal
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-12-19) Lima Júnior, José Edvaldo de; Martins, Bruno Leonardo Canto; ; ; Leão, Izan de Castro; ; Medeiros, José Renan de; ; Almeida, Leonardo Andrade de; ; Silva Sobrinho, Rodrigo da;
Neste trabalho buscamos discos circunstelares em torno de estrelas da pós-sequência principal gigantes vermelhas e anãs brancas, através da análise do excesso de infravermelho (IR) a partir das distribuições espectrais de energia (SED), e da inspeção visual das imagens nas bandas fotométricas do satélite WISE. Nossa amostra das estrelas gigantes vermelhas é composta de 6676 estrelas do catálogo de Pinsonneault et al. (2018) e de 360 gigantes vermelhas de rotação rápida do catálogo de Ceillier et al. (2017). Para as gigantes vermelhas encontramos 5 estrelas possuindo excesso de infravermelho indicativo de disco circunstelar e estimamos os parâmetros dos discos como raio interno, temperatura e massa do disco. A amostra das estrelas anãs brancas foi retirada do catálogo de Gentile Fusillo et al. (2017), composta de 12.359 objetos. Dessas, 220 estrelas possuem fluxos do 2MASS (Cutri et al. 2003) nas bandas 1; 24, 1; 63 e 2:16 m (J, H e K, respectivamente) e do satélite WISE (Cutri 2013) nas bandas 3; 4, 4; 6, 12 e 22 m (W1, W2, W3 e W4, respectivamente). Apenas 41 dessas estrelas tiveram significância do excesso de infravermelho 3:0 conforme Ribas et al. (2012) e 31 objetos demonstraram excesso nas bandas W1 e W2 segundo suas SEDs. Estudamos para essas estrelas o comportamento do excesso infravermelho com relação a idade. Finalmente, 3 estrelas foram selecionadas com possível excesso a partir da inspeção visual nessas bandas. Para a amostra final de 3 anãs brancas, calculamos os parâmetros físicos do disco. Para esta amostra esses parâmetros se encontram no seguinte intervalo: temperatura (1:000 T 1800K ) , fração de luminosidade (1; 25 10 4 L I R / L 1; 08 10 3 ) , raio interno (0; 000694 Rd 0; 099733 UA) e massa (1; 81 10 11 Md 4; 84 10 7 M).
Excesso no infravermelho e discos de detritos em torno de estrelas subgigantes Kepler
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-12-20) Silva, Danielly Freire da; Medeiros, José Renan de; ; http://lattes.cnpq.br/9151590034650501; ; http://lattes.cnpq.br/0375272586762745; Martins, Bruno Leonardo Canto; ; http://lattes.cnpq.br/2673267660389058; Leão, Izan de Castro; ; http://lattes.cnpq.br/2153938352979031; Miranda, Antônio Carlos da Silva; ; http://lattes.cnpq.br/3236324734090101; Silva Sobrinho, Rodrigo da; ; http://lattes.cnpq.br/0919415641634115
Estudos sobre material circunstelar em diferentes fases da evolução tem conhecido um crescente desenvolvimento devido ao surgimento de missões espaciais fotométricas com alta resolução cobrindo um espectro maior de comprimentos de ondas no Infravermelho. Dentre essas missões, podem ser citadas Spitzer, Herschel e WISE, que apresentam um aspecto particular ao oferecerem observações em comprimentos de ondas compatíveis com as temperaturas do Cinturão de Asteroides e da Nuvem Zodiacal do Sistema Solar. Neste trabalho de Tese, é realizada uma busca por disco de detritos em torno de 34030 objetos, definidos na literatura como sendo da Sequência Principal, observados pela missão Kepler, com base em informações fotométricas da missão WISE. Primeiro foi feito um diagnóstico acerca da presença de excesso no Infravermelho dessas estrelas. Esta detecção está potencialmente associada à presença de material circunstelar. Em seguida, foi feito um estudo sobre o estágio evolutivo da amostra, inclusive sua localização no Diagrama HR. Essa análise foi feita com base em dados da missão GAIA e mostrou que apenas cerca de 16500 estrelas são efetivamente da Sequência Principal com