Programa de Pós-Graduação em Física e Astronomia

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Determinação de metalicidade em núcleos de galáxias seyfert 2
(2018-03-15) Castro, Claudio de Sousa; Dors Junior, Oli Luiz; Krabbe, Angela Cristina; Fernandes, Francisco Carlos Rocha; Riffel, Rogemar André; Rodriguez Ardila, Alberto; Cardaci, Monica Viviana; São José dos Campos
Ao longo das últimas décadas o trabalho envolvendo os objetos conhecidos como Active Galactic Nuclei (AGNs) vem ganhando cada vez mais atenção de diversos autores, no sentido aprimorar os conhecidos já adquiridos, mas também aprimorar esse conhecimento. Esses conhecimentos permeiam desde o entendimento dos processos físicos que nestes ocorrem, bem como aumentar a contribuição para um melhor mapeamento do Universo. A proposta inicial do projeto da tese partiu do fato de se explorar os valores tanto de metalicidade ( Z ) quanto do parâmetro de ionização (U ) dos AGNs disponíveis na literatura por meio das intensidades dos valores de suas linhas de emissão na faixa do espectro do infravermelho, ótico e ultravioleta. Após a obtenção destes valores, compará-las com os valores preditas por uma grade de modelos de fotoionização, construídos com o código CLOUDY. Até o ínicio deste trabalho de tese haviam na literatura apenas três calibrações (teóricas) para os AGNs relacionando as intensidades das linhas de emissão e aqueles obtidos pelo código, uma na faixa do ultravioleta e duas na faixa do ótico. Dentre os tipos de AGNs classificados, foi escolhido para esta análise as chamadas galáxias Seyfert. No primeiro momento, o trabalho se deu na região do ótico e foi obtida uma calibração entre a metalicidade (Z ) e as intensidades das razões de linhas de emissão N2O2 = log([NII]l6584/[OII]l3727) para uma mostra de ? 60 objetos. Para essa região do espectro eletromagnético a calibração ( Z N2O2 ) para os núcleos das galáxias Seyfert selecionadas da amostra uma larga faixa de metalicidades (0, 30 ? Z/Z ? 2, 00), com um valor médio de < Z >? Z . Estes valores obtidos da calibração foram comparados com outros fatores físcos (exemplo, luminosidade) para verificar se havia ou não alguma correlação. Seguindo o mesmo procedimento, partiu-se para a análise da região do ultravioleta e a calibração obtida entre a metalicidade (Z ) e as intensidades das razões com as linhas de emissão C43 = log[(CIVl1549+ CIII]l1909)/HeIIl1640], para uma amostra de ? 10 objetos, obtendo a calibração Z C43. Dessa calibração foi obtida uma faixa mais estreita de metalicidades ( 1, 00 ? Z/Z ? 1, 75), com um valor médio de < Z >? 1, 4Z . Finalmente, buscou-se comparar estes valores de metalicidades obtidos da calibração com os valores da luminosidade destes. Vale lembrar que as calibrações foram obtidas da comparações dos valores das intensidades de linhas de emissão das galáxias Seyfert escolhidas das amostras com os valores das grades construídas pelo CLOUDY por meio de interpolação linear entre estes valores através dos chamados "diagramas de diagnóstico"e que desta mesma maneira pode-se obter também, os valores dos parâmetros de ionização.
N2, um indicador de metalicidade para AGN
(2020-10-15) Carvalho, Sarita Pereira de; Dors Junior, Oli Luiz; Oliveira Filho, Irapuan Rodrigues de; Bergmann, Thaisa Storchi; Riffel, Rogemar André; Krabbe, Ângela Cristina; São José dos Campos
Neste trabalho apresentamos uma calibração semi-empírica entre a metalicidade (Z) de Núcleos Ativos de Galáxias tipo Seyfert 2 e a razão de intensidade de linhas de emissão N2=log([N II] lambda6584/H alpha). Esta calibração foi derivada utilizando um diagrama [O III] lambda 5007/[O II] lambda3727 versus N2 contendo dados observacionais e resultados de modelos de fotoionização construídos com o código Cloudy. A amostra observacional consiste em 463 núcleos Seyfert 2 (redshift z ? 0.4) obtidos do banco de dados do Sloan Digital Sky Survey DR7. A relação obtida Z-N 2 é válida para o intervalo 0.3 ? (Z/Z?) ? 2.0 a qual corresponde -0.7 ? (N 2) ? 0.6. Os efeitos da variação do parâmetro de ionização (U), densidade eletrônica e a inclinação da distribuição espectral de energia nas estimativas de Z são da ordem da incerteza produzida pelo erro observacional de N2. Este resultado indica a grande confiabilidade de nossa calibração Z -N 2. Obtivemos uma relação entre U e a razão de linhas [O III]/[O II], quase independente de outro parâmetro nebular.
