TCC Física

The stellar population content of globular cluster systems through SED fitting in multi-band surveys

Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT

The stellar population content of globular cluster systems through SED fitting in multi-band surveys Floriano, Pedro Ribeiro Globular clusters (GCs) are some of the oldest structures in the Universe, dating back to at least 10 billion years. They are formed by thousands to millions of gravitationally bound stars contained in a roughly spherical shape, hence the name “globular”. Additionally, GCs are considered to be very stable structures, thus, studying them allows us to unveil many aspects of their host galaxy formation and evolution. In this collaborative study, we apply methods of photometric analysis with the objective of deriving physical properties of extragalactic globular clusters. We analyze a sample of 5 nearby (∼5 Mpc) late-type galaxy systems: NGC 2403, NGC 4236, NGC 4244, NGC 4449, and the M81 Triplet. When available (e.g., for studying NGC 2403), we use the data from the Javalambre-Photometric Local Universe Survey (J-PLUS) 12-band imaging and the recently released 4 redder bands from Euclid, to create photometric catalogs for an LSST-like filter system. Via SourceExtractor and a custom Python script, we extract the GCs candidates together with their photometric information. Finally, we apply spectral energy distribution (SED) fitting to determine the stellar population parameters of the candidates (i.e., age and metallicity). We use the Code Investigating GALaxy Emission (CIGALE), which takes the candidates’ photometry as input, as well as a spectral library and star formation history model chosen. From that, the code applies Bayesian inference to find the best-fit parameters. Here, we identify that the Single Stellar Population (SSP) model BC03, one of the main SSP models in CIGALE has a deficient resolution in the near-infrared (1 − 2.5µm) part of the spectrum, therefore, we implement a new model, derived from the interpolation of BC03 and the X-Shooter Library (XSL) model. Here we present the results found for age and metallicity estimates for GC systems in our sample galaxies, besides revisiting the study on NGC 1023. We study the effects of using the different SSP models and different sets of filters, including an LSST-like set of filters. The final goal of this work is to produce value added catalogs of GCs containing their ages and metallicities, and finally study their host galaxy’s assembly. All achieved without the need for high-cost spectroscopy.; Aglomerados Globulares (GCs) são algumas das estruturas mais antigas do Universo, datando de pelo menos 10 bilhões de anos. Essas estruturas são compostas por milhares a milhões de estrelas ligadas gravitacionalmente e dispostas em uma forma aproximadamente esférica, daí o nome "globular". Além disso, os GCs são considerados estruturas muito estáveis, o que torna seu estudo uma ferramenta valiosa para desvendar diversos aspectos da formação e evolução de suas galáxias hospedeiras. Neste estudo colaborativo, aplicamos métodos de análise fotométrica com o objetivo de determinar as propriedades físicas de aglomerados globulares extragalácticos. Analisamos uma amostra de 6 galáxias late-type próximas (~5 Mpc): NGC 2403, NGC 1023, NGC 4236, NGC 4244, NGC 4449 e o Tripleto M81. Quando possível (e.g. para o estudo da NGC 2403) usamos os dados do Javalambre-Photometric Local Universe Survey (J-PLUS) com imagens em 12 bandas e as 4 bandas mais vermelhas recentemente liberadas pelo telescópio Euclid, para criar catálogos fotométricos para um sistema de filtros tipo LSST. Através do SourceExtractor e de um script em Python personalizado, extraímos os candidatos a GCs junto com suas informações fotométricas. Por fim, aplicamos o método de SED fitting para determinar os parâmetros das populações estelares dos candidatos (i.e. idade e metalicidade). Utilizamos o código Code Investigating GALaxy Emission (CIGALE), que usa a fotometria dos candidatos como entrada, além de uma biblioteca espectral e um modelo de história de formação estelar escolhidos. A partir disso, o código aplica inferência Bayesiana para encontrar os parâmetros que melhor se ajustam aos dados. Aqui, identificamos que o modelo de População Estelar Única (SSP) BC03, um dos principais modelos de SSP no CIGALE, apresentava uma resolução deficiente na parte do espectro no infravermelho próximo (1−2.5µm, portanto, fizemos um esforço para implementar um novo modelo, derivado da interpolação entre o BC03 e o modelo X-Shooter Library (XSL). Este novo modelo é referido simplesmente como XSL para simplicidade. Apresentamos aqui os resultados encontrados para a estimativa de idade e metalicidade de sistemas de GCs em nossa amostra de galáxias, além de revisitar o estudo da NGC 1023. Nós estudamos os efeitos do uso de diferentes modelos de SSP e diferentes conjuntos de filtros, incluindo um conjunto de filtros semelhante ao do LSST. O objetivo final deste trabalho é produzir catalogos de GCs com seus valores de idade e metalicidade, e finalmente estudar a formação das galáxias hospedeiras. Tudo isso sem a necessidade de espectroscopia de alto custo.

