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- TeseAprimoramento das técnicas observacionais e de calibração do telescópio solar para ondas submilimétricas (SST)Silva, Jorge Fernando Valle (2016-09-20)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Aprimoramentos na calibração do Telescópio Solar para Ondas Submilimétricas (SST) foram formulados e desenvolvidos para aumentar a probabilidade de detecção em configurações de apontamento difíceis e condições atmosféricas adversas. Estabelecidas as restrições no tamanho dos feixes, 𝐻𝑃𝐵𝑊 = 4, 1′ ± 0, 1′ em 212 GHz e 5, 5′ × 2, 9′ ± 0, 1′, em 405 GHz junto as incertezas na temperatura de brilho de Sol calmo (≈ 300 K) foi possível aplicar os procedimentos aprimorados de calibração para recuperar a densidade de fluxo e a localização de uma fonte emissora em 212 GHz que resultam de uma explosão solar tipo M. Usando modelos de perfil atmosférico de explosões solares, junto com um código que calcula a emissão nas faixas milimétrica e submilimétrica pudemos estabelecer que o tamanho limite da região emissora é de 30”. Uma outra metodologia de aprimoramento desenvolvida para avaliar a existência de abrilhantamento na borda do disco solar a partir de varreduras em azimute permitiu estabelecer o nível de abrilhantamento em 1, 2±0, 05 vezes a temperatura média central do disco para ambas as frequências. Finalmente, a medição de opacidades em CASLEO mostra que a relação < 𝜏405/𝜏212 > possui um limite superior de 5, 51 ± 0, 28 Np, considerado um valor baixo para o conteúdo de vapor de água, a altitude acima do nível de mar, e a latitude geográfica do lugar. - TeseUso do periodograma de lomb e da transformada Wavelet para detecção de periodicidades em radiofontes extragalácticasGastaldi, Marcio Ribeiro (2016-12-16)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
In the present work we applied the Lomb periodogram and the wavelet transform to the light curves of three extragalactic radio sources observed by the Michigan radio telescope at 4.8 GHz, 8.0 GHz and 14.5 GHz. The results obtained using the two spectral analysis tools are complimentary to each other in the sense that the wavelet transform provided the perspective of the temporal behavior of the Lomb periodogram content. In order to take into account as much information as possible, we included VLBI data to the analysis of explosions detected in the radio light curves. Moreover, we searched for correlation between the zero-separation times and maxima/minima found in the periodicities curves revealed by the wavelet transform. In the case of the quasar OJ287 we found a new oscillatory behavior in the ~1.6 yr periodicity detected by Hughes et al. (1999). This modulation showed a ~6 yr period sinusoidal profile that agrees with the existence of a binary of black holes regulating the ejection rate of plasmons from the central region of OJ287. We detected approximately 1.6 yr and 3.3 yr periodicities of the quasar OV236. As a future work, these periodicities and their temporal behavior could be associated to the accretion dynamics of its black hole/disk. We added the radio source 0333+321 to the present essay because it presents excellent sampling and a much higher redshift when compared to OJ287 and OV236. We also plotted the spectra of selected outbursts and calculated the parameters of the related radio emission regions such as the variability radius and the brightness temperature. - TeseUso do periodograma de Lomb e da transformada Wavelet para detecção de periodicidades em radiofontes extragalácticasGastaldi, Márcio Ribeiro (2016-12-16)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Neste trabalho foram aplicados o periodograma de Lomb e a transformada wavelet às curvas de luz de três radiofontes extragalácticas obtidas por meio do uso de dados do radiotelescópio de Michigan em 4,8 GHz, 8,0 GHz e 14,5 GHz. As duas ferramentas de análise apresentaram resultados complementares, pois a transformada wavelet proporcionou a perspectiva do comportamento temporal das periodicidades obtidas através do periodograma de Lomb. Com o objetivo de realizar um estudo mais abrangente, dados de VLBI foram utilizados na análise de explosões detectadas nas curvas de luz. Além disso, buscou-se alguma correlação entre os momentos de ejeção de plasmons e máximos/mínimos encontrados na evolução temporal das periodicidades reveladas por meio da transformada wavelet. No caso do quasar OJ287 detectou-se de maneira inédita um padrão de oscilação na periodicidade de ~1,6 ano detectada por Hughes et al. (1999). Essa modulação apresentou padrão aproximadamente senoidal com período de ~6 anos, o que estaria de acordo com a hipótese de que na região central de OJ287 existe um binário de buracos negros supermassivos que afeta a taxa de ejeção de plasmons do disco de acresção do buraco negro primário. Foram detectadas periodicidades de aproximadamente 1,6 e 3,3 anos para o quasar OV236. Como trabalho futuro, essas periodicidades e a sua variação temporal podem ser associadas à dinâmica de acresção de matéria do seu sistema buraco negro/disco. A radiofonte 0333+321 foi acrescentada a este estudo por apresentar excelente amostragem e um desvio para o vermelho muito maior em comparação com OJ287 e OV236. Foram obtidos espectros das explosões e foram calculados os parâmetros físicos das respectivas regiões de emissão rádio, como o raio de variabilidade e a temperatura