Estudo das Camadas Intermediárias descendentes na região equatorial e de baixa latitude brasileira
(2021-12-10) Silva, Ana Paula Monteiro da; Muella, Márcio Tadeu de Assis Honorato; Ojeda González, Arian; Nogueira, Paulo Alexandre Bronzato; Valentim, Ângela Machado dos Santos; Pillat, Valdir Gil; São José dos Campos
O presente trabalho tem como objetivo principal estudar o comportamento das camadas intermediárias descendentes (CIs) sobre a região equatorial e de baixa latitude brasileira de Palmas-TO (10,12º S; 48,21º O) e São José dos Campos-SP (23,07º S; 45,52º O) respectivamente, durante os períodos de baixa (2008/2009) e alta (2013/2014) atividade solar correspondente ao ciclo 24. Os resultados deste estudo indicam que as camadas intermediárias ocorrem predominantemente durante o dia e apresentam um comportamento típico de descida que pode atingir as alturas da camada E e se fundir com as camadas E-esporádicas em desenvolvimento. A probabilidade de ocorrência das camadas intermediárias no setor brasileiro é alta e parece ser independente da sazonalidade e da atividade solar. O comportamento sazonal médio de altura e frequência de topo da CI para o setor de baixa latitude apresenta um comportamento regular entre 09:00 UT (06:00 LT) e 21:00 UT (18:00 LT). Em Palmas, tal característica foi observada somente no solstício de inverno, já que nos demais períodos sazonais um padrão oscilatório foi observado nos valores médios de altura. Com relação a variação sazonal média com a hora local na ocorrência dos eventos de CI durante o mínimo solar, observou-se dois máximos em São José dos Campos para todos os períodos sazonais avaliados, sendo o primeiro no período da manhã (entre 10:00 UT (07:00 LT) e 12:00 UT (09:00LT)) e o segundo no período da tarde (entre 14:00 UT (11:00 LT) e 19:30 UT (16:30LT)). Em Palmas, comportamento similar foi observado mais claramente somente no solstício de inverno. Até o presente momento, nenhuma relação foi encontrada entre a variação da altura virtual da camada intermediária e a variação da altura virtual da base da camada F. Algumas peculiaridades também foram encontradas neste estudo, tais como: camadas intermediárias noturnas, camadas intermediárias simultâneas, ou seja, a ocorrência de mais de uma camada em um mesmo ionograma e camadas intermediárias formadas a partir do desprendimento da base da camada F. Além disso um estudo sobre a influência dos ventos na formação e dinâmica das CIs foi realizado e constatou-se que em setores de baixa latitude brasileira, a inclusão da maré semidiurna foi essencial para modular a descida das CIs para altitudes inferiores. Já para setores equatoriais foi necessário incluir uma correção no modelo de ventos (multiplicando-o por um fator de 1,5), para que resultados mais coerentes fossem encontrados. Mostrou-se que as ondas de gravidade podem ter um papel importante na formação/desenvolvimento da camada intermediária sobre a região de São José dos Campos. O impacto da tempestade magnética no comportamento das CIs também foi brevemente discutido neste trabalho, no entanto, acredita-se que estudos mais detalhados são necessários para que os efeitos dos distúrbios magnéticos sobre as CIs possam ser melhores compreendidos.
Análise de estruturas de galáxias espirais grand design via Séries e Transformadas de Fourier
(2023-02-28) Oliveira Filho, Irapuan Rodrigues de; Oliveira, Virgínia Klausner de; Hernandez-Jimenez, José Andrés; Puerari, Ivânio; Vera-Villamizar, Nelson; Costa, Stella Faria; Caritá, Lucas Antonio; São José dos Campos
Utilizando imagens do DESI Legacy Imaging Survey nas bandas g, r e z, foi realizada uma análise das estruturas espirais das galáxias IC 4566, NGC 768 e IC 1256. O objetivo deste trabalho é aplicar as Transformadas de Fourier unidimensional e bidimensional para análise das estruturas presentes em galáxias espirais grand design. Para isso, foram criados programas em P YTHON para implementação dos métodos, realizados testes com espirais teóricas e galáxias estudadas em outros trabalhos e assim, feita a aplicação nas três galáxias. Primeiramente, aplicamos a Série e a Transformada de Fourier bidimensional para determinação das componentes pmq dominantes em cada uma das estruturas espirais, além da medição do pitch angle a de cada modo. Em seguida, foi implementada a Transformada de Fourier unidimensional para determinação da ressonância de corrotação. Como resultado, IC 1256 apresentou como modo dominante m ? 3 e |a| « 21.8 , e as galáxias IC 4566 e NGC 768, m ? 2 com |a| « 16.9 e |a| « 18.9 , respectivamente. Com relação à ressonância de corrotação, para IC 4566 determinamos que o caráter do padrão espiral é trailing com raio de corrotação em 7.8 kpc e leading em 16 kpc; para NGC 768 o caráter do padrão é trailing e o raio de corrotação está em 15 kpc . Os métodos apresentam boa caracterização das estruturas espirais de galáxias grand design e os valores obtidos para o pitch angle aproximam-se de valores apresentados em outros estudos e técnicas.
