Supervisor: João Lima
Título: Dados observacionais da sonda SoHO para a zona de aceleração do vento solar
Resumo: Partindo de dados observacionais da sonda SoHO obtidos por alguns dos seus instrumentos, este projecto tem como objectivo a obtenção de quantidades relativas ao vento solar (velocidade dos protões, densidades, temperaturas, etc) na zona de aceleração do vento rápido (até ~10 raios solares). Tais quantidades podem ser usadas para testar modelos MHD já desenvolvidos para o vento solar. Este projecto envolve a elaboração de códigos computacionais simples para a obtenção de tais quantidades, pelo que é condição preferencial um bom domínio na utlização de computadores.

 
Supervisor: Nuno Santos
Título: Determinação de parâmetros físicos em estrelas com planetas extra-solares
Resumo: Este projecto tem como objectivo dar ao estudante a possibilidade de aprender alguns métodos para derivar as propriedades físicas (temperatura, gravidade é superfície, e abundências químicas) de estrelas de tipo solar. Estes métodos serão depois aplicados para derivar abundências em estrelas que têm planetas em órbita. No desenrolar do projecto espera-se que o estudante possa aprender a usar sistemas operativos unix/linux, bem como a manipular uma série de programas e códigos específicos para a redução e análise de espectros de alta resolução.

 
Supervisor: Nuno Santos
Título: Derivação dos parâmetros de um planeta extra-solar a partir da curva de velocidades radiais e da medição de um trânsito
Resumo: Este projecto tem como objectivo fazer uma pequena aplicação para determinar os parâmetros de um planeta extra-solar a partir do ajuste das observações de velocidade radial e/ou da medição fotométrica de um trânsito planetário. No desenrolar do projecto espera-se que o estudante possa aprender a usar sistemas operativos unix/linux. Alguma experiência de programação básica é necessária para o bom desenrolar do projecto.

 
Supervisor: Jorge Melendez
Titulo: O período de rotação de estrelas iguais ao Sol
Resumo: O conhecimento do período de rotação de estrelas similares ao Sol é importante para compreender a evolução do Sol. Por exemplo, tal informação é crucial para compreender porque o Sol tem uma baixa abundência de Lítio. Pretende-se que o estudante analise séries temporais de diferentes zonas do espectro do Sol, para determinar qual é a melhor permite a detecção observacional de sinais de rotação em estrelas semelhantes ao Sol.

 
Supervisor: Jorge Melendez
Titulo: Base de dadosatómica para sóntese espectral no óptico e no infravermelho
Resumo: O objectivo deste projecto é inserir informação sobre riscasatómicas numa base de dados para a realização de sóntese espectral de estrelas de baixa massa no óptico e no infravermelho. Vários atlas de alta resolução estarão disponíveis para comparação, e em particular o Sol e a estrela Arcturus serão usadas para calibrar riscasatómicas. Este projecto pode ser realizado em grupo, ficando cada estudante responsável por uma região particular do espectro. Este projecto tem importantes aplicações, quer na astronomia estelar quer no estudo de populações estelares.

 
Supervisor: Jorge Melendez
Titulo: Composição química de estrelas anãs e gigantes
Resumo: Neste projecto pretende-se que o aluno ajude na análise, utlizando larguras equivalentes ou sóntese espectral, de algumas das estrelas presentes numa amostra com um grande número de estrelas anãs e gigantes observadas com elevada resolução e razão sinal-ruído por alguns dos maiores telescópios ópticos existentes.

 
Supervisor: Jorge Melendez
Titulo: Base de dados de parâmetros estelares
Resumo: Com este projecto pretende-se que o aluno actualize o catálogo Cayrel de Strobel, que contém informação sobre a abundência de ferro em estrelas, com dados publicados em 2007 e 2008. O estudante irá ainda determinar parâmetros estelares para aquelas estrelas para as quais não é conhecida a sua temperatura efectiva e/ou gravidade superficial. O catálogo resultante será muito ítil como referência para estudos da abundência química em estrelas.

 
Supervisor: Jorge Melendez
Titulo: Populações estelares na Galáxia
Resumo: As estrelas próximas fazem parte de três populações estelares distintas na Galáxia: o disco grosso; o disco fino; o halo. O objectivo do projecto é a classificação das estrelas no arquivo Elodie que também fazem parte do catálogo Hipparcos. Este catálogo providencia paralaxes trigonométricas, o que possibilita a determinação do estádio evolucionário das estrelas. O estudante irá também determinar parâmetros estelares para esta amostra através da utilização das cores disponiblizadas pelos catálogos Hipparcos e 2MASS. Eventualmente os mesmos dados poderão também ser utilizados para determinar a abundência de ferro e outros metais nessas estrelas. Este trabalho poderá levar à identificação dum número elevado de estrelas de metalicidade elevada, alvos preferenciais para as buscas de planetas extrasolares.