Searching for globular clusters in nearby late-type galaxies using multi-band surveys

Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT

Searching for globular clusters in nearby late-type galaxies using multi-band surveys Lopes, Pedro dos Santos This work investigates the presence and characteristics of Globular Clusters (GCs) systems, compact and densely populated stellar objects in late-type galaxies, with distances less than 5 Mpc. These clusters play an essential role in comprehending the fundamental process tied to galactic formation and evolution. These stellar systems are ancient objects, with ages greater than 10 billion years, and are valuable indicators of the chemo-dynamical process of the galactic environment. The present research uses photometric catalogues from J-PLUS, which provides detailed and comprehensive observations of the sky in 12 different optical bands. This data allows us to identify and analyze globular clusters systematically in the nearby Universe, using precise criteria based on the photometric and morphological properties of these objects. To this end, the work seeks to develop and implement automated methods of selection that maximize the efficiency and precision in the identification of the clusters, employing computational tools and techniques of data analysis. The study is also directed to explore the relation between globular clusters and their host galaxies, investigating aspects such as spatial distribution, metallicity, and age of the clusters to identify the correlation between the properties of the clusters and the evolutionary processes of their host galaxy and their environment. This approach allows us to deepen our understanding not only of the formation of star-forming galaxies but also of globular clusters, which act as fossil records of the early Universe. Thus, this work not only seeks to contribute to the understanding of the evolution of galaxies but also to expand the understanding of globulars as fundamental components of extragalactic astrophysics, by creating different photometric catalogues for nearby spiral galaxies.; Este trabalho tem como objetivo investigar a presença e as características de sis- tema de Aglomerados Globulares (AGs), do inglês Globular Clusters (GCs), objetos estelares compactos e densamente povoados, em galáxias do tipo tardio de estrelas próximas, com distâncias menores que 5 Mpc. Esses aglomerados desempenham um papel fundamental na compreensão de processos essenciais ligados à formação e evolução das galáxias. Esses sistemas estelares são objetos antigos, com idades superiores a 10 bilhões de anos, e são valiosos indicadores de processos dinâmicos e químicos do ambiente galáctico. A pesquisa utiliza catálogos fotométricos prove- nientes do J-PLUS, os quais fornecem obsevações detalhadas e abrangentes do céu em 12 bandas ópticas. Esses dados permitem identificar e analisar aglomerados globulares de forma sistemática no Universo próximo, utilizando critérios precisos baseados nas propriedades fotométricas e morfológicas desses objetos. Para isso, o trabalho busca desenvolver e implementar métodos automatizados de seleção que maximizem a eficiência e a precisão na identificação dos aglomerados, empregando ferramentas computacionais e técnicas de análise de dados. O estudo também visa explorar a relação entre os aglomerados globulares e suas galáxias hospedeiras, investigando aspectos como distribuição espacial, metalicidade e idade dos aglomer- ados e identificar correlações entre as propriedades dos aglomerados e os processos evolutivos de sua galáxia hospedeira e com o ambiente galáctico. Essa abordagem permite aprofundar o entendimento tanto da formação das galáxias do tipo tardio quanto dos próprios aglomerados globulares, que são registros fósseis dos estágios iniciais do Universo. Dessa forma, este trabalho não só busca contribuir para o entendimento sobre a evolução das galáxias, mas também aprofunda a compreensão sobre os globulares como componentes fundamentais da astrofísica extragaláctica, a partir da criação de catálogos fotométricos de galáxias do tipo tardio.

