Quantum propagator for some classes of three-dimensional three-body systems

In this work we solve exactly a class of three-body propagators for the most general quadratic interactions in the coordinates, for arbitrary masses and couplings. This is done both for the constant as the time-dependent couplings and masses, by using the Feynman path integral formalism. Finally the energy spectrum and the eigenfunctions are recovered from the propagators.Comment: 16 pages, no figure

Foreground and background dust in star cluster directions

This paper compares reddening values E(B-V) derived from the stellar content of 103 old open clusters and 147 globular clusters of the Milky Way with those derived from DIRBE/IRAS 100 micron dust emission in the same directions. Star clusters at |b|> 20 show comparable reddening values between the two methods, in agreement with the fact that most of them are located beyond the disk dust layer. For very low galactic latitude lines of sight, differences occur in the sense that DIRBE/IRAS reddening values can be substantially larger, suggesting effects due to the depth distribution of the dust. The differences appear to arise from dust in the background of the clusters consistent with a dust layer where important extinction occurs up to distances from the Plane of ~ 300 pc. For 3 % of the sample a significant background dust contribution might be explained by higher dust clouds. We find evidence that the Milky Way dust lane and higher dust clouds are similar to those of several edge-on spiral galaxies recently studied in detail by means of CCD imaging.Comment: manuscript in LATEX with 14 pages, 8 figures .ps Accepted for Astronomy and Astrophysics main journal on 13.04.200

Discovery of new Milky Way star cluster candidates in the 2MASS point source catalog III. Follow-up observations of cluster candidates in the Galactic Center region

This paper is part of a project to search the inner Milky Way for hidden massive clusters and to address the question of whether our Galaxy still forms clusters similar to the progenitors of the present-day globular clusters. We report high angular resolution deep near-infrared imaging of 21 cluster candidates selected from the catalogues of Bica et al. (2003) and Dutra et al.(2003) in a region around the Galactic Center. These catalogues were created from visual inspection of the 2MASS images. Seven objects appear to be genuine clusters, and for these objects we present estimates of extinction, distance and in some cases age and mass. Our estimated masses range from 1200 to 5500 solar masses. These clusters are thus significantly smaller than any Galactic globular cluster, and indicate that the formation of massive young clusters such as Arches and Quintuplet is not common in the present-day Milky Way. The remaining 14 objects are either not clusters or cannot be classified based on our data.Comment: 8 pages, 19 figures, accepted for publication in A&

Modelling tools to predict potential distribution of forest species : using Pico Island and the Azores as study case