de brilhância. - TeseServiço local de periodograma em GPU para detecção de trânsitos planetáriosBasile, Antonio Luiz (2017-06-13)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Understanding other stellar systems is crucial to a better knowledge of the Solar System, as is the study of extrasolar planets orbiting the habitable zone of their host star central to the understanding of the conditions that allowed life to develop on our own planet. Presently there are thousands of confirmed planets, mostly detected by the Kepler satellite as they eclipse their host star. This overload of data urges an automatic data search for planetary transit detection within the stellar light curves. Box-Fitting Least Squares (BLS) is a good candidate for this task due to the intrinsic shape of the transiting light curve. Further improvement is obtained by parallelization of the BLS according to the number of bins. Both the sequential and parallel algorithms were applied to six chosen Kepler planetary systems (Kepler-7, Kepler-418, Kepler-439, Kepler-511, Kepler-807, Kepler-943) and to different light curve lengths. In all cases, speedup increased from 3 to 45 times as the number of bins increased, because the performance of the sequential version degrades with an increase in the number of bins, while remaining mainly constant for the parallel version. For smaller planets with longer orbital periods, a large number of bins is necessary to obtain the correct period detection. - TeseTendências espectrais de explosões solares em frequências Sub-THzFernandes, Luís Olavo de Toledo (2017-06-22)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Previous sub-THz studies were derived from single event observations. Spectral trends for a larger collection of sub-THz bursts have been analyzed for the first time. It consists of a set of 16 moderate to small impulsive solar radio bursts observed at 0.2 and 0.4 THz by the Solar Submillimeter-wave Telescope (SST) between 2012 and 2014 at El Leoncito, in the Argentinean Andes.The peak burst spectra included data from new solar patrol radio telescopes (45 and 90 GHz),and were complemented with microwave data obtained by the RSTN, when available. We evaluate critically errors and uncertainties in sub- THz flux estimates caused by calibration techniques and the corrections for atmospheric transmission, and introduce a new method to obtain uniform flux scale criterion for all 16 events. The sub-THz bursts were searched during reported GOES soft x-ray events of class C or larger, during periods of the SST observations. Seven out of 16 events exhibit spectral maxima in the range 5-40 GHz with fluxes decaying at sub-THz frequencies (3 of them associated to GOES class X, and 4 to class M). Nine out of 16 events exhibited the sub-THz spectral component. From these, 5 events exhibited the sub-THz emission fluxes increasing with frequency separated from the microwave spectral component (2 classified as X and 3 as M) and 4 events have been detected at sub-THz frequencies only (3 classified as M and 1 as C). The results suggest that the THz component might be always present, with the minimum turn-over frequency increasing as a function of the energy of the emitting electrons. In view of the peculiar nature of many sub-THz bursts events, their better understanding requires further investigations of bursts examined on the standpoint of SST observations alone. - TeseUtilizando algoritmo de cross-entropy para a modelagem de imagens de núcleos ativos de galáxias obtidas com o VLBAPerianhes, Roberto Vitoriano (2017-08-09)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
The images obtained by interferometers such as VLBA (Very Long Baseline Array) and VLBI (Very Long Baseline Interferometry), remain the direct evidence of relativistic jets and outbursts associated with supermassive black holes in active galactic nuclei (AGN). The study of these images are critical tools to the use of information from these observations, since they are one of the main ingredients for synthesis codes7 of extragalactic objects. In this thesis is used both synthetic and observed images. The VLBA images show 2-dimensional observations generated from complex 3-dimensional astrophysical processes. In this sense, one of the main difficulties of the models is the definition of parameters of functions and equations to reproduce macroscopic and dynamic physical formation events of these objects, so that images could be study reliably and on a large scale. One of the goals of this thesis is to elaborate a generic8 form of observations, assuming that the formation of these objects had origin directly by similar astrophysical processes, given the information of certain parameters of the formation events. The definition of parameters that reproduce the observations are key to the generalization formation of sources and extragalactic jets. Most observation articles have focus on few or even unique objects. The purpose of this project is to implement an innovative method, more robust and efficient, for modeling and rendering projects of various objects, such as the MOJAVE Project, which monitors several quasars simultaneously offering a diverse library for creating models (Quasars9 and Blazars10: OVV11 and BL Lacertae12). In this thesis was implemented a dynamic way to study these objects. Presents in this thesis the adaptation of the Cross-Entropy algorithm for