Caracterização de indutores em baixas frequências : métodos, limitações e análise experimental

Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT

Caracterização de indutores em baixas frequências : métodos, limitações e análise experimental Smiderle, Pedro Henrique Este trabalho apresenta um estudo comparativo sobre técnicas de medida de indutância, destacando suas limitações, desafios e aplicabilidades. Dá-se ênfase às medições realizadas em baixas frequências (< 20 Hz), analisando os principais limitantes das técnicas nesse regime, em que efeitos parasitas e o ruído externo são proeminentes. São avaliadas metodologias convencionais de medição, como o uso de medidores LCR e técnicas baseadas em gerador de funções e osciloscópio, além de propor uma alternativa baseada na utilização de amplificadores lock-in. As medições experimentais foram realizadas no Laboratório de Supercondutividade e Magnetismo, do Instituto de Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), permitindo identificar na prática os principais limites de operação de cada abordagem. Os resultados evidenciam que, embora as técnicas convencionais apresentem bom desempenho em faixas intermediárias de frequência, sua precisão se deteriora significativamente no regime de baixas frequências. O amplificador lock-in demonstrou maior confiabilidade neste cenário, permitindo a determinação da indutância em frequências tão baixas como 1 Hz. Isso se deve majoritariamente à sua capacidade de medição discriminada das componentes em fase e quadratura de sinais de baixa amplitude imersos em ruído.

Estimativa da seção de choque de fotoprodução do méson Upsilon com dados do experimento CMS

Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT

Estimativa da seção de choque de fotoprodução do méson Upsilon com dados do experimento CMS Bianchi, Fernando O méson Upsilon é um dos mésons pesados que podem ser produzidos no LHC. Um dos possíveis processos para isso é a fotoprodução deles em colisões próton-próton. O méson Upsilon tem um de seus decaimentos em pares de múons, tornando o detector CMS do LHC uma ótima ferramenta para sua reconstrução. Neste trabalho, foi realizada uma análise de dados experimentais do CMS, coletados durante o Run 1, visando investigar a fotoprodução deste méson e efetuar uma medida preliminar de sua seção de choque. Para isso, foram utilizadas técnicas de análise de dados com Python, Pandas, CERN ROOT e Jupyter Notebooks. A análise de dados envolve cortes de seleção baseados em diversos critérios, como massa dos pares de múons e critérios de seleção online (trigger). A análise resultou na construção de diversos histogramas de controle, como espectro de massa invariante, distribuição do momento transverso (pT ), variável η e fluxo de cortes (cutflow). Por fim, foi realizado um ajuste estatístico e, com esses resultados, foi obtido um valor para a estimativa de seção de choque do méson Upsilon de σ = 215 ± 14 pb. Este valor demonstrou consistência com medidas realizadas por outros experimentos.; The Upsilon meson is one of the heavy mesons that can be produced at the LHC. One possible production is its photoproduction in proton-proton collisions. The Upsilon meson decays into muon pairs, making the CMS detector at the LHC an excellent tool for its reconstruction. This work presents an analysis of experimental data from CMS, collected during Run 1, aiming to investigate the photoproduction of this meson and measure its cross section. For this purpose, data analysis techniques using Python, Pandas, CERN ROOT, and Jupyter Notebooks were employed. The analysis involves selection cuts based on various criteria, such as the invariant mass of muon pairs and online selection (trigger) requirements. The analysis resulted in the construction of several control histograms, such as the invariant mass spectrum, transverse momentum (pT ) distribution, and η variable and cutflow. Finally, a statistical fit was performed, providing the estimated cross-section of the Upsilon meson of σ = 215 ± 14 pb. This value demonstrates consistency with measurments performed by other experiments.