A nossa atividade abrange três linhas de investigação: Sol e Heliosfera, Física Estelar e Populações Estelares.

I. Sol e Heliosfera

A linha de investigação dedicada ao Sol e à Heliosfera foca-se no estudo da atmosfera solar e da influência da atividade solar na heliosfera e atmosfera terrestre, também designada de meteorologia espacial.

A física solar é o ramo da astrofísica que se dedica ao estudo da atmosfera solar. O Sol é o corpo celeste mais importante para os humanos. Em combinação com as propriedades únicas do nosso planeta, este fornece as condições necessárias para a existência de vida na Terra. Embora o Sol seja estudado há vários séculos, muitas questões permanecem ainda por responder, desde o aumento repentino da temperatura da sua camada mais externa, a coroa, à previsão da intensidade dos seus ciclos de atividade e de eventos eruptivos.

A meteorologia espacial descreve as condições, variáveis no tempo, do ambiente espacial próximo da Terra, incluindo o vento solar, a magnetosfera, a ionosfera e a termosfera. Cientificamente tem como objetivos compreender a atividade solar, os ambientes planetários/interplanetários e as perturbações de origem solar e não solar que os afetam, assim como prever o potencial impacto da atividade solar em sistemas biológicos e tecnológicos. Com origem no Sol, as perturbações da meteorologia espacial afetam infraestruturas tecnológicas modernas, sendo as mais vulneráveis os satélites, a navegação por GNSS (Global Navigation Satellite System), a navegação aérea, as comunicações, as redes elétricas e operações em oleodutos.

A nossa equipa tem uma vasta experiência em processamento de imagem, técnicas de inversão da equação de transferência radiativa, deteção e análise de ondas magneto-hidrodinâmicas e inteligência artificial. Estas técnicas são aplicadas a uma variedade de conjuntos de dados, como, por exemplo, observações espectropolarimétricas solares de forma a estudar a atmosfera solar, e observações in situ de distúrbios de sinal GNSS, do campo magnético terrestre, etc., de forma a melhor compreender como a atividade solar influencia a Terra e a heliosfera vizinha.

Atualmente, participamos e colaboramos em diversos projetos nacionais e internacionais. Membros da equipa lideram a participação nacional nos projetos europeus SWATNet e SWAIR, contribuem ativamente para a fase preparatória do EST, estão a construir o primeiro espectropolarímetro solar em Portugal e ainda a desenvolver o primeiro modelo regional detalhado da ionosfera. Também mantemos colaborações no âmbito das missões SUNRISE e Solar Orbiter.

II. Física Estelar

A linha de investigação de Física Estelar foca-se em compreender os processos físicos que ocorrem nas estrelas, do seu interior à sua superfície.

A equipa tem uma vasta especialização em análise de dados e modelos estelares, e uma longa experiência em investigar a física das estrelas. Nós desenvolvemos, testamos e aplicamos ferramentas de inferência sísmica a fim de extrair informação sobre a mistura e a segregação dos elementos químicos com o objetivo de testar, melhorar e validar novas formulações a serem implementadas em modelos de evolução estelar.

As análises sísmicas levadas a cabo pela equipa permitem medir a massa, idade, metalicidade e abundância de hélio, profundidade das zonas de convecção e de ionização do hélio, bem como as propriedades dos núcleos das estrelas. Além disso, nós também medimos e estudamos a rotação e a atividade magnética das estrelas, tanto através da asterossismologia como das variações de baixa frequência do brilho das estrelas, com a finalidade de caraterizar ciclos de atividade magnética e os mecanismos que os estabelecem. A nossa investigação em física estelar é relevante para a evolução dos sistemas estelares e a sua interação com o meio circunstelar, incluindo planetas.

No contexto da asterossismologia, participamos ativamente em consórcios internacionais relacionados com as missões espaciais Kepler/K2 e TESS da NASA. Além disso, lideramos e participamos em diversos grupos de trabalho da missão espacial PLATO da ESA. A equipa também contribui para o consórcio da missão espacial Ariel da ESA, onde é responsável pela determinação das idades, massas e raios das estrelas que fazem parte do catálogo da missão.

A atividade acima descrita é complementada por estudos da evolução estelar inicial, mais concretamente através do estudo detalhado da evolução de estrelas na pré-sequência principal e dos seus discos circunstelares. A caraterização de estrelas de pré-sequência principal e seus ambientes e, em particular, estrelas T Tauri (TTSs), é realizada usando várias estratégias, nomeadamente análise fotométrica de discos circunstelares em torno de estrelas T Tauri Clássicas (cTTSs), estudos espectroscópicos (UV e visível) de assinaturas de outflows e taxas de acreção, e observações de espectropolarimetria com o SPIRou das estruturas de campo magnético complexas que permeiam TTSs. Também estamos envolvidos na modelação da topologia da região magnetosférica ao redor desses objetos, na construção de simulações para a conexão entre acreção e outflows que em última análise controlam a sua evolução, e na determinação de taxas de acreção de massa e perdas de momento angular.

Estudamos ainda populações estelares e subestelares de pequena massa em enxames jovens e em regiões de formação estelar na Via Láctea, com o objetivo de compreender os principais canais de formação das anãs castanhas e de objetos de massa planetária deambulantes, juntamente com a sua eventual dependência do ambiente de formação estelar. Estamos interessados na caraterização de objetos subestelares jovens, nas suas propriedades espectrais, na prevalência de discos circum-subestelares e no potencial destes objetos para formar os seus próprios sistemas planetários em miniatura.

III. Populações Estelares

A linha de investigação de Populações Estelares foca-se na caraterização precisa de estrelas do tipo solar e gigantes vermelhas, fornecendo informação valiosa que pode ser prontamente aplicada a diversas áreas de investigação, incluindo a arqueologia Galáctica e a evolução química Galáctica.

A equipa possui uma vasta experiência no uso de espectroscopia de alta resolução para determinar os parâmetros atmosféricos estelares (nomeadamente, a temperatura efetiva, a gravidade à superfície e a metalicidade), bem como as composições químicas à superfície das estrelas, que são então usados para investigar a história do enriquecimento químico do meio interestelar em diferentes regiões da Via Láctea (ou Galáxia). A equipa combina ainda as composições químicas das estrelas com estimativas robustas das suas idades (estas últimas determinadas por via da asterossismologia) para estudar a formação e evolução de diferentes populações estelares da Galáxia e da Via Láctea como um todo.

Atualmente, participamos ativamente em vários consórcios internacionais, incluindo o PLATO, Ariel, ANDES@ELT, o Maunakea Spectroscopic Explorer (MSE), ESPRESSO@VLT, NIRPS@ESO 3.6-m Telescope, SPIRou@CFHT e o Gaia-ESO Survey (concluído), entre outros.