 
Supervisores: Carlos Martins (CAUP), João Fernandes (UC), Mário Monteiro (FCUP & CAUP)
Titulo: Usar as Estrelas como laboratórios de Física Fundamental
Resumo: Uma das consequências mais notáveis das teorias com mais do que 3 dimensões espaciais (como a teoria de cordas) é que as constantes fundamentais da natureza estão definidas no espaco global, e as constantes que medimos em 3 dimensões são apenas quantidades efectivas, sujeitas em princípio a variações espacio-temporais. A procura de indicios astrofísicos destas variações é uma forma extremamente eficiente de impor restrições a modelos de física fundamental. Recentemente a análise da riscas de absorção em espectros de quasares produziu alguma evidência, ainda controversa, para a variação cosmológica da constante de estrutura fina (uma medida da intensidade da força electromagnética) e do quociente das massas do electrão e do protão. A procura de metodos astrofísicos alternativos de medição destas constantes, que permitam confirmar ou refutar esta evidência, e pois um assunto extremamente actual. Este projecto inclui um estudo preliminar da viabilidade de um desses possiveis métodos alternativos. Pretende-se que o(a) aluno(a) desenvolva uma análise dos possíveis efeitos da variação destas constantes na evolução dos vários tipos de estrelas. Para além de adquirir alguma intuição física para o papel de cada uma destas constantes (e ainda da constante de Newton) no ciclo de vida das estrelas, a parte mais inovadora do projecto consiste num estudo numérico destes efeitos, através do uso de um código de evolução estelar já existente. Facilidade no uso de computadores e ferramentos computacionais para o calculo numérico de modelos é essencial no candidato que se proponha aceitar este desafio de usar as estrelas para testar a física fundamental. Os resultados obtidos serão apresentados pelo aluno no Encontro Nacional de Astronomia e Astrofísica de 2009.

 
Supervisor: Carlos Martins
Título: Evolução de cordas cósmicas e supercordas
Resumo: Defeitos topológicos (paredes, cordas, monopólos e texturas) formam-se necessariamente em transições de fase no universo primitivo. Enquanto as paredes e os monopólos têm, em geral, efeitos indesejaveis (que muito frequentemente levam à exclusão de quaisquer modelos que os produzam) as cordas cósmicas são muito mais interessantes, em particular por poderem ser manifestações à escala cosmológica dos objectos mais elementares da teoria de cordas. Por serem objectos não-lineares, o estudo da evolução das redes de cordas requer em geral simulações numéricas altamente complexas. No entanto, uma alternativa consiste numa descrição termodinâmica das redes, ou seja na descrição das propriedades mais importantes da rede através de um pequeno número de quantidades macroscópicas (como comprimentos de correlação ou velocidades médias), cuja evolução pode ser determinada através do estudo analático da microfísica em questão. Neste projecto pretende-se que o(a) aluno(a) desenvolva alguma intuição física para os vários mecanismos que afectam a evolução das redes de cordas cósmicas e supercordas, e seja capaz de estudar a evolução termodinâmica destas redes em alguns casos particulares (relativamente simples mas cosmologicamente relevantes). Alguma experiência na análise de equações diferenciais será ítil, embora não essencial. Uma introdução simples às propriedades destes objectos está disponível em http://www.damtp.cam.ac.uk/user/gr/public/cs_home.html

 
Supervisor: Pedro Viana
Título: Métodos estatísticos para estimação de parâmetros cosmológicos
Resumo: Um elevado número de parâmetros afecta a evolução do Universo e as estruturas em larga escala nele existentes. A estimação simultânea de tais parâmetros, utilizando para tal as observações disponíveis, requer um enorme esforço computacional. Tornou-se assim necessário desenvolver métodos estatísticos o mais eficientes possíveis do ponto de vista computacional, a maior parte deles baseados na utilização de cadeias de Markov geradas aleatoriamente. Pretende-se que o aluno teste os algoritmos de geração de cadeias de Markov, para efeito de estimação de parâmetros cosmológicos, que estão publicamente disponíveis, comparando a sua eficiência em diferentes situações. Eventualmente, se houver tempo, poderá ser tentada a introdução de pequenas modificações nesses algoritmos, que tenham sido recentemente propostas com vista a aumentar a sua eficiência.

 
Supervisor: António da Silva
Título: Determinação de parâmetros cosmológicos a partir de observações da radiação cósmica de fundo de microondas (CMB).
Resumo: O CMB é uma radiação fóssil residual de uma fase primitiva do Universo onde a matéria e a radiação se encontravam acopladas, em equilibrio térmico, num plasma ionizado a elevada temperatura. Os espectros de pontência angular de temperatura e polarização da radiação cósmica de fundo são particularmente sensíveis aos parâmetros cosmológicos e constituem por isso quantidades essenciais para testar diferentes modelos cosmológicos e teorias de formação de estrutura no Universo. Com este projecto pretende-se fazer uma introdução ao problema de limitar parâmetros cosmológicos a partir de medições dos espectros de pontência angular de temperatura e polarização existentes na literatura. O trabalho envolve a compilação de determinações recentes destas quantidades, e o desenvolver de códigos (em linguagem IDL, C ou Fortran) para efectuar o tratamento estatístico necessário à determinação de parâmetros cosmológicos e margens de erro associadas apartir dessas medições. O bolseiro terá ainda a oportunidade de tomar conhecimento e ganhar prática de utilização de códigos públicos de cálculo do espectro de potência angular (CMBfast) e de tratamento de imagens todo o céu do CMB (Healpix) e ainda aprender a caracterizar estatisticamente as flutuações (anisotropias) de temperatura do CMB observadas pelo satélite WMAP.

