Projects

Corpo

To submit a pproject click here

Active Projects

Name	Manager	Description
Astrofísica de grupos e aglomerados de galáxias	Gastão Bierrenbach Lima Neto	O objetivo desta proposta é dar as condições necessárias para a continuação e desenvolvimento dos trabalhos realizados pelo meu grupo no Departamento de Astronomia do IAG/USP. Através de observações pancromáticas (principalmente raios-X e óptico) e modelização numérica de galáxias, grupos, aglomerados e superaglomerados com técnicas desenvolvidas e/ou empregadas pela nossa equipe, nós esperamos obter um entendimento preciso dos aspectos da evolução dinâmica e da relação entre a matéria bariônica e a matéria escura nestas grandes estruturas. Para este fim, precisamos de recursos computacionais de alto desempenho, para lidar com simulações de N-corpos hidrodinâmica, análise de imagens de campo grande no ótico (modelização do brilho superficial de galáxias gigantes e do meio intra-aglomerado, análise de cubos de dados obtidos por telescópios espaciais em raios-X, análise de grande volume de dados de surveys espectro-fotométricos). A compra de um node de 128 cores está sendo efetuada para expandir o cluster Hypatia dentro de um projeto regular de pesquisa FAPESP.
Binaries of Compact Objects and the Resultant mass distributions	Jorge Ernesto Horvath	A determinação de massas e número de objetos compactos na galáxia é possível empregando técnicas tradicionais baseadas nas Leis de Kepler, mas também em novas metodologias que ampliaram a amostra das estrelas de nêutrons e buracos negros. Estas incluem o Shapiro delay, a espectrofotometria, o microlensing e outras. Como resultado, a massa de 120 estrelas de nêutrons (NSs) e 35 buracos negros (BNs) têm sido bem medidas. Com esta perspectiva, é possível estudar a existência do chamado mass gap, que é um intervalo de massa marcado pela ausência de objetos compactos na faixa de 2-5 M. Além disso, pode-se pesquisar sua relação com canais de produção ainda não explorados quantitativamente (como spiders, Accretion-Induced Collapses, electron-capture supernovae e colapsos diretos sem explosões) a fim de identificar os eventos e tipos de sistemas que produzem os objetos compactos e também averiguar a importância dos métodos "tradicionais". O Plano propõe a utilização do código de síntese COMPAS e o código de evolução estelar MESA de forma conjunta a fim de estabelecer as características de alguns canais importantes ainda pouco explorados, e naturalmente, seus efeitos na distribuição de massa dos objetos compactos e no mass gap.
Correlacionando o nível de organização de campos de nuvens convectivas aos ciclos hidrológico e de aerossóis na Amazônia (CLOUDORG)	Micael Amore Cecchini	A floresta amazônica é um componente-chave do sistema climático da Terra, contribuindo para importantes ciclos biogeoquímicos, hidrológicos e energéticos. Sob um clima global em mudança, a Amazônia provavelmente sofrerá uma mudança de paradigma com consequências significativas para o regime de nuvens e seus feedbacks para o clima regional e global. Dessa forma, o estudo das nuvens convectivas da região se faz essencial para melhores projeções climáticas. As nuvens convectivas sobre a Amazônia são as mais difíceis de se reproduzir em modelos climáticos. Isso ocorre pois os processos envolvidos são de escalas menores do que nuvens de latitudes altas e ainda não se sabe como as nuvens Amazônicas interagem com poluição atmosférica das queimadas e com as mudanças nas condições termodinâmicas devido ao aquecimento global. Como consequência, a formação e evolução das nuvens convectivas na Amazônia são mal representadas nos modelos climáticos. A principal maneira de aprimorar os modelos climáticos é através de simulações de altíssima resolução de campos de nuvens. Os modelos de altíssima resolução (e.g. 50 m na horizontal) são capazes de representar com maior fidelidade os processos físicos, termodinâmicos e radiativos que determinam a formação e crescimento de nuvens convectivas. No entanto, dado o alto custo computacional, os domínios reproduzidos em tais modelos são muito menores do que em modelos climáticos. Usualmente os domínios simulados em altíssima resolução são da ordem de 50 km x 50 km na horizontal e 20 km na vertical, representando cerca de 1 pixel de um modelo climático moderno. Sendo assim, deve-se buscar compreender os efeitos macroscópicos (escala de km) dos processos microscópicos (escala de m) que são resolvidos detalhadamente. Este projeto visa estudar a organização de nuvens convectivas sobre a Amazônia, em particular durante seu crescimento de nuvens rasas (3 km de espessura) para profundas (15 km de espessura). Iremos quantificar o nível de organização e sua evolução no tempo. Simulações com diferentes características de poluição, umidade e cisalhamento vertical do vento jogarão luz sobre os processos mais relevantes para o crescimento das nuvens convectivas. Isto será resumido no índice de organização das nuvens, que será uma forma de guiar novas parametrizações em modelos climáticos.