the calibration of the parameters of astrophysical events that summarize the actual events of the VLBA observations. The development of the code of the adaptation structure includes the possibility of extension to any image, assuming that these images are dispose in intensities (Jy/beam) distributed in Right Ascension (AR) and Declination (DEC) maps. The code is validating by searching for self-convergence to synthetic models with the same structure, i.e, realistics simulations of components ejection, in milliarcsecond, similar to the observations of the MOJAVE project in 15.3 GHz. With the use of the parameters major semi-axis, angle of position, eccentricity and intensity applied individually to each observed component, it was possible to calculate the structure of the sources, the velocities of the jets, as well as the conversion in flux density to obtain light curves. Through the light curve, the brightness temperature, the Doppler factor, the Lorentz factor and the observation angle of the extragalactic objects can be estimated with precision. The objects OJ 287, 4C +15.05, 3C 279 and 4C +29.45 are studied in this thesis due the fact that they have different and complex morphologies for a more complete study. - TeseAnomalia equatorial de ionização e a propagação de sinais de rádioSilva, Gilmar Alves (2018-01-31)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
The ionosphere plays an important role in the propagation of electromagnetic waves, providing valvable opportunity to study its variability and effects on radio signals. The continuous changing in the ionospheric conditions caused by space weather strongly affects the propagation of electromagnetic waves, particularly in high frequency (HF).This work aims to investigate the propagation of radio signals in the equatorial region, between November 2013 to October 2014 in the following frequencies: 1,8 MHz, 14 MHz, 28 MHz and 50 MHz. The study was performed using DPS4 digisonde data, propagation model (VOACAP) and amateur radio receivers. The work consists of radio signals analysis emitted by two amateur radio stations located in Punta Arenas (latitude: 53.15°S; longitude: 70.92°W; dip. latitude: 39.37ºS) and in Nairóbi (latitude: 1.28ºS; longitude: 36.88ºE; dip. latitude: 10.74ºS). These radio signals were recorded at the amateur radio receiving stations located in Boa Vista (latitude: 2.82°N; longitude: 60.76°W; dip. latitude: 15,14ºN), Campo Grande (latitude: 20.5oS; longitude: 54.7oW; dip. latitude: 16.99ºS) and São Luís (latitude: 2.53oS; longitude: 44.30oW; dip. latitude: 3.28ºS) located in the region of the equatorial ionization anomaly (EIA) and at the magnetic equator in the Brazilian sector. It was emphasized the analysis of the maximum usable frequency (MUF) obtained from the foF2 ionospheric parameter and the signal-to-noise ratio (SNR) in each path between radio amateur transmitters (Tx) and the receivers (Rx). Results indicate that the ionosphere response was different in relation to the radio signals that propagate in and out of the equatorial region. According to SNR values measured at the receiving stations, The communications in 1.8 MHz were only possible at evenings of winter months between Punta Arenas and Boa Vista and between Punta Arenas an Sao Luis. The communications in 14 MHz were possible on all routes during the summer months and during equinoxes period at any hour of the day, but during the winter period the transmissions from Punta Arenas were only received in São Luís and Campo Grande during daylight hours. The 28 MHz transmissions from Nairobi were received during the summer months in all stations 24 hours by day, but transmissions at the same frequency from Punta Arenas only were received in São Luís and Campo Grande. At other times of the year the communications over the same frequency were only possible during daylight hours. The communications in 50 MHz were only possible in the summer months coming from Nairobi station. - TeseModelagem de processos nucleares de alta energia em explosões solares utilizando o pacote FLUKATusnski, Daneele Saraçol (2018-08-16)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
The emission of 𝛾-rays in solar flares is produced by interactions of primary electrons and ions accelerated to high energies with nuclei in the ambient solar atmosphere. The analysis of the 𝛾-ray spectra observed during solar flares provides important diagnostics on the mechanisms of primary particle acceleration and on the structure and evolution of the ambient plasma. In this work we investigate the high energy nuclear processes that occur in solar flares using FLUKA, a package of general purpose integrated routines for Monte Carlo calculations of particle transport and interactions in matter. Our main aim is to validate FLUKA as an effective tool for the modeling of nuclear processes in the context of solar flares. In order to accomplish that, we have performed simulations of the 𝛾-ray spectrum considering realistic models for the ambient solar atmosphere and beams of accelerated ions (protons, 𝛼-particles and heavier nuclei) with different energy and angular distributions. From the results obtained in the simulations with FLUKA, we have built templates for the nuclear de-excitation lines emission spectrum and for the full 𝛾-ray emission spectrum, which were incorporated to the program OSPEX for the fitting of spectra from observed