 
Supervisor: António da Silva
Título: Métodos de reconstrução de imagens a partir de observações interferométricas de enxames de galáxias: o algoritmo CLEAN
Resumo: A radiação cósmica de fundo de microondas (CMB) é uma radiação fóssil residual de uma fase primitiva do Universo que comporta em si informação de grande importência sobre a origem e evolução do Universo. Após um esforço inicial para medir as fluctuações (anisotropias) de temperatura e polarização do CMB sobre todo o céu com os satélites COBE, WMAP, e num futuro próximo com o satélite Europeu Planck Surveyor, surge agora uma nova geração de experiências dedicadas a observar o CMB sobre áreas menos extensas do céu, mas com resoluções angulares superiores às alcançadas nas observações sobre todo o céu. Este facto vai permitir estudar as flutações de temperatura geradas pela estrutura cósmica e em particular pelos enxames de galáxias (o efeito Sunyaev Zel'dovich), assim como estudar outros efeitos que geram anisotropias secundárias no CMB, e que comportam informação importante sobre o processo de formação de estrutura e parâmetros cosmológicos fundamentais. Na vanguarda desta nova geração de experiências de elevada resolução estão os interferómetros dedicados às observações CMB. Eles permitem efectuar medições directas no espaço de Fourier da potência da radiação cósmica de fundo num conjunto discreto de frequências espaciais, ie números de onda (synthesis imaging).
Este projecto tem como objectivo introduzir o bolseiro ao problema de reconstrução de imagens usando o algoritmo CLEAN e ao estudo dessas imagens com o objectivo de extrair informação cosmológica sobre observações simuladas de enxames de galáxias. Parte da tarefa consistem em escrever (em linguagem IDL) uma versão simplificada do algoritmo CLEAN e em seguida utilizar esse código para testar a qualidade de reconstrução, e efeitos sistemáticos introduzidos pela malha discreta de frequências espaciais da experiência. Dependendo do progresso, o bolseiro será levado a familiarizar-se com códigos públicos que incluem implementações sofisticadas do algoritmo CLEAN, como é o caso do software GUILDAS, para o processamento de simulações realistas de experiências dedicadas à observação de enxames de galáxias.

 
Supervisor: António da Silva
Título: Simulações Numéricas de N-corpos em Cosmologia: Formação e Evolução de Estrutura Cósmica
Resumo: As simulções numéricas de N-Corpos são uma poderosa ferramenta em Cosmologia para estudar o processo de formação e evolução da estrutura cósmica. Elas permitem fazer uma descrição detalhada, tridimensional, do processo de formação de estrutura a larga escala (LSS) desde uma fase inicial do Universo, onde as perturbações de densidade são ainda pequenas, até ao seu estado actual caracterizado por estruturas complexas como estrelas, galáxias, enxames de galáxias e estruturas filamentares. O objectivo deste projecto é introduzir o bolseiro ao problema de formação de estrutura no Universo, fazendo uso de simulações numéricas de N-corpos com hidrodinâmica. O projecto inclui como tarefa central a comparação de códigos públicos de simulações numéricas de LSS em termos de precisão de resultados, consumo de recursos de sistema e velocidade. Para alem da acquisição de experiência em preparar, correr e extrair informação cosmológica a partir das simulações a efectuar, é suposto que o bolseiro adquira conceitos fundamentais sobre formação de estrutura, simulações de hidrodinâmica, e experiência em correr códigos em plataformas GRID e de processamento paralelo.

 
Supervisor: Catarina Lobo
Título: Compilação e análise de dados multi-banda para uma amostra de galáxias do SDSS com o EURO-VO
Resumo: O SDSS (Sloan Digital Sky Survey) proporciona uma amostra única de galáxias próximas cuja dimensão permite explorar propriedades destes objectos de modo estatisticamente significativo. Exemplos são a taxa de formação estelar, a frequência de AGNs e impacto do feedback exercido pelo buraco negro supermassivo central na formação estelar da galáxia. Pretende-se que o aluno explore dados e software disponibilizados pelo European Virtual Observatory (EURO- VO) em diferentes comprimentos de onda. O objectivo científico consiste em realizar, para uma amostra de galáxias cuidadosamente seleccionada a partir do SDSS: (i) a reconstrucção da distribuição espectral de energia; (ii) concluir sobre a presença de um AGN; (iii) estimar a massa do buraco negro supermassivo central por diferentes métodos de modo a avaliar o efeito de feedback do AGN sobre a formação estelar da galáxia hospedeira; (iv) explorar correlações deste parâmetro com outras propriedades da galáxia hospedeira (tamanho do bojo, massa do halo, etc.). Este projecto envolve a utilização de bases de dados e software disponibilizado pelo EURO-VO, pelo que é condição preferencial um bom domínio na utlização de computadores.