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- DissertaçãoAnálise do campo elétrico atmosférico durante tempo bom e distúrbios geofísicosAnaya, José Carlos Tacza (2015-01-19)
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In this dissertation, we present the capability of a new network of sensors to monitor the atmospheric electric field at various locations in South America. The main goal is to obtain the characteristic Universal Time daily curve of the atmospheric electric field in fair-weather. That curve is known as the Carnegie curve, which is related to the currents flowing in the Global Atmospheric Electric Circuit. This has been accomplished using monthly, seasonal and annual averages. After obtaining our standard curve of variation of the electric field in fair-weather, the deviations related to phenomena such as solar flares, solar protons events, geomagnetic storms, total solar eclipse and seismic activity are analyzed and commented. - DissertaçãoContribuição ao estudo de distúrbios ionosféricos utilizando a técnica de VLFCruz, Edith Liliana Macotela (2015-03-09)
Engenharia
The Earth-Low ionosphere system behaves as a waveguide for the propagation of radio waves of very low frequency (VLF). If in this system the electrical conductivity of its boundaries is perturbed, the propagation of the VLF waves will also be perturbed. There is a diversity of transient physical phenomena that are able to alter significantly the electrical conductivity of the lower ionosphere. The disturbance in this region is able to produce phase and amplitude variations with respect to a quiescent level of these waves. The aim of the present work is to study the response of the lower ionosphere to phenomena originated in the Earth, our solar system or even much farther away. For this purpose, VLF data obtained by SAVNET (South American VLF Network) during the solar cycle 24 was used. It was found that the correction by both the length of the path illuminated by the flare and the reference height coefficient allows normalizing the effect of ionospheric disturbances observed in the VLF phase signals that propagated along trajectories with a north-south or west-east direction, separately. The lower limit of detection for disturbances caused by the X-ray radiation excess is 1.8×10−9 Jm-2 and 2.6×10−7 Jm-2 for the nighttime and daytime lower ionosphere, respectively. Changes in the periodicities of the VLF signal, in the infrasonic band, were observed between 6 and 14 days prior to the seismic events, of magnitude 7, occurred in Haiti in 2010 and in Peru in 2011. Increases in the periodicities of the order of few minutes were observed when the shadow of the total solar eclipse of 2010 was moving on the Earth. Due to the solar eclipse the ionospheric reference height increased in ~3 km and the electron density decreased in 60 % of its quiescent level. Finally, it was found that the effective recombination coefficient, for 80 km height, was 1.1×10−5 cm-3s-1 during the time of the eclipse, which is an intermediate value between the diurnal and nocturnal conditions. - DissertaçãoEstudo em múltiplas frequências da baixa atmosfera solar durante explosõesHuaman, Denis Pavel Cabezas (2015-03-26)
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O trabalho tem como objetivo estudar as perturbações da baixa atmosfera solar produzidas pelas explosões solares, usando observações em Hα, 30 THz (10 μm), UV/EUV, raios X e uma ampla faixa de emissões em ondas de rádio (microondas, milimétrica, submilimétrica); com o propósito de determinar a natureza dos processos físicos envolvidos. Este conjunto de dados multiespectrais nos permitiu (i) analisar os diferentes aspectos das explosões tanto na fase impulsiva como gradual, (ii) determinar a origem da emissão em rádio durante a fase gradual, e consequentemente (iii) entender melhor os mecanismos de aceleração das partículas. Os dados em Hα e 30 THz foram fornecidos pelo sistema de aquisição de dados com alta resolução temporal, instalado nos observatórios OSM1 e CASLEO2, adicionalmente dados do telescópio HASTA (H-Alpha Solar Telescope for Argentina) instalado no observatório OAFA3. Enquanto as observações em rádio, os dados foram do rádio polarímetro POEMAS (POlarization Emission of Millimeter Activity at the Sun) nas frequências de 45 e 90 GHz, do telescópio SST (Sub-millimeter Solar Telescope) nas frequências 212 e 405 GHz, ambos instalados no CASLEO. Dados na faixa de microondas (0,2-15 GHz) obtidos pela rede RSTN (Radio Solar Telescope Network). Além disso, foram considerados observações do Sol obtidas pelos satélites RHESSI (Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager), Fermi e GOES (Geostationary Operational Environmental Satellite) para raios X, e dos instrumentos AIA (Atmospheric Imaging Assembly), HMI (Helioseismic and Magnetic Imager), a bordo do satélite SDO (Solar Dynamics Observatory), respectivamente. - DissertaçãoAtividade solar em comprimentos de onda mm e sub-mm e sua associação com uma ejeção de massa coronalRamírez, Ray Fernando Hidalgo (2015-06-17)