Investigação observacional da candidata a variável cataclísmica polar CRTS J091936.6-055519
(2023-03-03) Palivanas, Natália; Oliveira, Alexandre Soares de; Jablonski, Francisco José; Oliveira Filho, Irapuan Rodrigues de; Palivanas, Natália; São José dos Campos
Este trabalho tem como objetivo principal o estudo da candidata a variável ca- taclísmica polar CRTS J091936.6-055519, selecionada a partir de estudos prévios exploratórios, com dados de múltiplas técnicas observacionais. Para isso, utilizamos dados de fotometria, espectroscopia e polarimetria obtidos nos observatórios OPD e SOAR, e do telescópio espacial TESS. Buscando por periodicidades nos dados de fotometria TESS, determinamos o período orbital, até então desconhecido, em P = 0, 078100 ± 0, 000002 d, abaixo do period gap das variáveis cataclísmicas. A curva de luz é modulada pelo período orbital, com morfologia compatível à de uma polar não eclipsante. Os espectros possuem um contínuo plano com linhas de emissão em comprimentos de onda típicos de polares, ressaltando-se a presença de H ß e He II 4686 Å intensas e com razão He II/H ß ? 0.75. A velocidade radial das linhas de emissão, ajustadas como uma componente e como a combinação de duas componentes, seguem a modulação orbital do período encontrado e com amplitudes de até 500 km/s. A curva de luz obtida como subproduto da polarimetria é dominada por flickering e, quando em fase, mostra uma modulação compatível com o período orbital. A busca de periodicidades nos dados de fotometria, polarização e velocidade radial recuperam o período orbital obtido com os dados TESS, contudo com menos precisão devido à menor cobertura e resolução temporal das observações. Os dados polarimétricos indicam a presença polarização linear e circular no filtro V, ainda que pouco intensas. A polarização circular varia entre ±8% de forma independente da modulação orbital. As características analisadas apontam para o caso de uma polar com baixa polarização, porém dados adicionais podem auxiliar na confirmação da classificação. De todo modo, descobertas como a CRTS J091936.6-055519 certamente contribuem para aprimorar o debate e entendimento acerca das variáveis cataclísmicas.
Caracterização e Modelagem das Camadas E-Esporádicas (Es) em Estações de Baixa-Latitude no Setor Brasileiro
(2023-06-02) Fontes Neto, Pedro Alves; Muella, Marcio Tadeu de Assis Honorato; Ojeda González, Arian; Pillat, Valdir Gil; Lima, Lourivaldo Mota; Moro, Juliano; Chagas, Láysa Cristina Araujo Resende; São José dos Campos
As camadas E-esporádicas (Es) são finas e densas camadas com alta ionização observadas entre cerca de 100 e 140 km de altitude na região E. A formação das camadas Es em baixas latitudes estão associadas, principalmente, ao fenômeno de cisalhamento dos ventos neutros. Com esse mecanismo, os íons moleculares e metálicos são impulsionados a convergirem para um ponto onde as velocidades das componentes dos ventos são nulas. As componentes diurna, semidiurna e terdiurna das marés atmosféricas são forçantes importantes para potencializar o mecanismo de cisalhamento de vento nas regiões de baixa latitudes. Além disso, as perturbações nas ondas planetárias (PWs) causadas por eventos de aquecimento súbito da estratosfera (SSW) podem provocar interação não linear entre as marés e essas PWs, alterando a dinâmica da mesosfera e termosfera inferior (MLT), causando modificações nas camadas Es. Neste trabalho de pesquisa foram realizados três estudos. O primeiro estudo analisou a relação entre a ocorrência das camadas Es com o ciclo de atividade solar. Para isso, empregou-se dados das ionossondas de Palmas (PAL, 10,17° S; 48,33° W; dip lat. -7,31?) e São José dos Campos (SJC, 23,18º S; 45,89º W; dip lat. -19,35º). No segundo estudo, investigou-se o efeito da maré terdiurna na ocorrência/formação das camadas Es observadas sobre PAL. Nestes dois primeiros estudos foram empregados dados coletados entre dezembro/2008 e novembro/2009, e entre dezembro/2013 e novembro/2014. Além disso, dados de radar meteórico e simulações obtidas do Modelo Ionosférico da Região E (MIRE) foram utilizados para se investigar o efeito da maré terdiurna sobre o perfil