cerca de 17000 estrelas apresentando características de Subgigantes ou sistemas binários segundo as suas localizações. Utilizando ferramentas de tratamentos de dados, incluindo o VOSA, este trabalho mostra a presença de discos de detritos em torno de 35 estrelas da Sequência Principal, 13 Subgigantes e uma estrela anômala, com localizações definidas no Diagrama HR, levantando questionamentos em relação às características físicas destes discos relacionadas à idade estelar. As estrelas da Sequência Principal possuem discos de detritos mais massivos e mais luminosos que o Cinturão de Asteroides e que a Nuvem Zodiacal do Sistema Solar, levantando a possibilidades que o disco foi reabastecido com material adicional produzido por eventos estocásticos violentos, incluindo a desintegração de corpos grandes como planetas ou asteroides de grandes massas. Nas estrelas Subgigantes, em média, as massas e luminosidades dos discos têm a mesma ordem de grandeza dos valores observados nas estrelas da Sequência Principal. Isso é incompatível com a perspectiva de que estes discos sejam remanescentes da primeira geração e tenham sobrevivido às primeiras fases da evolução. Sendo assim, tais resultados parecem apontar para a presença de processos físicos dinâmicos acontecendo no ambiente circunstelar durante a fase de Subgigantes, realimentando os discos com material produzido neste estágio da evolução estelar. Portanto, os discos em torno das Subgigantes encontrados neste trabalho não podem ser explicados unicamente por um contexto evolutivo ou sob a consideração de que foram preservados durante a passagem da Sequência Principal para a fase das Sugigantes e ao longo da evolução fora da Sequência Principal.
Excesso no infravermelho em estrelas análogas rotacionais do sol: à procura de exo-cinturões de asteroides
(2019-06-27) Silva Sobrinho, Rodrigo da; Medeiros, José Renan de; Martins, Bruno Leonardo Canto; ; ; ; Pacheco, Eduardo Janot; ; Leão, Izan de Castro; ; Chagas, Maria Liduina das;
Observa¸c˜oes de discos de mat´eria circunstelares fornecem uma poderosa ferramenta para nossa compreens˜ao da dinˆamica dos sistemas planet´arios. An´alogos aos cintur˜oes de asteroides do Sistema Solar, tais discos resultam, principalmente, da colis˜ao do material s´olido remanescente do processo de forma¸c˜ao planet´aria. Mesmo que a literatura atual descreva a presen¸ca de discos circunstelares em centenas de estrelas da Sequˆencia Principal, sua detec¸c˜ao em torno de estrelas semelhantes ao Sol ainda ´e bastante incomum. Nesse contexto, o presente estudo ´e centrado na busca por discos de detritos orbitando estrelas com parˆametros f´ısicos superficiais similares aos valores solares, incluindo, particularmente, o per´ıodo de rota¸c˜ao, a partir de observa¸c˜oes fotom´etricas no infravermelho, nas bandas 3,4, 4,6, 12 e 22 µm realizadas pela miss˜ao espacial Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). Como objeto central, foi definida uma amostra de 881 estrelas com temperatura efetiva, metalicidade, gravidade e per´ıodo de rota¸c˜ao similares aos valores solares. Essas estrelas, aqui definidas como an´alogas rotacionais do Sol, tˆem um per´ıodo de rota¸c˜ao bem determinado, calculado a partir da modula¸c˜ao fotom´etrica identificada em curvas de luz coletadas pela sonda espacial Kepler. Seis estrelas, KIC 1868785, KIC 7267949, KIC 7435796, KIC 10533222, KIC 11352643, e KIC 11666436, apresentam ind´ıcios claros de excesso infravermelho, um diagn´ostico revelador da presen¸ca de discos de mat´eria circumstelar orbitando as mesmas. Os discos de mat´eria detectados se mostram muito mais densos e brilhantes do que a poeira zodiacal do Sistema Solar, apontando para uma origem associada a eventos violentos recentes.
