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Centro de Astrofísica da Universidade do Porto

Estudando o Interior das Estrelas a Partir do Espaço

FCOMP-01-0124-FEDER-009292 & PTDC/CTE-AST/098754/2008

Investigador responsável
Margarida S. Cunha

O objectivo principal do projecto é contribuir de forma significativa para a compreensão da estrutura e evolução estelar. Para tal iremos estudar estrelas variáveis (clássicas e do tipo solar) de massa baixa e intermédia, em diferentes fases de evolução (Cunha et al, 2007). Os estudos serão centrados na análise e interpretação dos dados da missão espacial Corot (França e ESA) e da missão Kepler (NASA), que sera lançada em Março de 2009. A qualidade e o valor estatístico dos dados que serão adquiridos por estes satélites deverão mudar de forma muito significativa a compreensão corrente da evolução estelar. O acesso a estes dados está garantido pela participação activa da equipa nas duas missões. Em particular, dois membros da equipa são co-Is da missão Corot, e um é Co-l da missão Kepler, sendo que toda a equipa participa no Kepler Asteroseismic Science Consortium (KASC). Dadas as competências dos seus membros, estamos certos de que a nossa equipa estaráa em posição de desempenhar um papel fundamental nos principais desenvolvimentos esperados nesta área de investigação.

A nossa atenção incidirá sobre a compreensão de aspectos especifícos da física do interior das estrelas considerados de particular importância para a correcta modelação das mesmas. Estes incluem os processos de mistura e segregação, tais como a convecção, difusão e fenómenos de mistura associados a rotação. Iremos também abordar algumas das implicações que a presença de planetas terá na evolução estelar, fazendo a ligação entre a física estelar e a física planetária. A estratégia do projecto consiste em abordar questões de particular importância associadas a todas as fases da investigação de estrelas variáveis, desde a aquisição dos dados até a inferência sobre a estrutura e dinâmica do interior das estrelas. A filosofia subjacente a esta estratégia é a de que o valor dos resultados científicos dependerá da nossa capacidade de optimizar cada etapa envolvida no processo de estudo. Com esta estratégia garantiremos também a optimização da eficiência da nossa equipa, que se caracteriza por fortes componentes teórica e observacional.

o projecto será organizado em três "work packages" distintos. O primeiro deles abrange questões relacionadas com a aquisição de dados sísmicos e a sua análise, e inclui todas as etapas desde a aquisição dos dados até à extracção das amplitudes e frequências de oscilação, bem como das pequenas e grandes separações de frequência, quando existam. Deverá ainda incluir a aquisição e anáalise de dados não sísmicos, necessários para complementar os estudos de asterossismologia. Será dada especial atenção ao desenvolvimento de novas metodologias para a análise dos dados, guiado por desafios especifícos colocados pelas especificidades dos dados espaciais e terrestres, bem como pela necessidade de quantificar as incertezas sobre os parâmetros extraídos a partir dos dados. O segundo "work package" deverá incluir aspectos relacionados com o desenvolvimento das ferramentas para modelação das estrelas e das suas pulsações, bem como o desenvolvimento de novas metodologias para inferência sísmica. Em particular, iremos incluir, nos código de evolução estelar e de pulsações, formulações de todos os aspectos da física que nos propomos estudar. Iremos também desenvolver e implementar numericamente novas metodologias direccionadas para o confronto entre os modelos e os dados observacionais, bem como desenvolver novas ferramentas de diagnóstico destinadas a isolar as assinaturas (nos dados sísmicos) de determinadas regiões do interior estelar. O terceiro "work package" incidirá sobre o confronto entre os resultados da análise de dados e os modelos e ferramentas de inferência. A partir desse confronto, iremos extrair um conjunto de parâmetros para o melhor modelo de cada estrela, nomeadamente a massa, a abundância inicial de hidrogénio e hélio, parâmetros relacionados com a convecção, idade e, no caso de estrelas Ap, constrangimentos à topologia e magnitude do campo magnético. Esperamos ainda estimar directamente a partir dos dados, o tamanho do núcleo convectivo de estrelas ligeiramente mais massivas que o sol e caracterizar o perfil da velocidade do som na região fronteira entre o núucleo e o envelope das mesmas. Finalmente iremos testar detalhes da física em regiões do interior da estrela onde a estrutura varia de forma acentuada, tais como as fronteiras entre regiões convectivas e radiativas e regiões de acentuado gradiente químico, bem como processos dinâmicos relacionados com a rotação e o acoplamento entre convecção e pulsação.

A Asterossismologia é uma área de investigação recente que tem sofrido um rápido desenvolvimento. Embora este projecto tenha por base o estudo de um determinado conjunto de estrelas, deve ser evidente que os resultados do mesmo terão implicações na nossa capacidade de modelar estrelas em geral.

Membros do projecto no CAUP:

- Ahmed Grigahcene
- Isa Brandão
- Joana Sousa
- Margarida Cunha
- Mário João Monteiro
- Michael Bazot
- Sérgio Sousa
- Tiago Campante

Instituição financiadora
Fundação para a Ciência e a Tecnologia

Início: 15 fevereiro 2010
Fim: 14 fevereiro 2013

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Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço

O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço é (IA) é uma nova, mas muito aguardada, estrutura de investigação com uma dimensão nacional. Ele concretiza uma visão ousada, mas realizável para o desenvolvimento da Astronomia, Astrofísica e Ciências Espaciais em Portugal, aproveitando ao máximo e realizando plenamente o potencial criado pela participação nacional na Agência Espacial Europeia (ESA) e no Observatório Europeu do Sul (ESO). O IA é o resultado da fusão entre as duas unidades de investigação mais proeminentes no campo em Portugal: o Centro de Astrofísica da Universidade do Porto (CAUP) e o Centro de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Lisboa (CAAUL). Atualmente, engloba mais de dois terços de todos os investigadores ativos em Ciências Espaciais em Portugal, e é responsável por uma fração ainda maior da produtividade nacional em revistas internacionais ISI na área de Ciências Espaciais. Esta é a área científica com maior fator de impacto relativo (1,65 vezes acima da média internacional) e o campo com o maior número médio de citações por artigo para Portugal.

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