events. Using these templates in combination with standard-functions avaiable in the programa OSPEX we have obtained statistically reasonable fittings for the 𝛾-ray spectra of the July 23, 2002 and June 12, 2010 solar flares, similar to the fittings obtained with templates built from nuclear de-excitation lines emission spectra calculated with the code developed by Murphy et al. (2009). To the best of our knowledge, the fittings carried out with the FLUKA templates for the full 𝛾-ray emission spectrum can be regarded as the first attempt to use a single code to implement a self-consistent treatment of the several spectral components in the energy range from ∼ 100’s keV to ∼ 100’s MeV. - TeseDesenvolvimento de metodologias para o reconhecimento de estruturas quiescentes em mapas solares observados pelo Telescópio Solar para Ondas Submilimétricas (SST)Pereira, André Luiz Garcia (2018-08-20)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
O Telescópio Solar Submilimétrico (SST) opera simultaneamente e de forma independente, com uma matriz focal multifeixe em 212 e 405 GHz. Desde 1999, o SST monitora diariamente em diferentes modos de observação a atividade solar gerando arquivos binários dos quais mapas solares podem ser extraídos. A identificação de Regiões Ativas nesses mapas é afetada pela forte atenuação atmosférica e imprecisões dos apontamentos do telescópio, portanto, os mapas são visualmente inspecionados para extração manual as Regiões Ativas. Este é um processo demorado para a realização de uma análise estatística ao longo do conjunto de dados de 20 anos já registrado. Para automatizar o processo, foram propostas técnicas de inteligência artificial de aprendizado de máquina e de visão computacional. Uma Rede Neural Convolucional foi criada dentro do framework Keras para a classificação dos mapas SST e, em seguida, um algoritmo de visão computacional no framework OpenCV para a detecção automática das Regiões Ativas. Esta abordagem híbrida permitiu a identificação de mais de 400 Regiões Ativas entre janeiro de 2002 e dezembro de 2017 e a análise estatística de suas propriedades físicas. Os resultados foram validados a partir da comparação com trabalhos anteriores, que foram realizados com um procedimento de identificação visual e extração manual, e foi encontrada boa concordância. Além destes resultados, mostramos pela primeira vez evidências de uma correlação positiva entre a temperatura de brilho em 212 GHz e o fluxo em 2.8 GHz (componente S). - TeseAnálise da variabilidade do campo elétrico atmosférico durante tempo bom e distúrbios geofísicosTacza Anaya, José Carlos (2019-01-29)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
The monitoring of the atmospheric electric field is important to study the dynamics of the global atmospheric electric circuit and the possible coupling of the space weather with the tropospheric climate. In this thesis, we investigate the daily variation of the atmospheric electric field at different locations in South America, using a new network of electric field sensors installed in Argentina, Brazil and Peru, which was established during the course of the project. The main objective was to obtain the daily curve of the atmospheric electric field in fair weather conditions, for each station of the network, which was called standard curve, through monthly, seasonal and annual averages. The annual standard curves were compared with the universal time curve, known as the Carnegie curve, which is related to the currents flowing in the global atmospheric electric circuit. For all stations, the daily variation of the atmospheric electric field was found to have the contribution of local effects (e.g. natural radioactivity of the soil and pollution) and global effects (good correlation with the Carnegie curve). Additionally, for the station located in Argentina, we compared the monthly variation of the atmospheric electric field with the monthly global variation of the number of lightning. The results show a good similarity in the monthly variation after removing local effects (aerosols). In addition, deviations of the standard curve of the electric field were analyzed during solar flares, solar proton events and Forbush decreases, using the superposed epoch analysis. The results show no effects on the electric field variation after solar flares, but excess of ~ 10V/m are observed after intense solar proton events. The latter result indicates ionization effects above disturbed regions perturbing the global electric circuit. On the other hand, no significant effects were observed after Forbush decreases (> 4%). However, during two very intense events, > 10% and > 8%, an increase in the atmospheric electric field is observed, which indicates ionization effects in fair weather regions. - TeseModelagem do comportamento temporal do quasar 3C273 utilizando técnicas de aprendizado de máquinaFerrari, Ricardo Bulcão Valente (2019-02-15)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Using machine-learning techniques, this work aims to model the temporal behavior from an extragalactic radio source, the quasar 3C273, register in well-sampled light curves, applying this result to less sampled curves, so it would be possible to fill gaps that have occurred in moments in which the observations were not possible. It is also intended to study this object from the point of view of its spectral and temporal