Morfologia em alta resolução espacial de estrelas de tipo Mira e R Corenae Borealis
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2009-08-08) Leão, Izan de Castro; Medeiros, José Renan de; ; http://lattes.cnpq.br/9151590034650501; ; http://lattes.cnpq.br/2153938352979031; Lépine, Jacques Raymond Daniel; ; http://lattes.cnpq.br/9833768521859653; Pacheco, Eduardo Janot; ; http://lattes.cnpq.br/0350534280247463; Nascimento Júnior, José Dias do; ; http://lattes.cnpq.br/5498036360601584; Martins, Bruno Leonardo Canto; ; http://lattes.cnpq.br/2673267660389058; Pires, Nilza; ; http://lattes.cnpq.br/2463198529477607
As variáveis de tipo Mira e R Coronae Borealis (R CrB) estão em estágios evolutivos muito avançados e acumularam em seus entornos uma espessa camada do material estelar. Apresentamos um estudo morfológico detalhado, em alta resolução espacial, sobre os ambientes em torno da estrela IRC+10216, a variável de tipo Mira rica em Carbono mais pr´oxima da Terra; o Ceti, o protótipo da classe Mira; e RY Sagitarii (RY Sgr), a variável de tipo R CrB mais brilhante do hemisfério sul. Imagens de IRC+10216, nas bandas J, H, K e L, comótica adaptativa e alto intervalo dinâmico, e imagens de alta profundidade no visível, com alta resolução angular, coletadas com os instrumentos VLT/NACO e VLT/FORS1, foram analisadas, assim como observações NACO de o Ceti nas bandas I e J. Observações de RY Sgr, com o interferômetro VLTI/MIDI, nos permitiram explorar as regiões mais internas em torno da estrela central. O entorno de IRC+10216 apresenta, no infravermelho próximo, concentrações de matéria (grumos), cujos movimentos relativos parecem mais complexos do que aqueles propostos em estudos anteriores. No visível, a maioria das conchas não-concêntricas, localizadas nas camadas mais externas do envoltório, parece ser composta de outras conchas menos espessas. Globalmente, a conexão morfológica das conchas e da bipolaridade da nebulosa das camadas mais externas, com os grumos das regiões mais internas é complexa e de difícil interpretação. No entorno de o Ceti, resultados preliminares estariam indicando a presença de possíveis grumos. Nas regiões mais internas de RY Sgr (.110 UA), duas nuvens de poeira foram detectadas em épocas diferentes, dentro de um envoltorio gaussiano variavel. Com base numa criteriosa verificação, a primeira estava a »100 R¤ (ou »30 UA) do centro, ao longo da direção leste-nordeste (modulo 180o) e a segunda tinha quase o dobro da distância e direção aproximadamente perpendicular. Este estudo introduz novos vínculos sobre a história da perda de massa das variáveis estudadas e sobre a morfologia de suas regiões mais internas
Overview of semi-sinusoidal stellar variability with the CoRoT satellite
(Astronomy & Astrophysics, 2013) Medeiros, José Renan de; Lopes, C. E. Ferreira; Leão, Izan de Castro; Martins, Bruno Leonardo Canto; Catelan, M.; Baglin, A.; Vieira, S.; Bravo, J. P.; Cortés, C.; Freitas, D. B. de; Janot-Pacheco, E.; Maciel, S. C.; Melo, C. H. F.; Osorio, Y.; Mello, G. F. Porto de; Valio, A.
Context. To date, the CoRoT space mission has produced more than 124 471 light curves. Classifying these curves in terms of unambiguous variability behavior is mandatory for obtaining an unbiased statistical view on their controlling root-causes. Aims. The present study provides an overview of semi-sinusoidal light curves observed by the CoRoT exo-field CCDs. Methods. We selected a sample of 4206 light curves presenting well-defined semi-sinusoidal signatures. The variability periods were computed based on Lomb-Scargle periodograms, harmonic fits, and visual inspection. Results. Color–period diagrams for the present sample show the trend of an increase of the variability periods as long as the stars evolve. This evolutionary behavior is also noticed when comparing the period distribution in the Galactic center and anti-center directions. These aspects indicate a compatibility with stellar rotation, although more information is needed to confirm their rootcauses. Considering this possibility, we identified a subset of three Sun-like candidates by their photometric period. Finally, the variability period versus color diagram behavior was found to be highly dependent on the reddening correction.