de densidade eletrônica da camada Es. Finalmente, em um terceiro estudo, pesquisou-se o efeito de três eventos de SSW ocorridos no hemisfério Norte sobre a influência na dinâmica das camadas Es no hemisfério Sul, especificamente nas latitudes de Araguatins (ARA, 5,65º S; 48,12º W; dip lat. -5,44º) e SJC. Foram analisados os eventos de SSW ocorridos no hemisfério Norte durante o inverno de 2018, de 2018/2019 e de 2020/2021. Os resultados dos estudos mostraram, primeiramente, uma anticorrelação entre a ocorrência das camadas Es com a atividade solar sobre PAL e SJC. Porém, a anticorrelação não foi evidente no período noturno do inverno em ambas as localidades. Os demais períodos sazonais apresentaram uma anticorrelação tanto no período diurno quanto noturno, mais expressivamente em SJC que em PAL. Os resultados mostraram também que a modulação em amplitude da maré terdiurna estão presentes nas taxas de ocorrência das camadas Es durante todos os períodos sazonais. Além disso, os resultados de simulações da densidade eletrônica das camadas Es concordaram melhor com as medidas quando a componente da maré terdiurna foi inserida no modelo. Por fim, foi observado que ocorreu um aumento expressivo das frequências de topo (ftEs) e das densidades das camadas Es durante os eventos de SSW analisados, com resultados mais significativos para a estação de ARA que está mais próxima do equador, do que para a estação de baixa latitude de SJC.
Identification of ocean-atmosphere and solar parameters in araucaria angustifolia growth ring chronologies : a comparison between cities in southern Brazil
(2023-08-23) Muraja, Daniela Oliveira Silva; Oliveira, Virgínia Klausner de; Oliveira Filho, Irapuan Rodrigues de; Ojeda González, Arian; Oliveira, Luiz Eduardo de; Fernandes, Francisco Carlos Rocha; Echer, Mariza Pereira de Souza; Prestes, Alan; Aakala, Tuomas; São José dos Campos,
Compreender o clima regional do sul do Brasil é de grande importância devido à alta variabilidade climática na região, que afeta o crescimento das árvores. A Dendrocronologia, que examina os anéis de crescimento das árvores, é uma ferramenta valiosa para estudar parâmetros climáticos e geofísicos que influenciam uma região. Isso permite o desenvolvimento de modelos matemáticos potenciais para reconstruir climas passados e até mesmo identificar ciclos solares antigos. Para este estudo, a espécie Araucaria angustifolia foi utilizada devido às suas características morfológicas e anatômicas, anéis de crescimento visíveis, longevidade e adequação para pesquisas dendrocronológicas e dendroclimáticas (sensibilidade climática). As amostras usadas neste estudo fazem parte de um banco de dados do Laboratório de Registros Naturais, onde algumas das quais foram previamente estudadas por outros pesquisadores. Além disso, uma nova série de amostras para a cidade de Canela (29 ° 19’ S lat and 50° 48’ lon) é introduzida e analisada nesta tese. Todas as séries passaram pelo mesmo método de remoção de tendências e correção da variância da cronologia média, e dados estatísticos expressando a qualidade das séries foram obtidos. A região de interesse para este estudo é o sul do Brasil, caracterizada por estações do ano bem definidas e influenciada pelos Oceanos Atlântico e Pacífico, que impactam o clima e os fenômenos atmosféricos na área. O principal objetivo é identificar a influência de parâmetros oceânicos-atmosféricos no crescimento das árvores, como o Índice de Oscilação Sul (IOS) e o NIÑO 3.4 (temperatura da superfície do mar no Oceano Pacífico), ligados à Oscilação Sul El Niño (ENSO). Esses parâmetros têm efeitos diretos nos níveis de precipitação, levando a condições anormalmente úmidas ou secas e impactos consequentes na agricultura, no meio ambiente e na economia. Além disso, outros parâmetros climáticos, como níveis de precipitação e temperaturas máximas, médias e mínimas para cada região, bem como a temperatura da superfície do mar do Oceano Atlântico (ATLSW), são avaliados. Além disso, o número de manchas solares (SUNSPOT) é considerado devido à influência da radiação solar na variação do clima da Terra. A identificação dos parâmetros nas cronologias regionais