variability in the radio range of the electromagnetic spectrum. The 3C273 quasar has been monitored in radio since 1963 (Schmidt, 1963) at various frequencies and was chosen for this work because of the large amount of data available. Data from several Radio Observatories were used, such as the Radio Observatory of Itapetinga (ROI) future ROPK – Radio Observatory Pierre Kaufmann, at 22 and 43 GHz; of the Michigan Radio Observatory (UMRAO) at 4,8, 8, 14,5 GHz and the Metsähovi Radio Observatory at 22 and 37 GHz. Millimetric and submillimetric data were also used, at 1.1 and 0.8 mm from Submillimetric Interferometer Array (SMA) and at X-rays, in the range of 2-10 keV (Trueler et al. 1999; Soldi et al. 2008). Firstly we developed a code based on genetic algorithm (GA), which is a good tool to adjust the data to the observed data. However, for the GA work properly, a previous model for the fitting function is necessary, and for this reason a study of a more appropriate technique, that do not require a previous model, was performed. The artificial neural networks (ANN) mimic the learning process of the human brain, forming and applying the knowledge gained from past experiences to new problems or situations. With the mathematical development of the neural network, new and more complex architectures could be developed. In this work, a Recurrent Neural Network type called Long and Short Time Memory (LSTM) was used, which proved to be an excellent choice to model the light curves of the 3C273 quasar and to make predictions on daily light curves. - TeseEstudo da propagação das ondas de rádio de VLF no trajeto Havaí (HI) – Atibaia (SP)Magalhães, António Amândio Sanches de (2019-07-24)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
The sounding technique using very low frequency waves (VLF) is the only enabling the continuous survey of the ionospheric region D. Although there are in-situ measurements with rockets, the altitude of the D-region in ~70km prevents the measurements with satellites or with balloons, as well as the weak electronic density does not permit the use of vertical soundings by radio waves. In this work we use the data base of the South America VLF Network (SAVNET) to study the propagation anomalies of the VLF waves observed as phase and amplitude variations indicating changes of the local electrical conductivity. We show the first observational evidence of the presence of the South Atlantic Magnetic Anomaly (SAMA) when comparing ionospheric disturbances observed in two parallel propagation paths between the NPM (Hawaii) transmitter and receivers in Peru (PLO) and Brazil (ATI). Thus, it has been stated that the altitude of the quiescent region-D is 2-3 km lower inside the SAMA region. There was done a monitoring of ~7 years of the Terminator times, which allowed the estimation of the modal interference distance D along the same period, and the study of the variability of the nightly quiescent ionospheric altitude. Characteristic periods of seasonal effects have been found, as well as phenomena as the Quasi Biennial Oscillation (QBO) and one connection with the solar cycle activity. The ionospheric sensitivity has been also investigated by estimating the minimum of fluence Fmin necessary to produce an ionospheric disturbance during daylight. The monitoring of Fmin along the solar cycle 24 indicates a clear correlation with the solar cycle activity, which suggests being possible to obtain an ionospheric index characteristic of the Lyman-α solar flux radiation. - TesePolarização das emissões solares em comprimentos de onda milimétricosHidalgo Ramírez, Ray Fernando (2019-08-26)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Polarization of radio emissions from solar bursts provides essential information about confined plasma regimes submitted to magnetic field in quiescent, pre-explosion, sudden energy release and decay phases. Investigations at microwaves and longer wavelengths have widely been carried out. Observations of polarization are carried out continuously by the first time at two millimeter wavelengths by two solar radio polarimeters named POEMAS at 45 and 90 GHz (6.6 and 3.3 mm, respectively) operating at El Leoncito Observatory, Argentina Andes. The present research is divided in two parts. First, the center-to-limb variation of polarization of solar bursts is investigated. A total of 30 bursts observed by the radio polarimeters, between 2012 and 2013, were analyzed. We show increasing degreeofpolarizationwithheliocentricangle,butatapproximately50∘ aturnover isobservedwiththedegreeofpolarizationbeginningtodecreaseforlargerangles. We also found a weak correlation between bursts flux density and their heliocentricangle,i.e.solarburstswithhigherfluxdensitytendtooccurclosertothelimb. To interpret the observational results, a numerical simulation of the polarization degree spectra for gyro-synchrotron emission was performed. As for the second part of this research, the S-component time evolution at millimeter wavelengths of a active region throughout the solar disk is studied. We observe flux enhancementswiththepassageoftheactiveregionwithaspectralindex,atthemaximum, between 2-6 taking into account the measurement of errors. This double spectrum of active region emission at radio wavelengths can favor a core-halo distribution ofradiobrightnessoveractiveregions.Anenhancementinthedegreeofpolarization of about 40 % is