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Centro de Astrofísica da Universidade do Porto
Bolsas de integração na investigação

Projecto 1
Supervisor: Carlos Martins (CAUP), Mário João Monteiro (FCUP & CAUP), João Fernandes (UC)
Título: 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 espaço global, e as constantes que medimos em 3 dimensões são apenas quantidades efectivas, sujeitas em princípio a variações espacio-temporais. A procura de indícios astrofísicos destas variações é uma forma extremamente eficiente de impor restrições a modelos de física fundamental. Recentemente a análise das 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 métodos astrofísicos alternativos de medição destas constantes, que permitam confirmar ou refutar esta evidência, é pois um assunto extremamente actual. Este projecto inclui um estudo preliminar da viabilidade de um desses possíveis 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 ferramentas computacionais para o cálculo 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 2011, e possivelmente no COSMO-11.

 
Projecto 2
Supervisor: Carlos Martins (CAUP)
Título: Testes astrofísicos da Física Fundamental
Resumo: O Universo primitivo é um laboratório com condições únicas para explorar a Física Fundamental. A comparação detalhada entre novos dados observacionais e modelos de cosmologia e física de partículas é uma área de investigação que terá grandes desenvolvimentos nos próximos anos, em grande parte devido ao aparecimento de uma nova geração de instrumentos e missões espaciais. Pretende-se que o bolseiro estude o impacto de dois destes instumentos (ESPRESSO e CODEX) na cosmologia, em particular na identificação de indícios de Física para além do modelo padrão, tais como variações das constantes fundamentais, violações das leis usuais de expansão do Universo, ou a presença de energia escura dinâmica. Uma descrição sucinta deste tópico está disponível em http://arxiv.org/abs/arXiv:1011.6591

 
Projecto 3
Supervisor: Margarida Cunha (CAUP)
Título: Caracterização de estrelas magnéticas
Resumo: As estrelas com campos magnéticos intensos são relativamente raras e servem de teste a diversas teorias no âmbito da Física Estelar. Algumas destas estrelas oscilam devido à propagação de ondas de som no seu interior. Estas ondas manifestam-se através de pequenos movimentos periódicos da superfície da estrela que podem também ser observados a partir das alterações periódicas do brilho da mesma. Na última década cerca de quatro dezenas de estrelas deste tipo foram observadas a partir da terra e / ou do espaço, usando os observatórios do ESO e satélites como o MOST (do Canadá) e o Kepler (da NASA).
Neste projecto o aluno começará por reunir toda a informação existente sobre estrelas magnéticas nas quais foram detectadas oscilações. Num segundo passo o aluno desenvolverá um pequeno código que lhe permita, partindo da informação retirada da literatura, impor limites ao campo magnético de cada estrela, assumindo diferentes topologias para o mesmo. O resultado dessa análise será depois utilizado na modelização de algumas destas estrelas. Na parte de modelização, particular atenção será dada a estrelas que foram recentemente observadas pelo satélite Kepler.

 
Projecto 4
Supervisor: Nanda Kumar (CAUP)
Título: Projectos em formação estelar, em enxames obscurecidos
Resumo: Projectos na área de formação estelar poderão ser desenvolvidos, onde o aluno vai trabalhar sobre dados observacionais no infravermelho e banda milimétrica, já obtidos a partir de telescópios da classe 4-8m e arrays no milimétrico. A essência dos projectos consiste em realizar a fotometria, espectroscopia e modelação da transferência radiativa de regiões de formação estelar e enxames obscurecidos pela poeira. Será possível ao(s) aluno(s) escolher(em) entre cinco conjuntos de dados e projectos específicos.

 
Projecto 5
Supervisor: Jorge Filipe Gameiro & Mário João P. F. G. Monteiro (FCUP & CAUP)
Título: A idade em estrelas jovens
Resumo: A identificação da idade das estrelas é um parâmetro fundamental no estabelecimento da física que determina a formação e evolução inicial das estrelas. Tal é difícil, mas necessário na localização temporal da fase de evolução em que se encontra uma estrela observada, de forma a poder reconstruir o percurso numa sequência temporal correcta. Para faze-lo, é necessário encontrar formas válidas de combinar as observações com os modelos, no sentido de estabelecer métodos objetivos na atribuição da idade a partir de modelos às estrelas observadas.
Neste projeto o bolseiro terá de combinar a análise de dados observacionais espectroscópicos com modelos de evolução estelar relativos à pré-sequência principal. Os espectros de alta resolução permitiráo, utilizando técnicas específicas, a determinação de parâmetros físicos da estrela. Esses parâmetros serão utilizados na identificação do modelo mais adequado à estrela em análise e posterior determinação da idade que lhe está associada. O objetivo final é a construção de uma sequência de estrelas observadas com diferentes idades para subsequente análise e interpretação.
Os resultados obtidos poderão ser objecto de uma publicação e/ou apresentação em conferência (nacional ou internacional), dependendo dos objetivos que venham a ser atingidos. Não é necessário nenhum requesito especial para a execução deste projecto, embora algum conhecimento de espectroscopia (utilização e análise de espectros), assim como os princípios que estão associados ao cálculo de modelos estelares possa ser uma mais valia.

 
Projecto 6
Supervisor: Catarina Lobo (FCUP & CAUP) & Sonia Antón (CICGE-FCUP/SIM-FCUL)
Título: Estudo sobre a relevência do buraco negro supermassivo central em galáxias sem bojo.
Resumo: O SDSS (Sloan Digital Sky Survey) proporciona uma amostra única de galáxias próximas cuja dimensão permite seleccionar e explorar propriedades destes objectos de modo estatisticamente significativo. Exemplos são a taxa de formação estelar, a frequência de AGNs (Active Galactic Nuclei) e impacto do feedback exercido pelo buraco negro supermassivo central na formação estelar da galáxia. Pretende-se que o aluno explore dados em diferentes comprimentos de onda já recuperados através do European Virtual Observatory (EURO-VO) para um conjunto de galáxias seleccionadas como sendo vermelhas e não possuindo um bojo relevante, para as quais foram obtidas as distribuições espectrais de energia, e caracterizada a actividade nuclear através de diagramas de diagnóstico.
O objectivo científico consiste em (i) compilar bibliografia recente sobre os possíveis métodos para estimar a massa do possível buraco negro supermassivo central (ii) aplicar os métodos passíveis de serem explorados com os dados existentes para a amostra em causa (iii) explorar correlações deste parâmetro com outras propriedades da galáxia hospedeira (tamanho do bojo, massa do halo, taxa de formação estelar, etc.).
Se possível, o mesmo trabalho será realizado para uma amostra paralela de galáxias vermelhas com bojo, de modo a possibilitar comparações.
Este projecto envolve a utilização de bases de dados e software disponibilizado pelo EURO-VO, pelo que é condição preferencial um bom domínio na utilização de computadores.
Os resultados obtidos serão apresentados pelo aluno no Encontro Nacional de Astronomia e Astrofísica de 2011.