foi inicialmente realizada usando a correlação de Pearson, mas resultados insuficientes foram obtidos. Para superar essa limitação, utilizou-se a análise de coerência cruzada de ondeletas (WTC), que forneceu periodicidades relacionadas aos parâmetros analisados. Os resultados foram primeiramente descritos por cidade para identificar todos os parâmetros que influenciam o crescimento das árvores em cada localização. Em seguida, utilizando a potência média normalizada das ondeletas, comparou-se as respostas das cidades a cada parâmetro. Os resultados mostraram uma influência significativa de parâmetros relacionados ao ENSO, bem como a influência solar nos sinais das cronologias médias de todas as cidades. Surpreendentemente, a precipitação e a temperatura não foram os principais fatores limitantes para as árvores estudadas, possivelmente devido à existência de outros fatores externos que influenciam o crescimento das árvores, e a atividades humanas (desmatamento, poluição, etc). Considerando o impacto humano no meio ambiente, mudanças nas características florestais e microclima podem ter um efeito profundo na sobrevivência das árvores, inclusive na Araucaria angustifolia, que já está em risco de extinção devido à atividades intensivas de exploração madeireira nas últimas décadas. Este estudo aprimora nossa compreensão dos parâmetros climáticos, oceânicos- atmosféricos e solares que influenciam o desenvolvimento dessa espécie na região sul do Brasil. Esta tese foi trabalhada com um intuito de gerar um manual com códigos em linguagem R para facilitar a acessibilidade de pesquisadores na área, em especial alunos iniciantes do Laboratório de Registros Naturais (LRN - UNIVAP).
Study of SERS-Active substrates for low-concentration detection
(2023-08-31) Raniero, Leandro José; Dors Junior, Oli Luiz; Oliveira Filho, Irapuan Rodrigues de; Herreño Fierro, Cesar Aurelio; Espírito Santo, Ana Maria do; Murcia Correa, Luz Stefany; São José dos Campos
Surface-enhanced Raman scattering (SERS) is a highly efficient technique due to its ability to detect several analytes at low concentrations, such as proteins, pesticides, heavy metals, environmental monitoring, food safety, biochemical sensing, and others. One of the most critical applications of SERS detection is herbicides. Glyphosate (GLP) is the herbicide with the highest global commercialization, and historical use (NOVOTNY, 2022; MARTINS-GOMES et al., 2022). Even though numerous studies have found the substance harmless, current research demonstrates that GLP might affect human health (RIVAS-GARCIA et al., 2022). For this reason, researchers are concentrating on alterna- tives for analytical quantification, such as SERS. In this work, DVD-R@AgNPs and PSi@AgNPs SERS-actives substrates were produced by the Cathodic Cage Plasma Deposition (CCPD) technique, which allowed a thin film layer deposition of silver nanoparticles (AgNPs) on the polycarbonate (PC) grating structure from Digital Video/Versatile Disc Recordable (DVD-R) and on the porous silicon (PSi) structure. Scanning Electron Microscopy with energy-dispersive X-ray spectroscopy was used to characterize the substrates and chemical changes on the surfaces after AgNPs de- position. DVD-R@AgNPs and PSi@AgNPs substrates were used to detect standard crystal violet (CV), standard GLP, and RoundupTM GLP (GLP-RU) using Raman Spectroscopy measurements. The CV was used as a control dye molecule to calculate the enhance- ment factors, which value was in the order of ~105 for both substrates. To evaluate the efficiency of the SERS substrates, the analytes limit of detection was calculated. For DVD-R@AgNPs, the lowest concentration detected was ~10-10 M for CV, 10-7 and 10-8 M for GLP and 10-6 M for GLP-RU. While for PSi@AgNPs, ~10-12 M for CV and 10-2 M for GLP-RU were the lowest concentrations obtained. Despite this value, PSi@AgNPs is a good SERS platform for AgNPs deposition, via CCPD, and it needs to enhance the sensitivity for herbicide traces detection as GLP-RU. Accordingly, the DVD-R@AgNPs SERS sensor is a low-cost and promising substrate that analyzes traces of commercial GLP, demonstrating high SERS sensitivities.