observed in the second half of the active region transit at 45 GHz, however, it is disregarded due to the error propagation. Also, no significant enhancement in the degree of polarization is observed at 90 GHz. - TeseRotação diferencial de estrelas pelos métodos de trânsito e máxima entropiaSimplicio Netto, Dirceu Yuri (2019-08-27)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Modulações na curva de luz de uma estrela são causadas pela presença de manchas e fáculas em sua superfície. Durante o trânsito planetário manchas podem ser cobertas pelo planeta, criando um pequeno aumento na curva de luz durante o trânsito. O modelo de trânsito planetário foi aplicado às estrelas Kepler-17 e Kepler-63 para modelar as características físicas das suas manchas: localização, temperatura e tamanho. Aplicamos também o modelo de máxima entropia (MME) para ajustar as modulações no fluxo rotacional. Com a aplicação dos modelos um mapa da superfície da estrela e um mapa da distribuição das regiões ativas foram criados. Para Kepler-17, estrela ativa do tipo solar que possui um planeta Júpiter quente transitando em uma órbita coplanar, foi estimado o perfil de rotação a partir das localizações das manchas. Foram encontradas duas longitudes ativas principais. A partir do MME estimamos um mínimo para a rotação diferencial relativa (ΔΩ/Ω) de 0,08 ± 0,05 e 0,14 ± 0,05, sendo a nossa determinação afetada pelo tempo finito de vida das manchas e dependendo dos parâmetros adotados no modelo de manchas. Este resultado condiz com o valor de (ΔΩ/Ω) = 0,08 ± 0,009 encontrado a partir do modelo de trânsito planetário. A comparação entre os mapas demonstrou uma boa correlação das manchas nas longitudes ativas da estrela. Devido à órbita quase polar do planeta que orbita a estrela Kepler-63, jovem estrela ativa do tipo solar, foi possível gerar um gráfico da distribuição de manchas em latitude no tempo (conhecido como digrama de borboleta, no caso Solar). Com o MME foi possível estimar um mínimo de (ΔΩ/Ω) = 0,015. As possíveis áreas cobertas durante o trânsito planetário não nos permitem observar as mesma longitudes em trânsitos consecutivos em pequenos períodos de tempo para observar uma mesma mancha evoluindo, tornando inconclusiva a determinação de uma rotação diferencial relativa, assim como a comparação entre os mapas obtidos pelos dois modelos. - TeseDetecção de periodicidade em dados multi frequência de núcleos ativos de galáxias com aprendizagem de máquina (XGBoost)Soltau, Samuel Bueno (2019-10-08)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Um dos principais aspectos de interesse nas rádio-fontes compactas é sua variabilidade. Este estudo utiliza um método de aprendizado de máquina chamado eXtreme Gradient Boosting (XGBoost) para investigar a periodicidade das rádio-fontes PKS1921-293eBL Lac 2200+420 por meio do tratamento e análise de curvas de luz,apartir dos dados do Observatório de Radio astronomia da Universidade de Michigan(UMRAO), obtidos na faixa rádio em 4, 8 GHz, 8, 0 GHz e 14, 5 GHz. Os períodos de tempo cobertos para PKS 1921-293,respectivamente nessas frequências,foram de1980 a 2011,de1975 a 2011 e de1976 a 2011 e para BLLac2200+420,respectivamente nas mesmas frequências foram 1977 a 2012,de1968 a 2012 e de 1974 a 2012.O XGBoost foi usado em duas etapas do método:na regularização de séries temporais afim de se obter dados de densidadede fluxo regularmente espaçado se para classificar flutuações na densidade de fluxo dos dois objetos estudados afim de se detectara ocorrência de periodicidade de outburst. Para cada etapa metodológica efetuou-se fases de treinamento com propósitos distintos.N aetapa de regularização das séries temporais, XGBoost foi capaz de produzir série stemporais regularmenteespaçadasparacurvasdeluzcomdadosdiários.Na busca por periodicidade, XGBoost identificou segmentos de dados nos quais see stimou a ocorrênciade outburst. Tanto para BLLac2200+420,quanto para PKS1921-293,as periodicidades encontradas foram comparadas com as existentes na literatura.Arobustez da biblioteca XGBoost proporcionou a oportunidade de se utilizar uma metodologia baseada em Machine Learning nos dado sem rádio e extrair informações com estratégias bastante distintas das utilizadas tradicionalmente para tratamento de séries temporais irregularmente espaçada se para a obtenção de periodicidade por meio de classificação de eventos recorrentes. - TeseAnálise de explosões solares em 45 e 90 ghz observadas por POEMAS com medidas de polarizaçãoSilva, Douglas Félix da (2020-03-26)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Solar flares, resulting from the activity of the Sun, are among the most energetic phenomena in the Solar System, and in the most extreme cases directly affect our highly technological society. In this work, we analyze solar flares detected at millimeter, centimeter, and X-ray wavelengths. Solar flares observed in these energy bands allow the diagnostics of accelerated electrons and magnetic field values where the radio emission is produced. To better understand the accelerated electrons and magnetic fields involved in the flares, two methods were explored. We report on the first use of polarization masurements of solar flares at millimetre wavelengths to investigate the configuration of the magnetic field and determine the population of accelerated electrons by studying the signatures of radio and hard X-ray spectra. To