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Solar flares radio emissions provide detailed information on the energy release, particle acceleration, heating processes and plasma conditions at the sites where the radiation is generated. This study focuses in radio emission from millimeter, sub-millimeter and another complementary wavelengths obtained by recent observations that might improve the understanding of processes from the low chromosphere to the corona. Here we study a GOES class X1.7 flare on January 27, 2012 detected by the Solar Sub-millimeter Telescope (SST) at 212 and 405 GHz, and by the solar radio polarimeters (POEMAS) at 45 and 90 GHz. LASCO C2 coronagraph observed a coronal mass ejection (CME) with possible physical connection with phenomena observed at radio-frequencies, including changes in polarization degree (45 and 90 GHz) and enhancements of scintillation index (212 and 405 GHz). The complementary radio observations were obtained by the Radio Solar Telescopes Network (RSTN) at the single frequencies 0.2, 0.4, 0.6, 1.4, 2.7, 4.9, 8.8 and 15.4 GHz and at the 25 - 180 MHz band, and by the Green Bank Solar Radio Burst Spectrometer (GBSRBS) at the 100 - 300 MHz and 300 - 1200 MHz bands. The solar flare exhibits a complex time structure at microwaves consisting of three major enhancements. Type III-like metric and decametric bursts were accompanied by small polarized burst at 45 and 90 GHz with polarization degrees of 0.09 and 0.12, suggesting changes in the magnetic field strength the order of 700 and 2000 G, respectively. SST detected one impulsive burst and significant 10% enhancements of scintillation index intermittently throughout the event. The CME launch time inferred by back extrapolation of the LASCO coronagraph observations to the solar limb coincides approximately in time to the changes in polarization degree, suggesting that CME might be a result of a magnetic transient causing an instability generating the subsequent impulsive structures. - DissertaçãoO estudo das explosões solares simpatéticas e sua observação em frequências SUB-THzEscate, Maria Victoria Gutierrez (2015-06-18)
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Explosões solares simpatéticas são eventos que ocorrem quase simultaneamente, em regiões ativas distintas. Este trabalho apresenta o estudo de duas explosões solares que ocorreram no dia 8 de março de 2011, nas regiões ativas NOAA 11163 (N17W91) e 11165 (S20W91), entendidas como um evento simpatético característico. A maior explosão ocorreu na região sul, precedida por uma explosão menor na região norte, 5 minutos antes. Ambas detecções foram observadas em raios-X duros pelo satélite RHESSI. A primeira explosão também foi detectada pelo SST na RA do hemisfério norte. Imagens do SDO/AIA em EUV de alta cadência exibem um flash rápido e distinto, coincidente com a detecção do SST. As observações mostram que existem conexões magnéticas em grande escala entre as duas regiões ativas. Isso nos permitiu estudar três possíveis agentes de ativação entre as duas regiões ativas, sendo investigados, então, os seguinte mecanismos de ativação: (i) ondas hidrodinâmicas, ao longo da grande estrutura magnética coronal; (ii) ondas de choque do tipo Moreton, e, (iii) eco de plasma. - DissertaçãoRotação da estrela Kepler-63 a partir de trânsitos planetáriosNetto, Dirceu Yuri Simplicio (2015-06-25)
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O perfil de rotação de uma estrela pode se estimado caso esta possua um planeta em órbita que a eclipse periodicamente. Durante um destes trânsitos, o planeta pode ocultar uma mancha na fotosfera da estrela, causando pequenas variações na curva de luz da mesma. Realizando o monitoramento das posições destas manchas em trânsitos posteriores, é possível estimar o período de rotação de uma estrela. Atualmente são confirmados um total de mais de 1900 planetas, onde um pouco mais de 1200 planetas eclipsam a sua estrela hospedeira. Algumas estrelas com planetas detectadas pelos satélites CoRoT e Kepler já foram analisadas por este método e seus perfis de rotação determinados. Kepler- 63 é uma estrela, do tipo solar, muito jovem. Possui um planeta que apresenta órbita polar, transitando a estrela em várias latitudes. Os resultados mostram que Kepler-63apresentarotaçãodiferencialde 0, 133 (rd/d) e um valor de rotação diferencial relativa de 11,4%. O monitoramento das manchas indica também que a estrela provavelmente possui um ciclo de atividade, com alta concentração de manchas no polo. - DissertaçãoObservatório Solar Mackenzie: descrição, procedimentos observacionais e resultadosKudaka, Amauri Shossei (2015-08-20)
