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En este Trabajo de Tesis se investigan los procesos involucrados en el desarrollo de la Relación Color Magnitud (RCM) de galaxias en cúmulos. Esta relación comprende galaxias de tipo temprano y corresponde a la secuencia roja (SR) observada en el plano color magnitud. La distribución de galaxias en este plano es bimodal en los colores y parte de las galaxias se distribuyen en una zona difusa llamada “nube azul”. La SR está formada mayormente por galaxias pobres en gas con baja formación estelar, prototípicamente galaxias de tipo temprano. Estas galaxias constituyen el objeto de estudio de la presente investigación y la relación color magnitud que las caracteriza será referida como RCM.

Se presenta en este trabajo una propuesta didáctica con uso de TIC’s que aborda la evolución en el concepto de elementalidad . La propuesta incluye la elaboración de un texto sobre la evolución de las ideas en torno a los constituyentes básicos de la materia, la creación de un conjunto de actividades sobre la física de partículas y la construcción de un sitio web dedicado al tema. Las actividades se desarrollan en torno al fenómeno de scattering, y tienen como objeto incorporar un conjunto de conceptos centrales para comprender el trabajo en física de partículas elementales. Todo el material desarrollado se encuentra alojado en el sitio web creado para la presente propuesta didáctica. El trabajo se compone de ocho capítulos. En el capítulo primero se justifica la realización del trabajo y se plantean los objetivos del mismo. En el segundo capítulo se realiza una revisión de investigaciones en enseñanza de la Física Moderna y de propuestas didácticas con uso de TIC’s. El tercer capítulo consta de una descripción de la propuesta en cuestión. Los capítulos 4 y 5 presentan respectivamente las dos partes del texto sobre la evolución del concepto de elementalidad, elaborado para docentes interesados en la temática. En los capítulos 6 y 7 se describe la metodología y los resultados de aplicación de la propuesta con alumnos de profesorado en Física. Finalmente, el último capítulo presenta las conclusiones generales del trabajo. La presentación de la propuesta se realizó con un grupo de alumnos de Profesorado en Física y Física Aplicada, del Instituto Nacional Superior del Profesorado Técnico (INSPT-UTN) en el marco de la materia Física Contemporánea II. La evaluación de la puesta en práctica se llevó a cabo mediante las observaciones de clase, discusiones posteriores a las actividades, resolución de cuestionarios y la concreción de una encuesta anónima. Los resultados se conciben en forma descriptiva, dado que el número de alumnos no fue suficiente como para efectuar una estadística confiable. Luego del desarrollo de las actividades, los alumnos han manifestado abiertamente su interés en los temas trabajados. Sin embargo, las encuestas muestran que los alumnos no consideran que la enseñanza de partículas elementales debe ser una prioridad en el nivel medio, lo cual puede ser un disparador para trabajos futuros sobre la concepción de los alumnos de Profesorado en Física sobre la enseñanza de temas Física Contemporánea en el nivel medio.

El cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter constituye un ejemplo a menor escala del gradiente de elementos observados en los planetas del Sistema Solar. Preservan el registro de la composición y mecánica del origen del Sistema Solar. Los asteroides Hildas en resonancia 3:2 con Júpiter (∼ 4 UA), tienen alto porcentaje de materiales volátiles, son una población dinámicamente muy estable aunque colisionalmente activa, y por tanto tienen una cierta tasa de despoblación. En esta tesis estudiamos la evolución dinámica de esta población mediante simulaciones numéricas con un código simpléctico híbrido realizado por el Dr. Adrián Brunini y colaboradores y realizamos una pseudo evolución colisional. El objetivo de este trabajo es estudiar las rutas que siguen los Hildas que escapan de la resonancia y su contribución a diferentes poblaciones y procesos en el Sistema Solar.