model the magnetic configuration, two solar flares were analyzed. These were observed by the POlarization Emission of the Millimeter Activity of the Sun system (POEMAS) telescopes. Additional spectral data at microwaves from 1 to 15 GHz were obtained from the Radio Solar Telescope Network (RSTN) and at high frequencies (212 and 405 GHz) by the Submillimetre Solar Telescope (SST). X-ray data from the Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager (RHESSI) were used to characterize the morphology of the source, also the 335 Å images and magnetograms of active regions from the Solar Dynamic Observatory (SDO) were used to infer the magnetic loop geometry. The flux density and polarization spectra at radio wavelengths were fit using a model simulating the gyroemission in a 3D structure of a non-homogeneous magnetic loop. The second approach analyses the accelerated particles at different frequencies. For this, we investigated ten solar flares that occurred between 2011 and 2013, observed in radio from 5 to 212 GHz (RSTN, POEMAS, SST) and X-rays up to 300 keV and 1000 keV in one case (Rhessi and Fermi). The spectral index was calculated by fitting the Ramaty gyrosynchrotron emission model to the observed radio spectrum, while the hard X-ray spectra were fitted using a model of thermal plus nonthermal emission of accelerated electrons with a power-law distribution. Finally, the results of both indices were compared, yielding a harder radio index than that obtained in X-rays. Except for one event detected by Fermi up to 1 MeV that was studied in detail - TeseExoplanets atmospheres and habitabilityEstrela, Raissa de Lourdes Freitas (2020-09-17)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
A descoberta de milhares de exoplanetas em trânsito na última década, e os que serão detectados com o TESS e a próxima geração de telescópios de alta resolução, torna a caracterização de atmosferas de exoplanetas um dos campos mais interessantes da próxima década. Ao analisar a atmosfera desses planetas, podemos inferir sua composição e obter informações sobre sua formação e evolução. Nesta pesquisa de doutorado, caracterizamos as atmosferas de exoplanetas no visível usando o instrumento Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) a bordo do Hubble Space Telescope (HST). Nos comprimentos de onda azuis, pode-se restringir a presença de espalhamento de Rayleigh devido a neblinas fotoquímicas ou hidrogênio molecular e detectar assinaturas de Na, K, H2O ou TiO / VO. Até o momento, a maioria dos planetas observados com o HST são Hot-Júpiter que ainda mantêm uma atmosfera primária. Ao contrário dos planetas gigantes, há poucas observações de HST de pequenos planetas próximos na região de transição entre super-Terras e sub-Neptunes, no entanto, eles são a população representativa de planetas detectados com levantamentos de trânsito e velocidade radial. Esses pequenos planetas podem ter uma atmosfera secundária. Eles devem atrair a atenção nos próximos anos e, portanto, como segundo objetivo deste projeto, investigamos a evolução da atmosfera de pequenos planetas próximos observando as relações entre seu raio, insolação e densidade. Embora a presença de uma atmosfera secundária possa ser um dos fatores-chave para a habitabilidade dos planetas terrestres, outros fatores podem ter um impacto e devem ser levados em consideração, como a atividade da estrela hospedeira. Portanto, nosso objetivo final é determinar a habitabilidade dos planetas terrestres usando uma atmosfera primitiva ou atual semelhante à da Terra sob o ambiente de uma estrela em arco. Além disso, também analisamos se um oceano nesses planetas ajudaria a proteger a vida da prejudicial radiação UV estelar. - TeseAbsorção de ondas de rádio de alta frequência durante explosões solaresPaulo, Cláudio Machado (2021-08-08)
Centro de Rádio Astronomia e Astrofísica Mackenzie (CRAAM)
Durante uma explosão solar são liberadas grandes quantidades de radiação em raios X e raios Ultravioleta, estas são radiações que ionizam e alteram a densidade eletrônica da Ionosfera terrestre. O aumento da densidade eletrônica pode provocar a absorção de ondas de rádio, que em eventos muito intensos causam blecautes, estes são períodos onde não há comunicação via rádio e podem durar minutos até horas. Nesta tese é descrito o modelo D Region Absorption Prediction-D-RAP (desenvolvido pela National Oceanic and Atmospheric Administration - NOAA) utiliza o valor da maior frequência afetada em 1 dB - HAF para determinar a absorção em ondas de rádio com frequência da banda de alta frequência (High Frequency - HF, 3 MHz - 30 MHz). Este modelo é utilizado para emitir alerta de blecaute. A técnica para obter a curva de referência (curva quieta do dia) para o ruído cósmico é utilizada para calcular a absorção do ruído cósmico (Cosmic Noise Absorption - CNA) durante uma explosão solar. O pacote de ferramentas chamado GEometry ANd Tracking 4 (GEANT4) é utilizado para obter a taxa de produção de elétron-íon devido à incidência de radiação em raios X sobre a atmosfera. A taxa de produção de elétron-íon é utilizada no modelo desenvolvido por Gluchov-Pasko-Inan (GPI model) para calcular numericamente a densidade eletrônica da Ionosfera entre as altitudes de 50 km e 100 km. A absorção de ondas de rádio é calculada com o coeficiente de absorção de uma onda eletromagnética com frequências de 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 38,2 MHz, utilizando o perfil de densidade eletrônica temporal. O trabalho permite assim descrever a distribuição vertical do excesso de densidade provocado pela incidência de fótons de raios X com energias maiores que 5 keV abaixo de 90 km. - DissertaçãoAprendizado de máquina para detecção de exoplanetas em dados da missão TESSAndrade, Israel da Silva Rodrigues de (2021-08-16)