Abundâncias químicas em galáxias Liner
(2023-09-28) Oliveira Junior, Celso Benedito de; Krabbe, Ângela Cristina; Dors Junior, Oli Luiz; Oliveira Filho, Irapuan Rodrigues; Riffel, Rogemar André; Gonçalves, Denise Rocha; São José dos Campos
Determinações de abundâncias químicas em galáxias são essenciais para o estudo da evo- lução química destes objetos, e, consequentemente, do próprio Universo. O método ampla- mente aceito para tal estudo é o chamado método-T𝑒, ou método direto. Tal método utiliza os valores de temperatura eletrônica do gás, obtido por meio das linhas aurorais, para de- rivar a metalicidade do objeto. Ocorre que as linhas aurorais são de difícil medição, uma vez que podem ser até 100 vezes menos intensas do que linhas H𝛽, por exemplo, o que dificulta ou até mesmo impossibilita o uso deste método. Quando não é possível a aplica- ção do método direto, pode-se empregar o chamado método indireto (ou calibrações) para estimar a metalicidade de determinado objeto. Existem na literatura inúmeros calibradores para regiões de formação estelar e alguns poucos destinados aos núcleos Seyfert 2. Por ou- tro lado, nenhum calibrador de metalicidade é encontrado para núcleos de baixa ionização: os chamados LINERs (Low Ionization Nuclear Emission Regions). Isso pode ser em decor- rência da incerteza quanto a fonte ionizante destes objetos. Apesar de comuns no Universo próximo, ocorrendo em cerca de 1/3 das galáxias de baixo redshift, as LINERs ainda são alvo de intenso debate quanto sua fonte ionizante. Neste trabalho, empregamos dados do survey MaNGA (Mapping Nearby Galaxies At Apache Observatory), compreendendo es- pectroscopia de campo integral no espectro ótico. Através dos dados observacionais de 43 LINERs e de modelos de fotoionização construídos utilizando o código CLOUDY, deriva- mos duas calibrações para determinação de metalicidade em núcleos LINER, empregando os índices 𝑁2 e 𝑂3𝑁2. Nossos resultados mostram que a abundância das LINERs anali- sadas variam entre 8.48 ≤ 12 + log(O/H) ≤ 8.84. Adicionalmente, estimamos a metali- cidade destes núcleos LINERs através do método de extrapolação do gradiente radial de metalicidade, obtendo boa concordância entre os valores obtidos por este método e pelas calibrações propostas. Ainda, por meio dos modelos construídos foi possível derivar uma calibração para determinação do parâmetro de ionização e a razão de linha [O III]/[O II]. Também por meio de modelos de fotoionização detalhados pode-se derivar a abundância de nitrogênio destes núcleos variando entre 7.6 ≤ 12 + log(N/H) ≤ 8.5 e, ainda, derivou-se uma calibração relacionando a abundância de oxigênio e a abundância de nitrogênio em núcleos LINERs.
Atualização e modernização do circuito de síntese de frequência do BDA (Brazilian Decimetric Array)
(2023-10-04) Machado, Telmo Claudinei; Oliveira Filho, Irapuan Rodrigues de; Oliveira, Alexandre Soares de; Fagundes, Paulo Roberto; Fernandes, Francisco Carlos Rocha; Souza, Carlos Alexandre Wuensche de; São José dos Campos
A maioria dos eventos solares energéticos, como explosões solares (flares) e eje-ções de massa coronal (CMEs), têm origem na energia magnética acumulada na atmosfera solar, especialmente em regiões ativas. Porém, ainda é necessário estu-dar melhor os mecanismos de acumulação, liberação e transporte, que pode ser feito por diversos instrumentos, em solo ou no espaço. Investigar o Sol em faixas espectrais não ópticas ou de rádio requer a colocação de instrumentos em órbita para evitar o bloqueio atmosférico terrestre nessas bandas, gerando custos subs-tanciais. Assim, uma alternativa menos onerosa foi sugerida: criação, instalação, supervisão e operação de instrumentos em terra, principalmente nas faixas óptica e de rádio. O interferômetro rádio, chamado de Brazilian Decimetric Array (BDA), foi proposto para realizar investigações de fenômenos solares (como flares e CMEs, auxiliando em suas previsões) assim como investigações galácticas e extragalácti-cas. Além da redução de custos, essa alternativa permite monitoramento da evolu-ção das emissões em rádio desde a liberação. Por exemplo, em observações de CME com coronógrafos (como LASCO), a localização, do ponto de target não pode ser obtida. Outras observações são complementares e importantes, como as inter-ferométricas em rádio. Um interferômetro rádio é um instrumento que combina si-nais de dois ou mais elementos, compostos de antenas, e os respectivos recepto-res, para criar uma imagem em rádio mais detalhada do objeto observado. Consi-derando que um radiotelescópio sozinho não gera imagens, dois (ou mais) podem gerar imagens, com melhor ou pior resolução, dependendo das linhas de base e cobertura do plano UV. Para frequências relativamente altas (f > 1 GHz), são em-pregados receptores super-heteródinos, projetados para converter sinais das fre-quências altas para as mais baixas, a fim de permitir o transporte do sinal pelos cabos e componentes do receptor com baixa perda e mantendo coerência de fase, o que permite a detecção, armazenamento e processamento do sinal. O interferô-metro rádio é composto por vários radiotelescópios, sendo um instrumento comple-xo, podendo envolver mais etapas de conversão de frequência ao longo das eta-pas para estabilidade do sinal, principalmente em fase. Em um interferômetro, o ajuste de frequência de cada receptor consome muito tempo. Para agilizar, minimi-zar perdas e maximizar a estabilidade do sinal, foi concebida a automatização da síntese de frequência dos receptores do BDA. Este desenvolvimento pioneiro em-prega microcontrolador de baixo custo junto com circuitos convencionais. É uma tecnologia desenvolvida na própria instituição, a partir de competência existente, implicando significativa redução de custos. Neste trabalho, são apresentados o no-vo circuito da síntese de frequências, as características do hardware e do software, assim como parâmetros de ajuste e controle, resultados de testes de bancada e de validação operacional.