Tesis (DCI)--FCEFN-UNC, 2014

Las estrellas variables son objetos magníficos para explorar el interior estelar y someter a prueba teorías de evolución estelar mediante la astrosismología. La astrosismología es una potente herramienta de la astrofísica estelar que permite obtener información valiosa de una dada población estelar, como la masa estelar, la estructura interna, la metalicidad, la distancia, la velocidad de rotación, etc, mediante la comparación de observaciones y el modelado de las pulsaciones estelares. Las estrellas variables delta Scuti (DSC) y gamma Doradus (GDR) yacen en una de las más complejas e interesantes regiones del diagrama Hertzsprung-Russell (H-R), la parte inferior de la banda clásica de inestabilidad y su intersección con la Secuencia Principal (SP), hacia temperaturas comprendidas entre 6700 K y 8500 K. La complejidad y el interés de esta región reside en el gran número de diversas familias de estrellas variables transitando diferentes estadios evolutivos: la pre-SP, la SP y la post-SP. Históricamente, las variables DSC son reconocidas por presentar pulsaciones en un rango de altas frecuencias, correspondientes principalmente a modos radiales y no radiales de presión (p) de bajo e intermedio orden radial (n). Por otra parte las estrellas GDR se distinguen por exhibir pulsaciones en un rango bajo de frecuencias, correspondientes a modos de gravedad (g) de alto orden radial. La banda de inestabilidad de estas estrellas se superpone parcialmente en una región en la cual encontramos a las variables denominadas híbridas DSC-GDR. Estas estrellas poseen un excelente potencial astrosismológico, dado que exhiben simultáneamente modos de oscilación p y g, los cuales permiten explorar las capas externas y a su vez el núcleo, respectivamente, abarcando por completo su estructura interna. En esta tesis, explotamos el potencial astrosismológico de las variables híbridas DSC-GDR, haciendo uso de herramientas numéricas de última generación para modelar la evolución estelar y la estructura interna de estas estrellas, como así también el espectro de frecuencias. Además, llevamos a cabo un análisis exhaustivo de la curva de luz y el espectro de frecuencias de una estrella híbrida DSC-GDR con actividad superficial a partir de los datos proporcionados por la misión CoRoT. Algunos resultados importantes de este trabajo son la determinación de los parámetros estelares de cinco estrellas híbridas DSC-GDR y el descubrimiento de la primer estrella híbrida DSC-GDR con manchas reportada hasta el momento. Existe además otro tipo de estrellas variables con características espectroscópicas muy similares a las DSC y GDR que pueblan parcialmente la región del diagrama Teff-log g donde se hallan usualmente estas estrellas. Este tipo de variables descubierto recientemente, lo conforman los progenitores de enanas blancas de masa extremadamente baja (o pre-ELMV de sus siglas en inglés) cuyo rango de frecuencias se superpone parcialmente con el de las DSC. La presencia de pre-ELMV en esta región aumenta la diversidad de variables y hace más compleja la correcta clasificación de estrellas en esta región. En esta tesis, brindamos además herramientas astrosismológicas para distinguir entre las variables DSC y los progenitores de las enanas blancas de masa extremadamente baja.

Las estrellas variables son objetos magnificos para explorar el interiorestelar y someter a prueba teorias de evolucion estelar mediante la Astrosismologia. La Astrosismologia es una potente herramienta de la astrofisica estelar que permite obtener informacion valiosa de una dada poblacion estelar, como la masa estelar, la estructura interna, la metalicidad, la distancia, lavelocidad de rotacion, etc, mediante la comparacion de observaciones y elmodelado de las pulsaciones estelares.Las estrellas variables delta Scuti (delta Sct) y gamma Doradus (gamma Dor) yacen en una de las mas complejas e interesantes regiones del diagrama Hertzsprung-Russell (H-R), la parte inferior de la banda clasica de inestabilidad y su interseccion con la Secuencia Princial (SP), hacia temperaturas comprendidas entre 6700 K y 8500 K. La complejidad y el interes de esta region reside en el gran numero de diversas familias de estrellas variables transitando diferentes estadios evolutivos: la pre-SP, la SP y la post-SP. Historicamente, las variables delta Sct son reconocidas por presentarpulsaciones en un rango de altas frecuencias, correspondientes principalmentea modos radiales y no radiales de presion (p) de bajo e intermedio ordenradial (n). Por otra parte las estrellas gamma Dor se distinguen por exhibir pulsaciones en un rango bajo de frecuencias, correspondientes a modos de gravedad g de alto orden radial. La banda de inestabilidad de estas estrellas se superpone parcialmente en una region en la cual encontramos a las variables denominadas hibridas delta Sct-gamma Dor. Estas estrellas poseen un excelente potencial astrosismologico, dado que exiben simultaneamente modos de oscilacion p y g, los cuales permiten explorar las capas externas y a su vez el nucleo, respectivamente, abarcando por completo su estructura interna.En esta tesis, explotamos el potencial astrosismologico de las variables hibridas delta Sct-gamma Dor, haciendo uso de herramientas numericas de ultima generacion para modelar la evolucion estelar y la estructura interna de estas estrellas, como asi tambien el espectro de frecuencias. Ademas, llevamos a cabo un analisis exhaustivo de la curva de luz y el espectro de frecuencias de una estrella hibrida delta Sct-gamma Dor con actividad superficial a partir de los datos proporcionados por la mision CoRoT. Algunos resultados importantes de este trabajo son la determinacion de los parametros estelares de cinco estrellas hibridas delta Sct-gamma Dor y el descubrimiento de la primer estrella hibrida delta Sct-gamma Dor con manchas reportada hasta el momento.Existe ademas otro tipo de estrellas variables con caracteristicas espectroscopicas muy similares a las delta Sct y gamma Dor que poblan parcialmente la region del diagrama Teff-log g donde se hallan usualmente estas estrellas. Este tipo de variables descubierto recientemente, lo conforman los progenitores de enanas blancas de masa extremadamente baja (pre-ELMV) cuyo rango de frecuencias se superpone parcialmente con el de las delta Sct. La presencia de pre-ELMV en esta region aumenta la diverisdad de variables y complejiza la correcta clasificacion de estrellas en esta region. En esta tesis, brindamos ademas herramientas astrosismologicas para distinguir entre las variables delta Sct y los progenitores de las enanas blancas de masa extremadamente baja.