Tese de Doutoramento, Biologia, 16 de novembro de 2018, Universidade dos Açores.Os modelos de distribuição de espécies (SDMs) têm sido aplicados em diferentes áreas da ecologia, nomeadamente para modelar a distribuição potencial de espécies invasoras, para avaliar espécies prioritárias no âmbito da conservação e para apoiar o planeamento florestal. Um SDM é uma descrição matemática da distribuição de uma espécie no espaço ambiental, a qual pode ser utilizada para prever a distribuição da espécie no espaço geográfico. O avanço ao nível da capacidade computacional disponibilizou uma diversidade de métodos estatísticos, que anteriormente não era possível utilizar. Esta diversidade de métodos reflete-se num número crescente de publicações direcionadas ao estudo e aplicação dos SDMs e também numa variedade crescente de métodos de modelação. Nos Açores, a abundância crescente de dados corológicos, a diversidade geomorfológica do arquipélago e os diferentes padrões espaciais que é possível encontrar em diferentes ilhas e em diferentes espécies, contribuem para que o arquipélago seja um bom modelo para a comparação de diferentes abordagens de modelação, bem como para testar possíveis constrangimentos inerentes ao processo de modelação. As perguntas de investigação a que pretendemos responder nesta tese foram as seguintes: (i) As abordagens de modelação, baseadas em diferentes fundamentos teóricos, originam resultados semelhantes, ao nível da distribuição potencial das espécies florestais estudadas? (ii) Existe alguma diferença relevante, entre o cálculo de Modelos Lineares Generalizados (GLMs) usando métodos de máxima verossimilhança ou métodos bayesianos? (iii) Existe alguma vantagem, no uso de um campo aleatório relativo à estrutura espacial dos dados, em comparação com os modelos que incluem apenas os efeitos fixos das variáveis ambientais? (iv) As diferentes abordagens de modelação originam resultados consistentes, em particular quando o número de variáveis ambientais utilizadas na modelação é reduzido? (v) As diferentes técnicas de modelação são afetadas de um modo relevante pela dimensão da amostra, pelo tipo de distribuição da espécie e pelas alterações no uso do solo? Para responder a estas questões, foram desenvolvidos três exercícios de modelação: (i) Uma comparação da Análise Fatorial do Nicho Ecológico (ENFA) e da modelação baseada na Máxima Entropia (MaxEnt), utilizando dados relativos à presença de três espécies (Pittosporum undulatum, Acacia melanoxylon e Morella faya) em três ilhas (Pico, Terceira e São Miguel), e incluindo o efeito da redução da dimensão da amostra; (ii) A comparação de modelos com efeitos fixos ou mistos, utilizando a plataforma R para o cálculo de GLMs e da aproximação de Laplace (INLA), permitindo o cálculo da estrutura espacial dos dados (função de covariância de Matérn), baseada em dados de duas ilhas (Pico e São Miguel) para duas espécies (P. undulatum e M. faya), e incluindo o efeito da redução da dimensão da amostra; e (iii) A comparação de GLMs e de uma seleção de algoritmos de autoaprendizagem (Machine Learning), usados para modelar as possíveis alterações nas áreas de distribuição de P. undulatum, A. melanoxylon e M. faya nas três ilhas, resultantes das alterações climáticas previstas para 2100. Em relação ao primeiro exercício, ambas as abordagens originaram cenários semelhantes, particularmente quando a quantidade de informação explicada pela ENFA era elevada; os resultados da modelação foram afetados pela redução do tamanho da amostra; os modelos com melhor capacidade de previsão incluíam um conjunto variado de variáveis ambientais (topográficas, climáticas e de uso do solo); e os modelos eram afetados pela transferência para um novo habitat (i.e. ilha). Os resultados do segundo exercício de modelação indicaram que os GLMs, calculados através de métodos de máxima verossimilhança ou métodos bayesianos originaram resultados similares, mesmo nos casos em que a dimensão da amostra era reduzida; e que a adição de um campo aleatório aumentou o ajustamento dos modelos, particularmente para a árvore menos abundante, M. faya, embora a estrutura do campo aleatório fosse claramente afetada pela dimensão da amostra. O terceiro exercício de modelação revelou que existem várias limitações quando se modela o efeito das alterações climáticas na distribuição das espécies, uma vez que os melhores modelos incluíram variáveis topográficas, demonstrando que a modelação baseada somente no clima poderá não ser fiável; verificou-se igualmente que o ajuste dos modelos variava de forma relevante entre as diferentes abordagens de modelação, e que o algoritmo Random Forest apresentou, em geral, os melhores resultados. De uma forma geral, os resultados desta investigação poderão ser aplicados como forma de apoio à gestão da floresta açoriana. Poderão ser replicados em outros sistemas insulares e noutras regiões florestais, não somente em projetos direcionados para a ecologia das espécies florestais, mas também em questões de investigação relacionadas com a previsão do sucesso e expansão das plantas invasoras, a deteção de áreas adequadas para projetos de restauro, a modelação baseada em dados de deteção remota e a modelação do efeito potencial das alterações climáticas.ABSTRACT: Species distribution models (SDMs) have been used in different areas within ecology, namely to model the potential spread of invasive species, to evaluate and manage priority species for conservation and to support forest management. An SDM is a mathematical description of the species distribution in the environmental space that can be used to predict the distribution of the species in the geographic space. The advances in computational capabilities have provided increasingly greater and more intensive statistical algorithms than was previously possible, as reflected by the increasing number of publications addressing SDMs and also the growing variety of modelling approaches. In the Azores, the growing abundance of the species distribution data, the diversity on island size and morphology, and the different spatial patterns that are possible among islands and species, make the archipelago a good model for the comparison of different modelling approaches and to test possible modelling constraints. Overall, the results of this research can be expanded to support Azorean forestry management, and could be replicated in other island systems and forest regions, not only in projects addressing the ecology of particular forest species, but also when handling research questions related with the prediction of plant invader success and expansion, the detection of areas potentially suited for restoration projects, modelling based on remote sense data, and modelling of the potential effect of climate change

Fluctuating solutions for the evolution of domain walls

A class of oscillating Lorentz covariant configurations for the evolution of the domain walls in diverse dimensions are analytically obtained. It is shown that the oscillating solutions in the case of domain walls are responsible for structures which are larger than the usual kink-like configurations and, in the Lorentz covariant evolution case, lead to long-standing configurations.Comment: 14 pages, 7 figure

Discovery of three optical open clusters in the Galaxy

We report the discovery of three optical open clusters in the Milky Way. Two clusters are in Scutum (Cluster1 at l=18.44 degrees and b=-0.42 degrees, and Cluster2 at l=19.60 degrees and b=-1.02 degrees), thus projected not far from the Galactic center direction, and the other is in Canis Major (Cluster3 at l=235.61 degrees and b=-4.10 degrees), near the anti-center direction. Cluster3 is less populous than Clusters 1 and 2, but presents evidence of being a physical system. The objects were found optically by inspecting maps obtained from the Guide Star Catalogue and images from the Digitized Sky Survey. No previous identification of cluster has been reported in each area so far. The analysis was carried out with 2MASS photometry in J and H. For Cluster1 we derive an age of 25 Myr, a reddening E(B-V)=2.18 and a distance from the Sun 1.64kpc; for Cluster2, age of 500Myr, E(B-V)=0.91 and distance 2.19kpc; finally for Cluster3, age 32-100Myr, E(B-V)=0.94 and distance of 3.93kpc. Luminosity and mass functions are derived for Clusters1 and 2 which, in turn, allowed us to estimate their observed masses as 147 and 89 solar masses, respectively. Estimated total masses, by extrapolating the mass functions to 0.08 solar mass, amount to 382 and 614 solar masses, for the two clusters. Cluster3 has an observed mass of 55 solar masses. The present results indicate that further searches in the optical might still reveal new open clusters, and more so in infrared bands.Comment: accepted to Astronomy and Astrophysics, 9 figure