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Observações solares em infravermelho e H-α, em alta cadência, são importantes ferramentas para o estudo de regiões ativas durante eventos solares explosivos. A obtenção e a análise destes dados observacionais, associados com informações em outras faixas do espectro, podem auxiliar no estudo dos mecanismos de emissão durante explosões solares. Recentemente foi instalado na Universidade Presbiteriana Mackenzie, São Paulo, o Observatório Solar Mackenzie, com o objetivo de fornecer oportunidades de pesquisa na área de Física Solar. Ensaios experimentais realizados no Observatório deverão proporcionar avanços na instrumentação, montagem e procedimentos a serem implementados e operados em colaboração com outros observatórios, para observações solares a partir do solo e do espaço. Neste trabalho, a estrutura física do Observatório Solar Mackenzie é descrita em detalhes. Procedimentos de operação dos instrumentos e de aquisição de dados são propostos, bem como a sistematização das observações simultâneas em infravermelho e H-α. Apesar do pouco tempo de operação, registros de vários eventos solares já foram obtidos. - DissertaçãoUtilização da medida de intermitência local (LIM) para caracterizar o comportamento estocástico das explosões solares observadas em frequências submilimétricasGuimarães Junior, Odilon Moura (2015-12-10)
Engenharia
Este trabalho tem o propósito de estudar características aparentemente estocásticas das explosões solares, a partir de dados observacionais na faixa dos comprimentos de ondas submilimétricos procurando identificar a forma como elas evoluem. Aplicaremos para esse estudo a transformação wavelet como ferramenta matemática. Os coeficientes wavelet são elevados ao quadrado e normalizados para obter índices específicos denominados de Medida de Intermitência Local (LIM = Local Intermittence Measure). Estes geram gráficos em um plano com eixos temporal e escalar, onde podemos identificar episódios durante uma explosão que definitivamente representem comportamentos intermitentes permitindo visualizar ao longo do desenvolvimento da explosão os mecanismos de evolução das explosões solares: seja a partir de pequenas estruturas que aumentando em número e dimensões terminam formando uma grande região explosiva, seguindo um modelo do tipo Avalanche ; ou no caminho inverso, onde uma única explosão segue se fragmentando em regiões cada vez menores seguindo a tendência de um modelo do tipo Cascata . Em ambos os casos procuraremos notar se a evolução das explosões segue comportamentos determinísticos ao invés de simplesmente aleatórios. - DissertaçãoAnálise de explosões solares em 45 e 90 GHz observadas por POEMAS com medidas de polarizaçãoSilva, Douglas Félix da (2016-01-28)
Engenharia
A explosão solar é caracterizada por uma súbita liberação de energia, de origem magnética, a qual acelera as partículas produzindo emissão em todo o espectro eletromagnético e promovendo o aquecimento do plasma. Acredita-se que uma fração destas partículas não térmicas aceleradas são injetadas em campos magnéticos bipolares. A emissão de radiação proveniente dos eventos na faixa rádio é devida à aceleração das partículas energéticas associada ao movimento em espiral que fazem em torno dos arcos magnéticos. Medidas de temperatura de brilho circularmente polarizada à direita e à esquerda em três explosões solares nas frequências de 45 e 90 GHz apresentaram graus de polarização circular que alcançaram de 5 a 40 % e opostos em 45 e 90 GHz, sempre sendo invertidos para os eventos estudados. Uma interpretação desses resultados pode estar associada com a assimetria de intensidade do campo nos pés do arco magnético. O objetivo do trabalho é estudar a configuração do campo magnético e a distribuição de energia das partículas aceleradas em explosões solares na faixa rádio. Para o estudo das explosões, utilizamos as observações do sistema de telescópios POEMAS (POlarização da Emissão Milimétrica da Atividade Solar), que monitora o Sol em 45 e 90 GHz com medidas de polarização. As observações