Centro de Rádio Astronomia e Astrofísica Mackenzie (CRAAM)
A detecção de exoplanetas com base em curvas de luz pode ser um procedimento de alto custo computacional, especialmente quando tais curvas possuem alto nível de resolução temporal, como aquelas produzidas pela Missão TESS. O pré-processamento de curvas de luz baseado em Aprendizado de Máquina já foi utilizado com sucesso na Missão Ke pler, pela parceria entre a NASA e a Google (com o modelo tensorial do TensorFlow), permitindo excluir curvas de luz que não poderiam ter trânsitos planetários e reduzindo a quantidade de dados a serem processados posteriormente. Neste contexto, esta dissertação apresenta aplicação de outras técnicas de Aprendizado de Máquina como Árvores de Decisão, Florestas Aleatórias e Boost para reduzir o número de curvas de luz obtidas da Missão TESS que, efetivamente, podem reconhecer se há trânsitos planetários. Também são mostrados e comentados os resultados de exploração destas técnicas em curvas de luz da Missão TESS. - TeseBlendas e nanocompósitos poliméricos de alto desempenho mecânico formados por polietilenos de alta massa molar e óxido de grafenoFerreira, Eder Henrique Coelho (2021-08-16)
Centro de Rádio Astronomia e Astrofísica Mackenzie (CRAAM)
O presente trabalho trata-se do desenvolvimento de novos materiais, blendas de polietileno de alta massa molar (PEAMM) contendo polietileno de ultra alta massa molar (PEUAMM) e nanocompósitos de PEAMM e de PEAMM-PEUAMM contendo óxido de grafeno multicamadas (mGO), com melhores propriedades tribológicas do que o PEUAMM. O PEUAMM é um polímero de engenharia de alto desempenho tribológico, apresentando desempenho superior aos outros polímeros. No entanto, mesmo o PEUAMM possuindo essa característica, durante o uso ele pode sofrer facilmente degaste abrasivo, devido às condições severas que ele é submetido. Logo, o desenvolvimento de novos materiais com melhor desempenho é desejável para muitas aplicações tribológicas. Três etapas de estudos foram realizadas para se obter novos materais com melhor desempenho do que o PEUAMM. Na I Etapa, blendas de PEAMM e de PEAD contendo PEUAMM foram obtidas via extrusão dupla rosca. Nesse estudo um novo conceito, baseado no fenômeno de healing, é sugerido para a obtenção de blendas de polietileno. As blendas de polietileno apresentaram altíssimo desempenho mecânico e tribológico, quando moldados em uma prensa a quente em tempo suficiente para que o fenômeno de healing (máximo grau de mistura) fosse completado na interfase polietileno-polietileno. Nesse primeiro estudo é mostrado pela primeira vez que é possiviel obter blendas de polietileno, PEAMM-PEUAMM (< 40 % em massa), com melhor desempenho tribológico do que o PEUAMM. A II Etapa desse trabalho foi dedicada ao estudo dos nanocompósitos e compósitos de PEAMM contendo cargas carbonáceas, mGO, óxido de grafite e grafite. O foco desse estudo foi sobre a influência dos aglomerados dessas cargas nas propriedades reológicas e mecânicas dos polímeros. Outros compósitos de poliestireno e de PEAD contendo essas cargas foram produzidos para complementar o estudo. A principal conclusão obtida nessa etapa foi que os aglomerados, através do fenômeno de superlubrificação, podem agir tenacificando e reduzindo a viscosidade dos polímeros, desde que estejam presentes em baixas concentrações. Essa observação é uma mudança de paradigma, uma vez que os aglomerados sempre foram vistos como prejudiciais às propriedades dos polímeros, mas o oposto é sugerido nesse trabalho. Após o desenvolvimento de blendas de polietileno de alto desempenho tribológico (I Etapa) e com a compreensão da influência dos aglomerados das cargas carbonáceas nas propriedades dos polímeros (II Etapa), a III Etapa do trabalho estudou os nanocompósitos de PEAMM e de PEAMM-PEUAMM contendo diferentes concentrações de mGO (0,01, 0,05 e 0,1 % em massa). Todos os nanocompósitos produzidos apresentaram desempenho tribológico (alta resistência ao degaste e baixo coeficiente de fricção) superior ao PEUAMM. O PEAMM-PEUAMM-mGO (0,1 % em massa) foi o nanocompósito com melhor desempenho dentre os materiais estudados. Esse resultado pode ser atribuído a três fatores que foram anteriormente elucidados na I e na II Etapa. O primeiro fator está associado ao alto grau de mistura na interfase polietileno-polietileno, que é uma decorrência da obtenção desse nanocompósito baseado no fenômeno de healing (I Etapa). O segundo e o terceiro fatores estão associados à influência do mGO bem esfoliado e do mGO aglomerado contido no nanocompósito, que agem através do mecanismo de reforço e do fenômeno de superlubrificação, respectivamente (II Etapa). Como resultado final desse trabalho, três novos materiais, a blenda PEAMM PEUAMM (<40 % em massa), o nanocompósito PEAMM-mGO e o nanocompósito PEAMM PEUAMM-mGO, foram desenvolvidos com melhor desempenho tribológico do que o PEUAMM. Portanto, esse trabalho apresenta três materiais com potencial de substituir o PEUAMM nas aplicações onde seu desempenho é insatisfatório.