Radiação infravermelha e a detecção de discos circunstelares em torno de anãs brancas
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2018-06-26) Messias, Yuri da Silveira; Medeiros, José Renan de; José Edvaldo de Lima Júnior; Leão, Izan de Castro; Lima Júnior, José Edvaldo de
Este trabalho descreve o processo de detecção de discos de detritos em torno de anãs brancas (WDs), através dos excessos de radiação infravermelha encontrados nas distribuições espectrais de energia (SEDs) de tais estrelas. Partindo de uma amostra de 11.407 objetos do catálogo VST ATLAS white dwarf candidates cat. Fusillo et al. (2017), foram selecionadas 369 estrelas onde o tipo espectral já estava con rmado como "WD". Destas, 115 apresentaram fotometria em todas as bandas de comprimento de onda do WISE (3.4µm, 4.6µm, 12µm e 22µm) e 2MASS (1.24µm, 1.63µm e 2.16µm). Utilizando a ferramenta online VOSA, foi calculado o ajuste das SEDs através do modelo Kurucz. Finalmente, 4 estrelas foram selecionadas com possível excesso nas bandas W1 e W2, o que foi reforçado na inspeção visual das imagens WISE, que mostrou fontes pontuais. No cálculo da signi cância do excesso (χλ), consideramos como válidos os resultados que apresentassem χλ ≥ 3 em qualquer uma das bandas onde foi observado excesso. Notou-se um valor de χλ < 3 na estrela J003011.69-374048.4 na banda W2. Porém, todas as 4 estrelas apresentam χλ ≥ 3 na banda W1, o que as faz permanecer como resultados positivos. Finalmente, foram calculadas as temperaturas dos discos, que estão em um intervalo de 930 K a 1750K.
A rotação estelar revelada pela modulação fotométrica
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-12-16) Oliveira, Luciano Luiz Alencar de; Medeiros, José Renan de; ; ; Martins, Bruno Leonardo Canto; ; Leão, Izan de Castro; ; Almeida, Leonardo Andrade de; ; Chagas, Maria Liduina das;
A rotação estelar é um dos parâmetros mais importantes na astrofísica e seus efeitos são observados em todas as fases evolutivas das estrelas, a partir de sua formação. O presente trabalho traz uma análise da rotação estelar a com base em medidas de variações fotométricas, ao longo do diagrama Hertzsprung-Russell (diagrama HR), para estrelas em diferentes estágios evolutivos, tais como: sequência principal, subgigantes, gigantes, gigantes brilhantes e supergigantes Ib. Utilizamos os modelos de evolução estelar com rotação cujas metalicidades são de z = 0, 002 e z = 0, 014, apresentados respectivamente por Georgy et al. (2013b) e Ekström et al. (2012). Por intermédio das medidas de velocidade de rotação angular, Ω, presentes nos modelos, nós estimamos os períodos de rotação para cada traçado evolutivo (com massas que variam entre 0, 8M < M ≤ 20M ) e consequentemente determinamos as linhas de isoperíodos de rotação com uso da técnica de interpolação spline cúbica para a região de temperatura efetiva 3.500 < Tef ≤ 10.500 K e luminosidade −1, 0 < Log (L/L ) ≤ 5, 5. A técnica de interpolação foi aplicada aos valores médios de ±5% das medidas desejadas, as quais são 5, 15, 25, 50 e 100 dias. Combinando os isoperíodos à distribuição dos valores dos períodos de rotação de nossas amostras, nós observamos que há uma congruência significativa entre os dados teóricos e os dados observacionais, tanto para estrelas com períodos de rotação determinado via modulações fotométricas, quanto períodos estimados a partir do v sen i. Contudo, algumas estrelas podem apresentar um comportamento rotacional divergente dos isoperíodos de rotação. Além disso, nossos resultados demonstram que a descontinuidade no período de rotação ocorre de modo gradual e em todas as classes de luminosidade, tanto no sentido vertical (dependente da luminosidade e massa estelar), quanto horizontal (dependente da temperatura efetiva) ao longo do diagrama HR. A descontinuidade no período de rotação é mais evidente entre as estrelas cujos períodos foram estimados a partir da velocidade de rotação projetada. Tal efeito ocorre com mais nitidez entre os intervalos de massas 0, 8M < M ≤ 1, 35M , em torno de 5.500 K, para estrelas com [F e/H] = −1, 0 ± 0, 5 dex. Por outro lado, as estrelas com [F e/H] = 0, 0 ± 0, 5 dex que apresentam descontinuidade no período de rotação, têm massas entre 0, 9M < M ≤ 2M na região de Tef ≤ 6.200 K.