Fil:Mairal, María Liliana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

Las enanas blancas constituyen el destino final más común de las estrellas. En efecto, se espera que ese sea el final evolutivo de la gran mayoría de las estrellas que pueblan el Universo. La mayor parte de las enanas blancas posee envolturas de hidrógeno (H), tiene una masa promedio de ∼ 0.6 Mo, y núcleo de carbono y oxígeno. Además, existe una población de enanas blancas con masa < 0.45 Mo, y se espera que sus núcleos sean de helio (He). Se cree que estas estrellas se originan en sistemas binarios de estrellas de baja masa que experimentan episodios intensos de pérdida de masa cuando atraviesan la rama de las gigantes rojas, antes de que se produzca el flash de He. El escenario de evolución binaria es fundamental para poder explicar que, dentro de la edad del Universo, logren alcanzar la etapa de enana blanca. Dentro de la población de enanas blancas de baja masa se distinguen a las enanas blancas de masa extremadamente baja (ELM, por sus siglas en inglés), con M* < 0.18 − 0.20 Mo, de aquellas con masa en el rango de 0.18 − 0.20 < M* < 0.45 Mo, principalmente por presentar diferencias muy importantes en sus tiempos evolutivos y propiedades pulsacionales. En los últimos años se ha detectado un gran número de enanas blancas de baja masa, y en particular, de ELMs. La detección de variaciones periódicas de brillo en algunas enanas blancas de baja masa, compatibles con modos de gravedad (g) no radiales, define una nueva clase de estrellas variables (genéricamente denominada ELMV) y abre la posibilidad única de investigar sus interiores mediante la astrosismología. Basándose en la comparación entre los períodos observados en la estrella bajo estudio y los períodos teóricos calculados para modelos estelares representativos de enanas blancas, esta técnica permite obtener información de la estructura interna, que de otro modo no podría conocerse, a la vez que posibilita estimar parámetros fundamentales como la masa estelar. Recientemente se han detectado también pulsaciones en estrellas que se cree son precursoras de las ELMVs, y que se denominan pre-ELMVs. Esta Tesis está enfocada al estudio de estrellas enanas blancas ELMV, fundamentalmente mediante la astrosismología, sobre la base de los modelos evolutivos representativos de las enanas blancas de baja masa con núcleo de He generados por Althaus et al. (2013), caracterizados por una envoltura de H gruesa. En primer lugar, hemos realizado un análisis de las tasas teóricas de cambio de períodos para ELMVs y pre-ELMVs, explorando su dependencia con la masa estelar y la temperatura efectiva (Calcaferro et al. 2017a). Para ello, estudiamos el valor que adoptan las tasas teóricas de cambio de períodos en las etapas evolutivas donde es viable observar estos objetos, y encontramos que la magnitud esperada de esta cantidad toma distintos valores para cada etapa, y además, es diferente para enanas blancas de baja masa pulsantes con 0.18 − 0.20 < M* < 0.45 Mo y ELMs (M* < 0.18 − 0.20 Mo). Así, una eventual medición de la tasa de cambio de períodos permitiría situar evolutivamente a una estrella pulsante de este tipo, a la vez que podría ayudar a distinguir si se trata de una ELM. A continuación, hemos realizado el primer análisis astrosismológico aplicado a todas las ELMVs conocidas hasta el momento, lo cual ha permitido estimar cantidades como la masa estelar, la gravedad superficial y la temperatura efectiva (Calcaferro et al. 2017b). En la mayoría de los casos las soluciones encontradas están en buen acuerdo con las dadas por otras determinaciones aunque, al no resultar unívocas, hemos tenido que emplear restricciones externas al método para poder elegir una solución. Esto puede deberse en parte al número bajo de períodos detectados en estas estrellas, pero también al hecho de que solo hemos considerado modelos caracterizados por una envoltura gruesa de H. Debido a la incerteza que existe respecto al espesor de la envoltura de H en estas estrellas, heredada de una incerteza en el canal de formación (particularmente, la forma en que ocurre la transferencia de masa en el sistema binario), es posible que algunas estén caracterizadas por envolturas delgadas de H. Con esta motivación, hemos generado un amplio conjunto de secuencias adicionales variando artificialmente el espesor de la envoltura de H. Al repetir los ajustes astrosismológicos con este conjunto más amplio, encontramos mejores soluciones para algunas de las ELMVs, dando un indicio de que las ELMVs observadas son compatibles con distintos espesores de la envoltura (Kilic et al. 2018; Calcaferro et al. 2018b). Finalmente, hemos estudiado las diferencias entre los tiempos de enfriamiento de secuencias de ELM con envoltura gruesa y delgada. Al no poder mantener quema residual, la evolución de ELMs con envoltura delgada es mucho más rápida que en el caso de ELMs con envoltura gruesa, haciendo posible hallar ELMs a temperaturas efectivas considerablemente más bajas. La detección de ELMs frías, entonces, podría indicar que estas estrellas se habrían formado con envoltura de H delgada, abriendo la posibilidad de poner cotas sobre los mecanismos posibles para su formación (Calcaferro et al. 2018a).