em rádio foram complementadas em micro-ondas, utilizando os dados da Rede de Radio Telescópios Solares (RSTN), de 1 a 15 GHz, e em altas frequências (212 e 405 GHz) pelo Telescópio Solar Submilimetrico (SST). Na faixa de raio X foram utilizados dados dos telescópios FERMI e RHESSI; enquanto do Solar Dynamics Observatory (SDO) foram obtidas imagens em 171 Å e magnetogramas das região ativas. Para estudar a interação entre as partículas e campo magnético foi aplicado o modelo desenvolvido por Simões (2009). Foram realizadas simulações numéricas que produziram fontes em 45 e 90 GHz num arco magnético em três dimensões, cujas fontes apresentaram máximos de intensidade em polaridades opostas de um arco dipolar. As simulações também reproduziram qualitativamente o grau de polarização observado em cada um dos eventos e também o espectro rádio. Assim, por meio da simulação, obtivemos as possíveis localizações das fontes em 45 e 90 GHz com intensidades predominantes em polaridades opostas e grau de polarização invertido. - DissertaçãoModulação de raios cósmicos em diferentes escalas temporais e sua variação com eventos transientes solaresTueros-cuadros, Edith (2016-02-02)
Engenharia
Os raios cósmicos são fortemente influenciados pelos fenômenos solares, geomagnéticos e atmosféricos. O detector CARPET, concebido para a observação dos raios cósmicos com energias na faixa compreendida entre 105 e 1012 eV, é uma ferramenta importante para o estudo desses fenômenos. As condições da nossa atmosfera são também afetadas pelas variações no fluxo de raios cósmicos que chegam a Terra, portanto sua caracterização é importante para se definir as condições físicas e químicas da mesma. Para caracterizar as variações do fluxo de raios cósmicos a partir de observações no solo é necessário a eliminação prévia da influência dos efeitos da pressão e temperatura atmosférica na superfície, para tal foram utilizados dados meteorológicos obtidos no CASLEO. Para a eliminação do efeito da temperatura ao longo de toda atmosfera foram utilizados o método integral e o método de temperatura ponderada pela massa que utilizam perfis verticais de temperatura. Os dois métodos foram testados para o ano de 2009 com os dados do canal TEL do CARPET previamente corrigidos pela pressão, sendo que o método de temperatura ponderada pela massa apresentou uma resposta melhor ao se comparar os dados corrigidos com os dados observados com monitores de nêutrons. A análise de todos os dados do fluxo raios cósmicos do canal TEL do CARPET (1/04/2006 a 30/06/2014) corrigidos pelo método integral, mostra a anti-correlação com o número de manchas solares, e uma variação sazonal pronunciada após 2008. Foram detectados dois decréscimos Forbush (FD) produzidos por CMEs geo-efetivos. O início de ambos FD coincidiu com o instante do choque interplanetário, que antecedeu tempestades geomagnéticas intensas. Com estes resultados reforçamos que o CARPET é uma ferramenta importante para estudo das modulações de raios cósmicos de longo e curto prazo porque apresenta uma resposta semelhante com os experimentos que fazem observações em outras faixas de energia. - DissertaçãoRadiação síncrotron coerente em aceleradores de laboratório e sua aplicação na interpretação do duplo espectro em explosões solaresCruz, Wellington Luiz da (2016-02-20)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Recent observations of solar flares at high-frequencies have provided evidence of a new spectral component with fluxes increasing with frequency in the sub-THz to THz range. This new component occurs simultaneously but is separated from the well-known microwave spectral component that maximizes at frequencies of a few to tens of GHz. The aim of this work is to study in detail a mechanism recently suggested to describe the double spectrum observed in solar flares based on the physical process known as microbunching instability, which occurs with high-energy electron beams in laboratory accelerators. Such a process is responsible for the production of synchrotron radiation with a double spectrum similar to that observed in solar flares, showing a broadband coherent synchrotron radiation component (CSR) and a distinct incoherent synchrotron radiation component (ISR) with maximum at higher frequencies. - DissertaçãoContribuição de pósitrons e elétrons secundários para o espectro em rádio de explosões solaresSerra, Jordi Tuneu (2017-01-27)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Observações recentes de explosões solares em altas frequências de rádio e no infravermelho médio têm fornecido evidências de uma nova componente