Produção e caracterização de revestimentos de carbono amorfo hidrogenado em cordas metálicas para violão visando proteção contra corrosão em meio de suor sintético
(2023-10-06) Andrade, Camilo Andres Velasquez; Vieira, Lúcia; Oliveira, Virgínia Klausner de; Oliveira Filho, Irapuan Rodrigues de; Machado, João Paulo Barros; Alves Junior, Clodomiro; São José dos Campos,
As cordas de guitarra tendem a se corroer devido à exposição à umidade atmosférica e ao contato com elementos como o suor das mãos. Além disso, a presença de níquel nas cordas de metal pode causar alergias em pessoas sensíveis. Este estudo propõe a aplicação de um revestimento de carbono tipo diamante (DLC) em cordas metálicas de violão usando o método de deposição de vapor químico assistido por plasma. O objetivo foi investigar se esse revestimento poderia melhorar a durabilidade e a antialérgica das cordas de violão sem comprometer a qualidade do som. Para isso, foram utilizadas cordas de violão SG String (Extra Light - Nickel Wound - definidas pelo fabricante como: cordas cilíndricas de aço/estanho com núcleo hexagonal. Enrolamento com revestimento de aço/níquel - NPS.) com variações de espessura e formato. As cordas "E", "B" e "G" tinham um formato cilíndrico uniforme, enquanto as cordas "D", "A" e "E" tinham um núcleo de enrolamento hexagonal. As cordas revestidas e não revestidas foram submetidas a testes de exposição ao suor sintético e, posteriormente, analisadas por microscopia eletrônica de varredura com espectrometria de energia dispersiva (SEM/EDX), espectrometria de fluorescência de raios X (XRF) e espectrometria de emissão óptica com plasma induzido por acoplamento (ICP-OES). O revestimento de DLC foi aplicado a segmentos de cordas para análise posterior, bem como a cordas completas, com testes de som realizados em um violão eletroacústico Tagima walnut- two folk series. Fragmentos e conjuntos completos de cordas, com e sem revestimento, foram submetidos à análise de espectroscopia Raman após a aplicação do DLC, confirmando a presença do revestimento de carbono amorfo hidrogenado. Após a imersão em suor sintético por 240 horas, observou-se que as variações de massa entre as cordas revestidas e não revestidas não foram significativas, sugerindo que as cordas revestidas têm durabilidade de corrosão semelhante às cordas não revestidas. Os testes de som revelaram que, em termos de timbre, as cordas revestidas se comportaram de forma semelhante às cordas não revestidas, com uma leve diferença de timbre devido ao aumento de uma oitava nas frequências das cordas revestidas, o que, no entanto, não afetou significativamente a qualidade final do som percebida pelos músicos, pois o som resultante é uma combinação das frequências naturais e secundárias das cordas.
