1) O documento discute a taxa cósmica de formação estelar e como ela é estimada a partir de observações de regiões de formação estelar em galáxias próximas e distantes. 2) É descrito o cenário hierárquico de formação de estruturas e como modelos pressão-esqueleto podem ser usados para estimar a fração de bárions em estruturas em diferentes épocas cósmicas. 3) Traçadores como emissão UV, linhas de recombinação e infravermelho são usados para mapear regiões de

1. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
A Taxa C´osmica de Formac¸ ˜ao Estelar
Dr. Eduardo S. Pereira1
1Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
Divis˜ao de Astrof´ısica
Dispon´ıvel em: http://pt.slideshare.net/duducosmos
02/Agost/2015

2. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
1 Introduc¸ ˜ao
2 O Cen´ario Hier´arquico de Formac¸ ˜ao de Estruturas
3 A Taxa C´osmica de Formac¸ ˜ao Estelar
4 A Taxa C´osmica de Formac¸ ˜ao Estelar e Os Buracos Negros
Supermassivos
5 PyCosmicStar
6 Referˆencias Bibliogr´aficas

3. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
O Modelo Cosmol´ogico Padr˜ao

4. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
Regi˜oes de Formac¸ ˜ao Estelar

5. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
Regi˜oes de Formac¸ ˜ao Estelar: Local
´E poss´ıvel resolver estrelas individuais;
Observa-se aglomerados de estrelas jovens;
Estima-se a massa e a idade dessas estrelas;

6. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
Regi˜oes de Formac¸ ˜ao Estelar: Local
´E poss´ıvel resolver estrelas individuais;
Observa-se aglomerados de estrelas jovens;
Estima-se a massa e a idade dessas estrelas;

7. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
Regi˜oes de Formac¸ ˜ao Estelar: Local
´E poss´ıvel resolver estrelas individuais;
Observa-se aglomerados de estrelas jovens;
Estima-se a massa e a idade dessas estrelas;

8. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
Regi˜oes de Formac¸ ˜ao Estelar: Outras Gal´axias
´E necess´ario o uso de um trac¸ador;
Emiss˜ao ultra violeta - Proveniente da fotosfera de estrelas
massivas;
Linhas de recombinac¸ ˜ao como Hα - Trac¸a os f´otons
ionizantes de estralas massivas;
Emiss˜oes em infravermelho - reprocessamento dor poeira de
f´otons ultravioleta;

9. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
Regi˜oes de Formac¸ ˜ao Estelar: Outras Gal´axias
´E necess´ario o uso de um trac¸ador;
Emiss˜ao ultra violeta - Proveniente da fotosfera de estrelas
massivas;
Linhas de recombinac¸ ˜ao como Hα - Trac¸a os f´otons
ionizantes de estralas massivas;
Emiss˜oes em infravermelho - reprocessamento dor poeira de
f´otons ultravioleta;

10. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
Regi˜oes de Formac¸ ˜ao Estelar: Outras Gal´axias
´E necess´ario o uso de um trac¸ador;
Emiss˜ao ultra violeta - Proveniente da fotosfera de estrelas
massivas;
Linhas de recombinac¸ ˜ao como Hα - Trac¸a os f´otons
ionizantes de estralas massivas;
Emiss˜oes em infravermelho - reprocessamento dor poeira de
f´otons ultravioleta;

11. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
Regi˜oes de Formac¸ ˜ao Estelar: Outras Gal´axias
´E necess´ario o uso de um trac¸ador;
Emiss˜ao ultra violeta - Proveniente da fotosfera de estrelas
massivas;
Linhas de recombinac¸ ˜ao como Hα - Trac¸a os f´otons
ionizantes de estralas massivas;
Emiss˜oes em infravermelho - reprocessamento dor poeira de
f´otons ultravioleta;

12. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
Regi˜oes de Formac¸ ˜ao Estelar: Outras Gal´axias
A partir da luminosidade dos trac¸adores e um modelo de
s´ıntese de populac¸ ˜ao ´e poss´ıvel estimar a taxa de formac¸ ˜ao
estelar;
A partir das formac¸ ˜oes estelares num conjunto de amostras a
um dado redshift, calcula-se a taxa c´osmica de formac¸ ˜ao
estelar.

13. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
Regi˜oes de Formac¸ ˜ao Estelar: Outras Gal´axias
A partir da luminosidade dos trac¸adores e um modelo de
s´ıntese de populac¸ ˜ao ´e poss´ıvel estimar a taxa de formac¸ ˜ao
estelar;
A partir das formac¸ ˜oes estelares num conjunto de amostras a
um dado redshift, calcula-se a taxa c´osmica de formac¸ ˜ao
estelar.

14. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
Regi˜oes de Formac¸ ˜ao Estelar: Outras Gal´axias
Figura: Azul: UV, Verde OII; Vermelho Hα e Hβ, rosa: Raio-X, FIR,
submilim´etrica e r´adio;
FONTE: [Hopkins 2004]

15. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
O Formalismo Tipo Press-Schechter

16. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
O Formalismo Tipo Press-Schechter
Abundˆancia de halos [Jenkins et al. 2001]:
dn
dM
= f(σ)
ρDM
M
d lnσ−1
dM
, (1)
σ ´e a variˆancia do campo de densidades lineares;
f(σ) ´e a func¸ ˜ao de distribuic¸ ˜ao ponderada por σ.

17. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
O Formalismo Tipo Press-Schechter
[Press e Schechter 1974]
f(σ) =
2
π
νexp −
ν2
2
, (2)
[Sheth, Mo e Tormen 2001]
f(σ) = A
2a
π
νexp −
aν2
2
1+
1
aν2
p
(3)
sendo A = 0.3222, a = 0.707 and p = 0.3,

18. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
A frac¸ ˜ao de B´arions em Estruturas
Considerando que a mat´eria escura trac¸a a mat´eria bariˆonica
sem vies [Pereira e Miranda 2010, Daigne et al. 2006]:
fb(z) =
Mmax
Mmin
f(σ)MdM
ρDM(z)
, (4)
em que ´e considerado Mmin = 106 M - Mmax = 1018 M .

19. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
A frac¸ ˜ao de B´arions em Estruturas
0 5 10 15 20
z
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
fb
PS
ST
R
W
Figura: Frac¸ ˜ao de B´arions em estruturas para diferentes distribuic¸ ˜oes de
halos de mat´eria escura. PS- Press and Schechter (1974); ST- Sheth e
Tormen (1999); R - Reed (2007); W - Watson (2013);
FONTE: [Pereira e Miranda 2015]

20. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
A taxa de acrescˆencia de b´arions em estruturas
ab(t) = Ωbρc
dt
dz
−1
d fb(z)
dz
, (5)
com ρc = 3H2
0 /8πG sendo a densidade cr´ıtica do universo e
dt/dz relaciona a idade do Universo a um dado redshift, z.

21. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
A taxa de acrescˆencia de b´arions em estruturas
0 2 4 6 8 10
z
10-3
10-2
10-1
100
101
ab(Myr−1Mpc−3)
PS
ST
R
W
Figura: A taxa de acrescˆencia de b´arions em estruturas para diferentes
distribuic¸ ˜oes de halos de mat´eria escura. PS- Press and Schechter
(1974); ST- Sheth e Tormen (1999); R - Reed (2007); W - Watson (2013);
FONTE: [Pereira e Miranda 2015]

22. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
O Modelo de Formac¸ ˜ao Estelar
Halos de mat´eria escura s˜ao poc¸os de potencial
gravitacional;
Se o halo tiver massa maior que um certo limiar a formac¸ ˜ao
estelar ir´a ocorrer;
Os primeiros halos capazes de formar estrelas seriam
formados em z ∼ 20 com massa da ordem de 106M
[Salvadori, Schneider e Ferrara 2007]

23. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
O Modelo de Formac¸ ˜ao Estelar
Halos de mat´eria escura s˜ao poc¸os de potencial
gravitacional;
Se o halo tiver massa maior que um certo limiar a formac¸ ˜ao
estelar ir´a ocorrer;
Os primeiros halos capazes de formar estrelas seriam
formados em z ∼ 20 com massa da ordem de 106M
[Salvadori, Schneider e Ferrara 2007]

24. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
O Modelo de Formac¸ ˜ao Estelar
Halos de mat´eria escura s˜ao poc¸os de potencial
gravitacional;
Se o halo tiver massa maior que um certo limiar a formac¸ ˜ao
estelar ir´a ocorrer;
Os primeiros halos capazes de formar estrelas seriam
formados em z ∼ 20 com massa da ordem de 106M
[Salvadori, Schneider e Ferrara 2007]

25. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
O Modelo de Formac¸ ˜ao Estelar
A taxa c´osmica de formac¸ ˜ao estalar ´e obtida por:
˙ρg = −
d2M
dVdt
+
d2Mej
dVdt
+εab(t), (6)
sendo dada por:
d2M
dVdt
≡ ˙ρ∗(t) =
ρg(t)
τ
, (7)
com ˙ρg a taxa de densidade de g´as que entra no processo de
formac¸ ˜ao estelar, d2M /dVdt ´e a taxe de convers˜ao de g´as
em estrelas a um dado voulume e tempo t, ˙ρ∗ ´e a taxa
c´osmica de formac¸ ˜ao estelar e τ ´e um parˆametro que
representa a escala caracter´ıstica de formac¸ ˜ao estelar.

26. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
O Modelo de Formac¸ ˜ao Estelar
A taxa c´osmica de formac¸ ˜ao estalar ´e obtida por:
˙ρg = −
d2M
dVdt
+
d2Mej
dVdt
+εab(t), (6)
sendo dada por:
d2M
dVdt
≡ ˙ρ∗(t) =
ρg(t)
τ
, (7)
com ˙ρg a taxa de densidade de g´as que entra no processo de
formac¸ ˜ao estelar, d2M /dVdt ´e a taxe de convers˜ao de g´as
em estrelas a um dado voulume e tempo t, ˙ρ∗ ´e a taxa
c´osmica de formac¸ ˜ao estelar e τ ´e um parˆametro que
representa a escala caracter´ıstica de formac¸ ˜ao estelar.

27. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
O Modelo de Formac¸ ˜ao Estelar
A taxa c´osmica de formac¸ ˜ao estalar ´e obtida por:
˙ρg = −
d2M
dVdt
+
d2Mej
dVdt
+εab(t), (6)
sendo dada por:
d2M
dVdt
≡ ˙ρ∗(t) =
ρg(t)
τ
, (7)
com ˙ρg a taxa de densidade de g´as que entra no processo de
formac¸ ˜ao estelar, d2M /dVdt ´e a taxe de convers˜ao de g´as
em estrelas a um dado voulume e tempo t, ˙ρ∗ ´e a taxa
c´osmica de formac¸ ˜ao estelar e τ ´e um parˆametro que
representa a escala caracter´ıstica de formac¸ ˜ao estelar.

28. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
O Modelo de Formac¸ ˜ao Estelar
Note que ε representa a frac¸ ˜ao de ab que realmente ´e
incorporada em estrelas. Assim (1−ε)ab representa os
b´arios que s˜ao adicionados aos halos, pelo processo de
infall, mas que est˜ao na forma de g´as n˜ao utilizado pelo
processo de formac¸ ˜ao estelar.

29. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
O Modelo de Formac¸ ˜ao Estelar
A taxa com que a massa das estrelas retorna ao meio
interestelar do sistema.
d2Mej
dVdt
=
Msup
m(t)
(m−mr)Φ(m)˙ρ∗(t −τm)dm, (8)
Com m(t) sendo a massa da estrela cujo tempo de vida ´e
igual a t e mr ´e a massa da remanescente.

30. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
O Modelo de Formac¸ ˜ao Estelar
A taxa com que a massa das estrelas retorna ao meio
interestelar do sistema.
d2Mej
dVdt
=
Msup
m(t)
(m−mr)Φ(m)˙ρ∗(t −τm)dm, (8)
Com m(t) sendo a massa da estrela cujo tempo de vida ´e
igual a t e mr ´e a massa da remanescente.

31. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
τm ´e o tempo de vida de uma estrela de massa m. Aqui ´e
assumido a independente da metalicidade de [Copi 1997] e
[Scalo 1986]:
log10(τm) = 10.0−3.6 log10
m
M
+ log10
m
M
2
,
(9)

32. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
O Modelo de Formac¸ ˜ao Estelar
A func¸ ˜ao de massa inicial [Salpeter 1955]:
Φ(m) = Am−(1+x)
, (10)
sendo A um fator de normalizac¸ ˜ao e x ´e uma constante com
valor t´ıpico de 1.35, dado por:
msup
minf
Am−(1+x)
mdm = 1, (11)

33. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
O Modelo de Formac¸ ˜ao Estelar
A func¸ ˜ao de massa inicial [Salpeter 1955]:
Φ(m) = Am−(1+x)
, (10)
sendo A um fator de normalizac¸ ˜ao e x ´e uma constante com
valor t´ıpico de 1.35, dado por:
msup
minf
Am−(1+x)
mdm = 1, (11)

34. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
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Referˆencias
Bibliogr´aficas
O Modelo de Formac¸ ˜ao Estelar
A func¸ ˜ao de massa inicial [Salpeter 1955]:
Φ(m) = Am−(1+x)
, (10)
sendo A um fator de normalizac¸ ˜ao e x ´e uma constante com
valor t´ıpico de 1.35, dado por:
msup
minf
Am−(1+x)
mdm = 1, (11)

35. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
O Modelo de Formac¸ ˜ao Estelar
0 1 2 3 4 5 6 7
z
10-2
10-1
100
˙ρ∗(Myr−1Mpc−3)
SH
HB
F
PM

36. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
O Modelo de Formac¸ ˜ao Estelar
0 5 10 15 20
z
10-2
10-1
100
˙ρ∗(MMpc−3yr−1)
PS, τ=3.28Gyr, =0.80
ST, τ=2.42Gyr, =0.60
R, τ=2.40Gyr, =0.60
W, τ=1.24Gyr, =0.21

37. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
O Modelo de Formac¸ ˜ao Estelar
A frac¸ ˜ao de b´arions em estruturas ´e fortemente dependente
da distribuic¸ ˜ao de halos de mat´eria escura adotada;
A escala caracter´ıstica de formac¸ ˜ao estelar tamb´em ´e
afetada por essa distribuic¸ ˜ao;
No caso da Func¸ ˜ao de Massa de W τ = 1.24Gyr,
consumindo apenas 21% dos b´arions que caem em
estruturas pela formac¸ ˜ao estelar;
J´a a func¸ ˜ao de massa de PS produz uma escala
caracter´ıstica de formac¸ ˜ao estelar tardia τ = 3.28Gyr, sendo
que 80% dos b´arions seria usado para a formac¸ ˜ao estelar;
Para as func¸ ˜oes de R e ST τ = 2.4Gyr e a eficiˆencia de uso
de g´as para a formac¸ ˜ao estelar ´e da ordem de 60%;

38. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
O Modelo de Formac¸ ˜ao Estelar
A frac¸ ˜ao de b´arions em estruturas ´e fortemente dependente
da distribuic¸ ˜ao de halos de mat´eria escura adotada;
A escala caracter´ıstica de formac¸ ˜ao estelar tamb´em ´e
afetada por essa distribuic¸ ˜ao;
No caso da Func¸ ˜ao de Massa de W τ = 1.24Gyr,
consumindo apenas 21% dos b´arions que caem em
estruturas pela formac¸ ˜ao estelar;
J´a a func¸ ˜ao de massa de PS produz uma escala
caracter´ıstica de formac¸ ˜ao estelar tardia τ = 3.28Gyr, sendo
que 80% dos b´arions seria usado para a formac¸ ˜ao estelar;
Para as func¸ ˜oes de R e ST τ = 2.4Gyr e a eficiˆencia de uso
de g´as para a formac¸ ˜ao estelar ´e da ordem de 60%;

39. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
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Referˆencias
Bibliogr´aficas
O Modelo de Formac¸ ˜ao Estelar
A frac¸ ˜ao de b´arions em estruturas ´e fortemente dependente
da distribuic¸ ˜ao de halos de mat´eria escura adotada;
A escala caracter´ıstica de formac¸ ˜ao estelar tamb´em ´e
afetada por essa distribuic¸ ˜ao;
No caso da Func¸ ˜ao de Massa de W τ = 1.24Gyr,
consumindo apenas 21% dos b´arions que caem em
estruturas pela formac¸ ˜ao estelar;
J´a a func¸ ˜ao de massa de PS produz uma escala
caracter´ıstica de formac¸ ˜ao estelar tardia τ = 3.28Gyr, sendo
que 80% dos b´arions seria usado para a formac¸ ˜ao estelar;
Para as func¸ ˜oes de R e ST τ = 2.4Gyr e a eficiˆencia de uso
de g´as para a formac¸ ˜ao estelar ´e da ordem de 60%;

40. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
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Referˆencias
Bibliogr´aficas
O Modelo de Formac¸ ˜ao Estelar
A frac¸ ˜ao de b´arions em estruturas ´e fortemente dependente
da distribuic¸ ˜ao de halos de mat´eria escura adotada;
A escala caracter´ıstica de formac¸ ˜ao estelar tamb´em ´e
afetada por essa distribuic¸ ˜ao;
No caso da Func¸ ˜ao de Massa de W τ = 1.24Gyr,
consumindo apenas 21% dos b´arions que caem em
estruturas pela formac¸ ˜ao estelar;
J´a a func¸ ˜ao de massa de PS produz uma escala
caracter´ıstica de formac¸ ˜ao estelar tardia τ = 3.28Gyr, sendo
que 80% dos b´arions seria usado para a formac¸ ˜ao estelar;
Para as func¸ ˜oes de R e ST τ = 2.4Gyr e a eficiˆencia de uso
de g´as para a formac¸ ˜ao estelar ´e da ordem de 60%;

41. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
O Modelo de Formac¸ ˜ao Estelar
A frac¸ ˜ao de b´arions em estruturas ´e fortemente dependente
da distribuic¸ ˜ao de halos de mat´eria escura adotada;
A escala caracter´ıstica de formac¸ ˜ao estelar tamb´em ´e
afetada por essa distribuic¸ ˜ao;
No caso da Func¸ ˜ao de Massa de W τ = 1.24Gyr,
consumindo apenas 21% dos b´arions que caem em
estruturas pela formac¸ ˜ao estelar;
J´a a func¸ ˜ao de massa de PS produz uma escala
caracter´ıstica de formac¸ ˜ao estelar tardia τ = 3.28Gyr, sendo
que 80% dos b´arions seria usado para a formac¸ ˜ao estelar;
Para as func¸ ˜oes de R e ST τ = 2.4Gyr e a eficiˆencia de uso
de g´as para a formac¸ ˜ao estelar ´e da ordem de 60%;

42. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
A densidade de massa de buracos negros no
Universo
[Pereira e Miranda 2011]
ρBH(z) = ρ0
BH
ρ∗BH(z)
ρ∗BH(z = 0)
, (12)
com ρ0
BH sendo a densidade de massa no Universo local.
ρ∗BH(z) =
zf
z
˙ρ∗(z )
(1+z )
P(td)
dtd
dz
dz . (13)
sendo P(td) a probabilidade por unidade de tempo de um
buraco negro crescer por acrescˆencia de mat´eria.

43. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
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Referˆencias
Bibliogr´aficas
A densidade de massa de buracos negros no
Universo
[Pereira e Miranda 2011]
ρBH(z) = ρ0
BH
ρ∗BH(z)
ρ∗BH(z = 0)
, (12)
com ρ0
BH sendo a densidade de massa no Universo local.
ρ∗BH(z) =
zf
z
˙ρ∗(z )
(1+z )
P(td)
dtd
dz
dz . (13)
sendo P(td) a probabilidade por unidade de tempo de um
buraco negro crescer por acrescˆencia de mat´eria.

44. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
A densidade de massa de buracos negros no
Universo
Derivamos uma relac¸ ˜ao entre a densidade de buracos negros
e a densidade de luminosidade de
quasares.[Pereira e Miranda 2011]
U = c2 ¯η
(1− ¯η)
˙ρBH, (14)
U(z) =
¯ηc2
1− ¯η
ρ0
BH
ρ0
∗BH
˙ρ∗(z)
(1+z)
P(td). (15)
U(z) =
L∗
bol
LbolΦb(Lbol,z)dLbol, (16)
sendo L∗
b e Φ(Lb,z) de [Hopkins, Richards e Hernquist 2007]

45. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
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Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
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Referˆencias
Bibliogr´aficas
A densidade de massa de buracos negros no
Universo
Derivamos uma relac¸ ˜ao entre a densidade de buracos negros
e a densidade de luminosidade de
quasares.[Pereira e Miranda 2011]
U = c2 ¯η
(1− ¯η)
˙ρBH, (14)
U(z) =
¯ηc2
1− ¯η
ρ0
BH
ρ0
∗BH
˙ρ∗(z)
(1+z)
P(td). (15)
U(z) =
L∗
bol
LbolΦb(Lbol,z)dLbol, (16)
sendo L∗
b e Φ(Lb,z) de [Hopkins, Richards e Hernquist 2007]

46. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
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Referˆencias
Bibliogr´aficas
A densidade de massa de buracos negros no
Universo
Derivamos uma relac¸ ˜ao entre a densidade de buracos negros
e a densidade de luminosidade de
quasares.[Pereira e Miranda 2011]
U = c2 ¯η
(1− ¯η)
˙ρBH, (14)
U(z) =
¯ηc2
1− ¯η
ρ0
BH
ρ0
∗BH
˙ρ∗(z)
(1+z)
P(td). (15)
U(z) =
L∗
bol
LbolΦb(Lbol,z)dLbol, (16)
sendo L∗
b e Φ(Lb,z) de [Hopkins, Richards e Hernquist 2007]

47. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
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Referˆencias
Bibliogr´aficas
O Modelo ´e Concordante com as Observac¸ ˜oes

48. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
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Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
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Referˆencias
Bibliogr´aficas
Reionizac¸ ˜ao do Universo?

49. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
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Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
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Referˆencias
Bibliogr´aficas
O c´odigo

50. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
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Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
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Referˆencias
Bibliogr´aficas
O c´odigo

51. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
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Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
O c´odigo
http://duducosmos.github.io/pycosmicstar/index.html

52. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
Nas nuvens
www.cosmicstarformation.com

53. Sum´ario
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O Cen´ario
Hier´arquico de
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Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
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Formac¸ ˜ao
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Negros Super-
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Bibliogr´aficas
Fim..:*-*:..

54. Sum´ario
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Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
COPI, C. J. A stochastic approach to chemical evolution. Apj,
v. 487, p. 704, out. 1997.
DAIGNE, F. et al. Hierarchical growth and satr formation:
Enrichment, outflows and supernova rates. Apj, v. 647, p.
773–786, ago. 2006.
HOPKINS, A. M. On the evolution of star-forming galaxies.
APJ, American Physical Society, v. 615, p. 209–221, nov. 2004.
HOPKINS, P. F.; RICHARDS, G. T.; HERNQUIST, L. An
observational determination of the bolometric quasar luminosity
function. Apj, v. 654, p. 731–753, jan. 2007.
JENKINS, A. et al. The mass function of dark matter haloes.
Mon. Not. R. Astron. Soc., v. 321, p. 372–384, 2001.

55. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
PEREIRA, E. dos S.; MIRANDA, O. D. The role of the dark
matter haloes on the cosmic star formation rate. New Ast.,
v. 41, p. 48–52, 2015.
PEREIRA, E. S.; MIRANDA, O. D. Stochastic background of
gravitational waves generated by pre-galactic black holes.
MNRAS, v. 401, p. 1924–1932, jan. 2010.
PEREIRA, E. S.; MIRANDA, O. D. Supermassive black holes:
connecting the growth to the cosmic star formation rate.
MNRAS Letters, v. 418, p. L30–L34., 2011.
PRESS, W. H.; SCHECHTER, P. Formation of galaxies and
clusters of galaxies by self-similar gravitational condesation.
Apj, p. 425–438, fev. 1974.

56. Sum´ario
Introduc¸ ˜ao
O Cen´ario
Hier´arquico de
Formac¸ ˜ao de
Estruturas
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar
A Taxa
C´osmica de
Formac¸ ˜ao
Estelar e Os
Buracos
Negros Super-
massivos
PyCosmicStar
Referˆencias
Bibliogr´aficas
SALPETER, E. E. The luminousity function and stellar
evolution. Apj, v. 121, p. 161–167, 1955.
SALVADORI, S.; SCHNEIDER, R.; FERRARA, A. Cosmic
stellar relics in the galactic halo. MNRAS, v. 381, p. 647–662,
out. 2007.
SCALO, J. M. The stellar initial mass function. Fundamentals
Cosmic Phys., v. 11, p. 1–278, maio 1986.
SHETH, R. K.; MO, H. J.; TORMEN, G. Ellipsoidal collapse and
an improved model for the number and spatial distribuition of
dark matter haloes. Mon. Not. R. Astron, v. 323, p. 1–12, set.
2001.