espectral com fluxos crescentes com a frequência na faixa de sub-𝑇𝐻𝑧 a 𝑇𝐻𝑧. Essa nova componente ocorre simultaneamente mas é separada da bem conhecida componente espectral em micro-ondas que exibe fluxos com máximo em frequências da ordem de dezenas de 𝐺𝐻𝑧, resultando em uma estrutura de duplo-espectro. Vários mecanismos baseados em diferentes processos de emissão têm sido propostos para interpretar a nova componente espectral 𝑇𝐻𝑧 mas sua origem continua ainda desconhecida. O objetivo deste trabalho é estudar os mecanismos de produção de elétrons e pósitrons secundários em processos nucleares de alta energia (∼ 𝐺𝑒𝑉 ) que ocorrem em explosões solares e sua possível contribuição para a componente espectral 𝑇𝐻𝑧 por meio da emissão de radiação girossincrotrônica/sincrotrônica. Também discutimos a possível contribuição de elétrons secundários de baixa energia (∼ 0.1 − 10 𝑀𝑒𝑉 ) para o espectro em micro-ondas de eventos intensos. Utilizando o pacote FLUKA, um simulador Monte Carlo para cálculos do transporte e das interações de partículas na matéria, obtemos as distribuições de energia de elétrons e pósitrons secundários gerados por colisões entre prótons ou partículas-𝛼 acelerados e núcleos da atmosfera solar ambiente. Consideramos um modelo simples para a atmosfera solar ambiente e feixes de prótons ou partículas-𝛼 acelerados com distribuição de energia do tipo lei de potência e diferentes distribuições angulares. O espectro de emissão de radiação girosincrotrônica/sincrotrônica é obtido somando-se as contribuições para a densidade de fluxo total devidas a elétrons e pósitrons secundários, calculadas utilizando-se um código baseado no algoritmo de Ramaty a partir das respectivas distribuições de energia obtidas com o FLUKA. - DissertaçãoContribuição de pósitrons e elétrons secundários para o espectro em rádio de explosões solaresSerra, Jordi Tuneu (2017-01-27)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Recent observations of solar flares at high-frequencies in radio and in the medium infrared have provided evidence of a new spectral component with fluxes increasing with frequency in the sub-𝑇𝐻𝑧 to 𝑇𝐻𝑧 range. This new component occurs simultaneously but is separated from the well-known microwave spectral component that has a maximum at frequencies of order of tens of 𝐺𝐻𝑧, resulting in a doublespectrum structure. Several mechanisms based on different emission processes have been proposed to interpret the new 𝑇𝐻𝑧 spectral component but its origin still remains unknown. The aim of this work is to study the mechanisms of production of secondary electrons and positrons in high-energy nuclear processes (∼ 𝐺𝑒𝑉 ) which occur in solar flares and its possible contribution to the 𝑇𝐻𝑧 spectral component via the emission of gyrosynchrotron/synchrotron radiation. We also discuss the possible contribution of low-energy secondary electrons (∼ 0.1 − 10 𝑀𝑒𝑉 ) to the microwave spectrum of intense events. Using the package FLUKA, a Monte Carlo simulator for calculations of particle transport and interactions in matter, we obtain the energy distributions for secondary electrons and positrons generated by collisions between accelerated protons or 𝛼-particles and nuclei from the ambient solar atmosphere. We consider a simple model for the ambient solar atmosphere and beams of accelerated protons or 𝛼-particles with power-law energy distribution and different angular distributions. The emission spectrum of gyrosynchrotron/synchrotron radiation is obtained by summing the contributions to the total flux density from the secondary electrons and positrons, calculated using a code based on Ramaty’s algorithm from the respective distributions of energy obtained with FLUKA. - DissertaçãoIdentificação de ciclos magnéticos em estrelas do tipo solar observadas pelo satélite KeplerEstrela, Raissa de Lourdes Freitas (2017-02-06)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
O campo magnético desempenha um papel crucial nos mecanismos internos da estrela, assim como também nas interações com o seu meio. O estudo das manchas estelares nos dá informações sobre o campo magnético da estrela, e caracteriza o seu ciclo de atividade. Além disso, a análise de estrelas do tipo solar é muito importante para se entender a origem do campo magnético solar. O objetivo deste trabalho é caracterizar o campo magnético dessas estrelas. Inicialmente, nós estudamos duas estrelas do tipo solar: Kepler-17 e Kepler-63. Dois métodos foram usados para estimar o período da atividade magnética. O primeiro deles caracteriza as manchas (raio e intensidade) ao ajustar pequenas variações nas curvas