Estudo termodinâmico da formação de moléculas em ambientes astroquímicos
(2024-03-08) Oliveira, Sergio Pilling Guapyassu de; Ojeda González, Arian; Oliveira, Alexandre Soares de; Neto, Orlando Roberto; Pontes, Marcelo André Petry; Mateus, Marcelo Silva; São José dos Campos
Neste trabalho realizamos uma investigação teórica/computacional sobre a formação de moléculas em ambientes espaciais. O trabalho foi dividido em duas partes sendo a primeira com o foco na termoquímica da formação de algumas moléculas selecionadas (ex., CO3, C4O, C3O2, C5O, entre outras) e, a segunda, com o foco no estudo de reações químicas relacionados a formação de fosfina (PH3) a partir de compostos iônicos e sua implicação em astroquímica. As moléculas selecionadas para o cálculo das entalpias de formação são espécies previstas de existirem em gelos astrofísicos quando são expostos a presença de radiação ionizante. Esses cálculos são utilizados, por exemplo, para um eventual ordenamento nos coeficientes de taxa calculados com o programa PROCODA, que mapeia a evolução química de gelos astrofísicos irradiados em laboratório, desenvolvido pelo Dr. Sergio Pilling. Em relação ao PH3, cabe salientar que, a química do fósforo é essencial à vida na Terra e sua detecção em ambientes astrofísicos, como a alta atmosfera do planeta Vênus, impulsionou investigações nos campos da astroquímica e astrobiologia com a finalidade de entender e propor mecanismos reativos fotoquímicos, geoquímicos ou biológicos que expliquem seu equilíbrio nestes ambientes. Os cálculos teóricos foram realizados utilizando o programa de química quântica ORCA Quantum Chemistry. Para a obtenção das entalpias de formação das moléculas selecionadas foram utilizados o método b3lyp e base def2-tzvp. Os cálculos das entalpias de reação para a formação de PH3 foram realizadas em três reações: i) PH+ + H2  PH3+; ii) PH + H2+  PH3+; e iii) PH3+ + e-  PH3. Nessa etapa, o procedimento seguiu para etapas de otimização de geometria e cálculos de energia eletrônica e energia do ponto zero nos métodos MP2, M06-2X, ꞷB97X e ꞷB97X -D3 e verificados com o cálculo de coupled cluster (CC). Os valores das entalpias da reação i) revelaram que as reações são energeticamente favoráveis (ΔH < 0) em ambientes astrofísicos e ii) que a reação PH+ + H2  PH3+ possui dois estados de transição bem definidos. Os valores obtidos nesse estudo auxiliam no entendimento da formação e presença de moléculas em ambientes espaciais e ajudam a contribuir com a melhor compreensão da área de astroquímica e astrobiologia tanto na fase gasosa quanto na fase sólida.
Desenvolvimento e caracterização de nanocelulose para aplicações em filtros de ar visando aplicações aeroespaciais
(2024-03-08) Vieira, Lúcia; Oliveira, Virgínia Klausner de; Pillat, Valdir Gil; Contini, Rita de Cássia Mendonça Sales; Sousa, Letícia Pereira dos Santos Ferreira Barbosa de; São José dos Campos
Este estudo contém a descrição do desenvolvimento e da caracterização de filtros de ar eletrofiados, utilizando uma combinação de álcool polivinílico (PVA) e nanocelulose, com ênfase em sua aplicação em ambientes aeroespaciais. A combinação do PVA com a nanocelulose eletrofiados promete materiais com propriedades aprimoradas, aproveitando as características únicas da nanocelulose e a versatilidade do PVA. A nanocelulose foi obtida a partir do subproduto do processo de fermentação da bebida kombucha, oferecendo uma fonte de material de baixo custo. Para garantir a pureza do material, foram implementados métodos de esterilização eficazes e ambientalmente amigáveis, como o uso de plasma não- térmico e ultrassom de alta potência. O estudo investigou a influência de técnicas inovadoras de purificação, incluindo o plasma gliding arc e técnica consolidada como o ultrassom de alta potência, na remoção de bactérias e resíduos fermentativos. Os resultados indicaram que o ultrassom foi a técnica mais eficaz, sendo selecionado para experimentos futuros, já o plasma propiciou a formação de um subproduto. As nanofibras tratadas com ultrassom foram então adicionadas à solução de PVA e Ácido Cítrico (AC) para eletrofiação de não tecidos e caracterizadas via microscopia eletrônica de varredura para verificar a morfologia. O tratamento por ultrassom provou ser superior, eliminando efetivamente as bactérias enquanto preserva a estrutura das fibras de celulose, deixando apenas as fibras de celulose visíveis. Os espectros de ressonância magnética nuclear (RMN) dos núcleos de 13C revelaram uma nova banda ativa atribuída ao tratamento com plasma, sugerindo a presença de um novo radical identificado como C2H2-Y, potencialmente originário de compostos de nitrogênio ou oxigênio no ambiente de plasma atmosférico. A Microscopia Confocal de Fluorescência e a Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) confirmaram a erradicação eficaz das bactérias com ambos os métodos.
Análise de componentes principais aplicada à dendrocronologia
Silva, Daniela Oliveira da; Klausner, Virginia; Prestes, Alan; Macedo, Humberto Gimenes

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