Detecção e Caracterização de Filamentos Cósmicos na Região de Horologium com Dados do S-PLUS	Claudia Lucia Mendes de Oliveira	O projeto pretende usar o S-PLUS para determinar filamentos na distribuição de galáxias no supercluster de Horologium. Os objetivos principais serão: (1) implementar uma pipeline em Python para deteção de estruturas filamentosas a partir da distribuição bidimensional de galáxias; (2) adaptar esse pipeline aos dados reais do S-PLUS na região de Horologium; (3) identificar automaticamente nós e pontos de sela via análise topológica do campo de densidade; (4) construir uma rede de filamentos conectando selas a nós, simulando o esqueleto topológico; (5) associar os filamentos detectados a aglomerados em raios-X conhecidos, estimando o número de conexões por aglomerado; (6) produzir um atlas visual com os resultados individuais para cada aglomerado da região. O projeto será feito com o Dr. André Ribeiro, da Universidade Estadual Santa Cruz, Bahia, especialista na área,
Estudo de reconexão magnética turbulenta em fluidos astrofísicos	Elisabete Maria de Gouveia Dal Pino	The process of magnetic reconnection is an important mechanism for heating and accelerating relativistic particles in astrophysical environments, ranging from the solar corona and Earth's magnetosphere to supernova remnants, pulsars, relativistic jets, and the surroundings of black holes and compact sources in general. In this project, we aim to conduct high-resolution three-dimensional magnetohydrodynamic numerical simulations of this process in turbulent media, which are common to all the astrophysical systems mentioned above.O processo de reconexão magnética é um importante mecanismo de aquecimento e aceleração de partículas relativísticas em ambientes astrofísicos, desde a coroa solar e a magnetosfera terrestre, até remanescentes de supernovas, pulsares, jatos relativísticos e o entorno de buracos negros e fontes compactas em geral. Neste Projeto visamos realizar simulações numéricas tridimensionais magnetohidrodinâmicas de altíssima resolução desse processo em meios turbulentos, comuns a todos os sistemas astrofísicos mencionados acima.
Fenômenos dinâmicos em sistemas complexos: aplicação para asteroides, esoplanetas e estrelas.	Tatiana Michtchenko	O presente projeto abrange as questões relativas a fenômenos relacionados com ressonâncias em sistemas dinâmicos diversos, começando com satélites naturais e asteroides no Sistema Solar, passando para planetas extra-solares e chegando ate o Sol e estrelas em nossa Galáxia. Essas essencialmente incluem: • Famílias dinâmicas de asteroides diferenciados. • Caracterização de distribuição de propriedades físicas e dinâmicas dos planetas extra-solares. • Dinâmica estelar tri-dimensional em galáxias espirais com barra, com ênfase no Sol e suas redondezas.
Fotometria adaptativa do DR6 do S-PLUS usando a pipeline MESSI	Claudia Lucia Mendes de Oliveira	Trata-se do uso do pacote Sextractor para fazer a determinação da fotometria de galáxias em uma área de 3000 graus quadrados do iDR6 do S-PLUS, para uso da comunidade S-PLUS.
Galaxy Clusters: Detection and Characterization of Substructures Using Photometric Data	Angela krabbe	The analysis of substructures in galaxy clusters is fundamental to understanding the formation and evolution of these structures in the Universe. This work proposes to modify the algorithm developed by Wen and Han (2013) to identify galaxies belonging to substructures in clusters using exclusively photometric data. The proposal aims to analyze environmental effects on galaxies located in substructures by comparing them with those in the main clusters, in order to investigate possible differences in the evolution of these populations. In addition, the DS+ algorithm (Benavides, Biviano, and Abadi, 2023) will be tested to evaluate its effectiveness when applied to photometric redshifts, with the goal of improving the detection of substructures in massive galaxy clusters (M200 > 10¹⁴) within the redshift range 0 < z < 1. This study will contribute to the advancement of techniques for characterizing substructures in galaxy clusters, expanding research capabilities on cosmological scales and enabling a better understanding of the environmental processes that influence galaxy evolution.
Optimized Coadded Images to PSF Modeling in J-PAS	Eduardo Serra Cypriano	Use of the cluster computer to process I-Band J-PAS images is a way conducive to weak-lensing measurements.
Radiative Transfer in Circumstellar Environments	Alex Cavaliéri Carciofi	The BeACOn group at IAG/USP, led by Prof. Carciofi, specializes in modeling circumstellar structures, including disks and outflows, with a focus on Be stars, B[e] supergiants, and massive magnetic stars. The group utilizes the HDUST code, an embarrassingly parallel radiative transfer tool based on the Monte Carlo method. They also employ SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) and other hydrodynamic codes in their research.