de luz da estrela causadas pela ocultação de uma mancha durante um trânsito planetário. Com este método obtemos o número de manchas presentes na superfície da estrela e o déficit do fluxo da estrela devido a presença das manchas durante o trânsito. O segundo método nos dá uma estimativa da atividade magnética a partir da análise dos excessos nos resíduos das curvas de trânsito. Este excesso é obtido ao subtrair um modelo sem manchas da curva de luz observada, e em seguida integrando todos os resíduos durante o trânsito. A presença de uma periodicidade de longa duração é obtida ao se aplicar o periodograma Lomb Scargle nas séries temporais. Com o primeiro método, nós obtivemos Pciclo = 1,12 0,16 ano (Kepler-17) e Pciclo = 1,27 0,16 ano (Kepler-63), enquanto que com o segundo os valores são de 1,35 0,27 ano e 1,27 0,12 ano, respectivamente. Os resultados de ambos os métodos estão em acordo e confirmam a eficácia dos mesmos. Por ser mais eficiente, aplicamos o segundo método para mais 4 estrelas observadas pelo Kepler e estimamos períodos de ciclos de curta duração. Os períodos obtidos são consistentes com os períodos de curta duração encontrados na literatura para outras estrelas análogas ao Sol. - DissertaçãoCaracterização do comportamento da ionosfera durante eventos " magnetic crochets"Almeida, Alexandre Rodel de (2017-02-15)
Faculdade de Computação e Informática (FCI)
No presente trabalho é apresentado um estudo estatístico envolvendo flares solares de média e alta intensidade ocorridos entre 2011 e 2015, no período diurno, no território brasileiro. Essa estatística fornece informações importantes a respeito dos flares associados a eventos raros denominados “magnetic crochets”, que são variações na componente horizontal do campo geomagnético superficial associadas a radiação eletromagnética do Sol. Para melhor entendimento desses fenômenos e para a caracterização do comportamento da ionosfera durante os “magnetic crochets”, são mostrados alguns exemplos nos quais são comparados parâmetros ionosféricos, solares e geomagnéticos. Esse tipo de análise é pouco frequente atualmente e a literatura não apresenta estudos com tais características na região da América do Sul envolvendo sondagem ionosférica. Os resultados apresentados mostram boa correlação entre explosões mais intensas em raios-X e H-alfa originadas em regiões ativas com estruturas magnéticas mais complexas das proximidades do meridiano central no disco solar, ocorridas em torno das 15:00 UT (~12:00 Local Time), com um número considerável de “crochets”. Os resultados também mostram variações na componente horizontal do campo geomagnético superficial atipicamente alta em estações em torno de 22º de latitude Sul, enquanto que em outras regiões do globo as variações nessa faixa de latitude são menores do que nas regiões equatoriais, sugerindo influência da região da anomalia magnética presente nessa região da América do Sul. Resultados da análise relacionada à baixa ionosfera mostraram boa correlação entre os eventos mais impulsivos e intensos na faixa dos raios-X de 0,4 a 1 Angstrom, com modificação na altura de reflexão do sinal em frequências rádio muito baixas (VLF) e modificação da condutividade na base da ionosfera, o que pode sugerir uma característica de flares associados aos “magnetic crochets”. - DissertaçãoDeterminação da opacidade atmosférica em comprimentos de ondas submilimétricasEspinoza, Deysi Veronica Cornejo (2017-07-28)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
To understand the nature of the solar explosive radiation mechanisms at high frequency radio waves, which depends on the interpretation of the flux density spectrum (S), it is necessary to have a good estimate of the accuracy of S . For this reason, the atmospheric opacity determination is essential, to correct the observed solar radiation flux from radio telescopes in the ground. For high frequencies (e.g. in the sub-millimeter and infrared wavelength), the water vapor is mainly responsible of the atmospheric opacity. Thus, the solar radiation collected by the radio telescope can be strongly attenuated up to a factor of 1000 (e.g. at 405 GHz). Therefore, it is necessary to have a reliable estimate of the atmospheric opacity. The main aim of this work is to determine the atmospheric opacity at 212 and 405 GHz using the solar brightness method. Comparing with the characteristics of other methods in the literature, we find that this one allows to determine the atmospheric opacity up to considerably high values, and only depends on one parameter. Namely, the product 𝑃 = 𝜂𝑇, where 𝑇 is the brightness