Rotation period distribution of CoRoT and Kepler Sun-like stars
(Astronomy & Astrophysics, 2015) Leão, Izan de Castro; Pasquini, L.; Lopes, C. E. Ferreira; Neves, V.; Valcarce, A. A. R.; Oliveira, L. L. A. de; Silva, D. Freire da; Freitas, D. B. de; Martins, Bruno Leonardo Canto; Janot-Pacheco, E.; Baglin, A.; Medeiros, José Renan de
Aims. We study the distribution of the photometric rotation period (Prot), which is a direct measurement of the surface rotation at active latitudes, for three subsamples of Sun-like stars: one from CoRoT data and two from Kepler data. For this purpose, we identify the main populations of these samples and interpret their main biases specifically for a comparison with the solar Prot. Methods. Prot and variability amplitude (A) measurements were obtained from public CoRoT and Kepler catalogs, which were combined with public data of physical parameters. Because these samples are subject to selection effects, we computed synthetic samples with simulated biases to compare with observations, particularly around the location of the Sun in the Hertzsprung-Russel (HR) diagram. Publicly available theoretical grids and empirical relations were used to combine physical parameters with Prot and A. Biases were simulated by performing cutoffs on the physical and rotational parameters in the same way as in each observed sample. A crucial cutoff is related with the detectability of the rotational modulation, which strongly depends on A. Results. The synthetic samples explain the observed Prot distributions of Sun-like stars as having two main populations: one of young objects (group I, with ages younger than ~1 Gyr) and another of main-sequence and evolved stars (group II, with ages older than ~1 Gyr). The proportions of groups I and II in relation to the total number of stars range within 64–84% and 16–36%, respectively. Hence, young objects abound in the distributions, producing the effect of observing a high number of short periods around the location of the Sun in the HR diagram. Differences in the Prot distributions between the CoRoT and Kepler Sun-like samples may be associated with different Galactic populations. Overall, the synthetic distribution around the solar period agrees with observations, which suggests that the solar rotation is normal with respect to Sun-like stars within the accuracy of current data.
SIMUTOOLS: uma ferramenta para simulação de espectros do NIRPS
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-04-07) Teixeira, Márcio Assunção; Martins, Bruno Leonardo Canto; Medeiros, José Renan de; ; http://lattes.cnpq.br/9151590034650501; ; http://lattes.cnpq.br/2673267660389058; ; http://lattes.cnpq.br/4286896466960028; Pacheco, Eduardo Janot; ; http://lattes.cnpq.br/0350534280247463; Boechat-Roberty, Heloisa Maria; ; http://lattes.cnpq.br/2517772822853681; Leão, Izan de Castro; ; http://lattes.cnpq.br/2153938352979031
Com a possibilidade da utilização da variação da velocidade radial para encontrar exoplanetas, iniciado com a descoberta do 51 Pegasi b, o cenário da exoplanetologia é alvo de grande interesse. Dessa descoberta pionera até os dias atuais, vários espectrômetros foram e têm sido construídos com o intuito específico de buscar por exoplanetas. Nesse contexto, insere-se o NIRPS (Near Infra-Red Planet Searcher), um espectrômetro que será montado juntamente ao HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher), no Chile, e irá operar na faixa do infravermelho próximo, com o intuito de buscar exoplanetas orbitando estrelas de baixa massa. Nesse trabalho, apresentamos um programa desenvolvido para o NIRPS, o SIMUTOOLS, que simula o espectro que chega no detector (H4RG). Essas simulações tem como objetivos: antecipar qualquer particularidade que possa haver no instrumento, ou no detector, de modo que possa ser corrigido de antemão, antes do funcionamento do NIRPS; como também no teste e calibração do programa de redução de dados (DRS). O programa foi bem sucedido nas simulações, mostrando as particularidades de cada tipo de observação, apresentando efeitos intrínsecos ao instrumento, a diferença no modo de observação de alta precisão e de alta eficiência, e, por último, a simulação de espectros de diferentes estrelas tipo M, onde podemos também observar como a absorção atmosférica influencia na observação.

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