Inactive Projects

Name	Manager	Description
Constraining the tectonic evolution of southeastern Brazil through analysis and 3-D modeling of magnetotelluric data	Mauricio de Souza Bologna	This project proposes the reanalysis and three-dimensional modeling of magnetotelluric data acquired along a 480 km profile with 42 stations at the northeastern border of the Paraná Basin. The profile was previously analyzed using a two-dimensional inversion approach and broadband data only, limiting the depth of investigation to approximately 100–120 km. The present proposal incorporates additional long-period data, extending sensitivity to deeper mantle structures, and applies three-dimensional isotropic and anisotropic inversions using a code that enables the joint inversion of impedance tensor elements and vertical magnetic transfer functions (tipper). Also, a seismic line approximately coincident with the MT profile was recently collected, and the seismic model will be used to constrain our results. The objective of this work is to develop a more robust electrical resistivity model of the crust and upper mantle, thereby contributing to the understanding of the crust and upper mantle structure, possible magmatic underplating processes, and providing new constraints on the tectonic evolution of southeastern Brazil.
Constraining the tectonic evolution of southeastern Brazil through analysis and 3-D modeling of magnetotelluric data	Mauricio de Souza Bologna	This project proposes the reanalysis and three-dimensional modeling of magnetotelluric data acquired along a 480 km profile with 42 stations at the northeastern border of the Paraná Basin. The profile was previously analyzed using a two-dimensional inversion approach and broadband data only, limiting the depth of investigation to approximately 100–120 km. The present proposal incorporates additional long-period data, extending sensitivity to deeper mantle structures, and applies three-dimensional isotropic and anisotropic inversions using a code that enables the joint inversion of impedance tensor elements and vertical magnetic transfer functions (tipper). Also, a seismic line approximately coincident with the MT profile was recently collected, and the seismic model will be used to constrain our results. The objective of this work is to develop a more robust electrical resistivity model of the crust and upper mantle, thereby contributing to the understanding of the crust and upper mantle structure, possible magmatic underplating processes, and providing new constraints on the tectonic evolution of southeastern Brazil.
Probabilistic Classification of Gaia QSO Candidates Using HESIOD Outlier Scores	Ramachrisna Teixeira	This project aims to produce a list of scores based on an outlier detection system that indicates if a QSO, resolved or not, could be a good candidate for suffering from a gravitational lens. To achieve this, we employ HESIOD, a method originally developed for the Gaia GraL lens search (e.g., Krone-Martins et al., 2018; Delchambre et al., 2019), and subsequently applied in the recent Gaia Focused Product Release on gravitational lenses (Gaia Collaboration et al., 2024). The analysis will combine ESA/Gaia data with additional unresolved infrared measurements from NASA/WISE. A catalog of approximately 3 to 6 million QSOs and QSO candidate images will be processed, with an expected final output of around 1 million valid lensing scores.
Probabilistic Classification of Gaia QSO Candidates Using HESIOD Outlier Scores	Ramachrisna Teixeira	This project aims to produce a list of scores based on an outlier detection system that indicates if a QSO, resolved or not, could be a good candidate for suffering from a gravitational lens. To achieve this, we employ HESIOD, a method originally developed for the Gaia GraL lens search (e.g., Krone-Martins et al., 2018; Delchambre et al., 2019), and subsequently applied in the recent Gaia Focused Product Release on gravitational lenses (Gaia Collaboration et al., 2024). The analysis will combine ESA/Gaia data with additional unresolved infrared measurements from NASA/WISE. A catalog of approximately 3 to 6 million QSOs and QSO candidate images will be processed, with an expected final output of around 1 million valid lensing scores.