temperature of the Sun measured at 212 and 405 GHz and 𝜂 is the beam efficiency; we assume that the 𝑃 value is constant even though 𝑇 and 𝜂 are not well known individually. For the development of the present work, we were used approximately 18 thousand solar scans recorded by the Submillimetric Solar Telescope (SST, CASLEO, 2552 m altitude), for the period between 2002 and 2015, where only clear days with low opacity were considered. Using the solar brightness method, the 𝑃 value was calculated at 212 and 405 GHz. For the four beam at 212 GHz, we obtained: ¯ 𝑃 = 2446 ± 149 K (beam 1); ¯ 𝑃 = 2489±184 K (beam 2); ¯ 𝑃 = 2541±223 K (beam 3); ¯ 𝑃 = 2361±199 K (beam 4) and for the two beams at 405 GHz we obtained: ¯ 𝑃 = 3241±331 K (beam 5) and ¯ 𝑃 = 3299 ± 276 K (beam 6). Using the mean values ¯ 𝑃, the atmospheric opacities 𝜏212 and 𝜏405 were determined at 212 and 405 GHz, respectively. The correlation between the opacities 𝜏212 and 𝜏405, show that the opacity at 405 GHz ∼ 7 times more than that at 212 GHz. In addition, we also find that the atmospheric opacities determined with the method proposed in this work show an excellent correlation with the water vapor content, when this is measured simultaneously. - DissertaçãoRaio solar em frequências subterahertz e sua relação com a atividade solarMenezes, Fabian Marcel (2017-08-01)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
The Sun emits radiation at several wavelengths of the electromagnetic spectrum. In the optical band, the solar radius is 696,000 km and this is what defines the photosphere, the visible surface of the Sun. However, as the altitude increases, the dominant electromagnetic radiation is produced at other frequencies, causing the solar radius to change as function of wavelength. We measure the solar radius at the subterahertz frequencies of 0,212 and 0,405 THz – i.e., the altitude where these emissions are generated – and also analyse the radius variation over the 11-year solar activity cycle. These measurements enable a better understanding of the solar atmosphere and the radius dependence on the solar cycle, is a good indicator of the changes that occur in the atmospheric structure. For this, we used radio maps of the solar disk for the period between 1999 and 2016, reconstructed from daily scans made by the Solar Submillimeter-wave Telescope (SST), installed at El Leoncito Astronomical Complex (CASLEO), at Argentinean Andes. At both frequencies our measurements yield a radius of 966,′′5 with dispersion of ±2,′′8 for 0,212 THz and ±2,′′7 for 0,405 THz. This implies a height of 5.0 ± 2.0 × 106 m above the photosphere. Furthermore, we also observed strong anti-correlation between radius variation and solar activity at both frequencies. - DissertaçãoParalelização OpenMP do gerador de modelos fotométrico-analíticos de trânsitos planetários ELLCMendonça, Raphael Alonso de (2018-02-05)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Desde o descobrimento e confirmação do primeiro exoplaneta no final do século 20 e a crescente melhoria dos métodos de detecção de planetas e das tecnologia aplicada a detecção e confirmação. Toranram possível o descobrimento de diversos exopalnetas, um dos métodos mais utilizados é o Método de Trânsitos Planetários, que trabalha com dados de fotometria, processo de observação do fluxo luminoso de estrela. A série temporal de fluxos observados configura um objeto importante de análise de dados chamado curva de luz. Curvas de luz (sintéticas) também podem ser produzidas através de modelos analíticos de trânsitos planetários. Com o advento de novas missões para estudo de exoplanetas como a TESS e a PLATO, curvas de luz de alta qualidade e grandes volumes de dados serão geradas nos próximos anos. Assim, o desenvolvimento de modelos analíticos e de análise de dados que sejam capazes de lidar com a complexidade, qualidade e volume de dados é de grande interesse da Astroinformática, área de interface entre Astronomia, Astrofísica e Computação. Dentro deste contexto, esta dissertação propõe uma otimização paralela, utilizando a implementação em C da arquitetura OpenMP presete no compilador em C do pyhon, do gerador de modelos fotométrico-analíticos de trânsitos planetários ELLC, visando ao tratamento de dados de futuras missões com a TESS e a PLATO. Este gerador, além de conter parâmetros complexos para trânsitos planetários como modelos de escurecimento de limbo anisotrópicos, efeitos de reflexão e manchas estelares, possui código-fonte em regime de software livre e pode ser integrado facilmente com esquemas de ajuste de parâmetros de trânsitos via MCMC. Obtendo, no laço do código que foi paralelizado, uma aceleração de 288,36 em um computador com processador i7 e 12 GB de memória e de 452,04 em um computador com processador i5 e 16GB de memória. e uma aceleração de 1,275 vezes na execução total da simulação código. Esta paralelização será disponibilizada em regime de software livre para a comunidade de pesquisa em trânsitos planetários. - DissertaçãoImplantação de um sistema brasileiro de georreferenciamento independente de outros sistemas de navegação por satélite: o geolocalMacho, Eduardo Perez (2018-12-10)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Existe uma preocupação internacional quanto ao domínio do sistema de navegação GPS pelos Estados Unidos da América, e alguns países e continentes têm se empenhado em buscar soluções para se tornar independentes, como Rússia, União Europeia, China, Japão, Índia e Reino Unido. O Brasil, um dos países que utilizam o sistema norte americano para várias aplicações críticas e essenciais à sociedade, está desenvolvendo seu sistema próprio, o Geolocal, para garantir a independência e manter em funcionamento seus serviços essenciais, em caso de indisponibilidade do sistema americano. O sistema Geolocal utiliza um conceito de “GPS invertido” constituído de pelo menos 4 bases fixas no solo, 1 repetidora no espaço e 1 alvo no solo. O escopo deste trabalho é de compilar os documentos publicados sobre Geolocal, propor configurações para melhorar a acurácia do sistema aplicado à navegação de repetidoras e propor estudos que servirão de base para novas dissertações de mestrado, teses de doutorado e projetos de pesquisa. Como propostas de melhoria, estão a escolha das plataformas mais adequadas a cada situação para portar a repetidora no espaço; a identificação dos melhores modelos de propagação para cada altitude; o aprimoramento da geometria do sistema; o aumento da redundância de bases; e a avaliação da área de cobertura para determinar as distâncias entre bases para diferentes tipos e altitudes de repetidora. - DissertaçãoCaracterização dos parâmetros de eventos de ondas de gravidade na ionosfera utilizando VLFRaunheitte, Luís Tiago Medeiros (2019-06-10)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Ondas de Gravidade (OGs) vem sendo investigadas principalmente com o uso de imageadores all-sky de airglow, capazes de detectar suas características a aproximadamente 90 km de altura com uso do filtro da hidroxila (OHNIR). Nesta pesquisa busca-se investigar OGs através da sua interação com a base da Ionosfera, região D, e para tanto foram utilizadas medidas feitas com receptores de rádio de frequências muito baixas (do inglês, Very Low Frequency, VLF) obtidas na Estação Antártica Comandante Ferraz (EACF), localizada na ilha Rei George. A passagem de OGs pela base da Ionosfera resulta em perturbações oscilatórias na densidade de elétrons, que são detectadas como flutuações na amplitude dos sinais VLF, cuja caracterização é feita por meio da análise Wavelet (Morlet). Neste estudo utilizamos dados VLF recebidos na EACF advindos das estações emissoras NAA (Estação de Arlington) na costa leste dos EUA e da NPM (Estação de Pearl Harbor) no Havaí. Estes trajetos foram escolhidos por compreenderem a região entre o extremo sul da América do Sul e a Antártica, conhecida como Estreito de Drake, onde há grande atividade de OGs, assim como a região da Cordilheira dos Andes, com grande potencial para geração de ondas por efeitos orográficos. As oscilações da amplitude do sinal VLF refletem o período das OGs ao passarem na base da Ionosfera, e estes períodos são comparados com as propriedades das OGs mesosféricas, originalmente observadas com câmeras all-sky. Esta técnica foi primeiramente validada por meio de estudos de caso que mostraram uma boa associação dos períodos observados de OGs identificadas via técnica VLF com as observadas através de airglow. A análise estatística da ocorrência das OGs detectadas com o VLF no decorrer do ano de 2007 mostrou que elas apresentam períodos distribuídos entre 5 e 45 min, com alguns casos de períodos acima de uma hora, mas com predominância entre 5 e 20 min. Quanto a sazonalidade de ocorrência das ondas de gravidade, a detecção de atividade de ondas ocorreu em mais de 87% dos dias dos meses de março a outubro, em cerca de 80% dos dias nos meses de janeiro e dezembro e em cerca de 60% dos dias em fevereiro e novembro. As ondas com períodos de 5 a 25 min apresentaram maior ocorrência nos equinócios (março e setembro), enquanto que as ondas com período maiores que 25 min ocorreram preferencialmente nos solstícios (janeiro e julho).