Dois milhões e meio de anos luz!

Transcrição

1 Dois milhões e meio de anos luz! Laurindo Sobrinho Santana, Qualidade de Vida 10 de julho de

2 Plutão Distância à Terra (07 de julho de 2015 ): Imagem obtida pelo telescópio espacial Hubble (HST) milhões de km Nestas condições um raio de luz demora cerca de 4h25m entre Plutão e a Terra. Velocidade da luz no vazio: c = km/s 2

3 (c) NASA / JHU-APL Universal Time A sonda New Horizons, lançada em 2006, passará por Plutão a 14 de julho de 2015 à distância de aproximadamente km da superfície. 3

4 As sondas Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1 e Voyager 2 lançadas na década de 70 do século XX. A Voyager 1 está a cerca de 18h luz da Terra. Trata-se do objeto feito pelo Homem que mais se distanciou da Terra. NASA 4

5 Um pequeno ponto de luz azul! A Terra fotografada pela Voyager 1 em 14 de fevereiro de 1990 quando se encontrava a cerca de 6000 milhões de km de distância. A fotografia mais distante que temos da nossa casa! 5

6 O dia em que a Terra sorriu! Saturno, 19 de julho de Foto obtida pela nave espacial Cassini (chegou a Saturno no ano 2004). Distância : aprox. 1h20m luz 6

7 Alfa Centauri é o sistema estelar que fica mais próximo do Sol! É um sistema formado por 3 estrelas: alfa Centauri A alfa Centauri B Próxima Centauri (a que está mais próxima do Sol) 7

8 A estrela Próxima Centauri fica a Km do Sol! A distância média de Plutão ao Sol é aproximadamente: Km Assim, Próxima Centauri fica cerca de 6700 vezes mais distante do Sol do que Plutão! 8

9 PRÓXIMA CENTAURI 4.2 anos SOL Um raio de luz emitido pelo Sol leva cerca de 4.2 anos a chegar à estrela Próxima Centauri! Da mesma forma quando observamos esta estrela no céu estamos a ver luz que saiu de lá há cerca de 4.2 anos! Dizemos que Próxima Centauri fica a 4.2 anos luz de distância! 9

10 Utilizando a luz para descobrir o Universo Quando olhamos para o céu noturno estamos a olhar para o passado. A luz que atinge os nossos olhos em cada instante viajou anos, centenas ou mesmo milhares de anos pelo espaço. 10

11 Constelação do Cisne Nome Designação Distância (AL) Deneb alfa Cyg 2000 Sadr gama Cyg eta Cyg 200 Albireo beta Cyg zeta Cyg epsilon Cyg 70 - delta Cyg iota Cyg kapa Cyg 150 GAUMa

12 Magnitude aparente - m A magnitude aparente (m) de uma estrela (ou de outro objeto) é uma medida do seu brilho aparente. NOTA: quanto maior m menos brilhante é o objeto (e vice-versa)! 12

13 Espectro de absorção e espectro de emissão Espectro de Absorção Espectro continuo Espectro de Emissão 13

14 Espectros de emissão de alguns elementos: 14

15 Uma vez identificado um elemento (a partir das suas riscas) podemos dizer, recorrendo ao efeito de Doppler, se a estrela está a se aproximar ou a se afastar de nós e com que velocidade. Aproximando-se (blueshift) Repouso Afastando-se (redshift) 15

16 RR Lyrae - São estrelas velhas que já consumiram todo o hidrogénio estando nesta fase a queimar o hélio. Com a fusão do hélio já não se atinge um bom equilíbrio hidrostático como na fase de sequência principal. É esta falta de equilíbrio a responsável pelas pulsações. Todas as RR Lyrae têm a mesma magnitude absoluta pelo que são um bom indicador para o cálculo de distâncias. 16

17 Cefeides estrelas variáveis que apresentam uma relação entre o seu período de pulsação e a respetiva luminosidade (ou magnitude absoluta). Sabendo o período de uma Cefeide e o seu brilho aparente podemos assim determinar a sua distância. 17

18 As qualidades do céu madeirense Na ilha da Madeira existem vários locais com boas condições para a observação astronómica. Em especial os picos mais altos na costa norte: Encumeada Alta (Santana) m Pico Ruivo (Santana) 1862m Achada do Teixeira (Santana) 1590m Pico Ruivo do Paul (Paul da Serra) 1640m 18

19 Nos anos 70 do século XX uma equipa inglesa liderada por McInnes levou a cabo estudos na Madeira, Canárias e Hawai. O trabalho publicado em 1981 revela que os céus de Santana estão entre os melhores do mundo para a Astronomia na banda do visível. Detalhe do miniplanalto da Encumeada Alta com algumas das estruturas montadas por McInnes ainda visíveis. 19

20 McInnes, B., 1981, Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society, Vol. 22, P

21 Em 1996 um grupo de alunos da Universidade da Madeira (STORM), com coordenação de uma equipa alemã, fez medições no Pico Ruívo, na Encumeada Alta e no Pico Ruívo do Paul. O projeto acabou por ser interrompido. Mesmo assim, os dados recolhidos voltaram a confirmar a boa qualidade dos nossos céus. Em , o GAUMa voltou a estudar em detalhe esses e outros locais As conclusões finais apontam para a manutenção da qualidade do céu astronómico de Santana, apesar de trinta anos de crescimento. Por isso existem planos para a instalação de um Observatório Astronómico na Achada do Teixeira. 21

22 Alguns dos aspetos a ter em conta na escolha de um local para a construção de um observatório ótico: i) número elevado de noites limpas durante o ano ii) pouca turbulência atmosférica - bom seeing iii) poluição luminosa reduzida iv) humidade baixa (local bastante acima do nível do mar)... 22

23 Os ventos predominantes na ilha vêm de Nordeste. As massas de ar atingem o norte da ilha depois de atravessarem uma vasta região do Oceano Atlântico (mais de 900km). O ar apresenta-se assim com pouca turbulência, ou seja, bastante homogeneizado. 23

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25 Achada do Teixeira 08 de julho de 2005 (altitude m) 25

26 A resolução de um telescópio (capacidade de separar objetos pontuais muito próximos no céu, como estrelas) melhora com o aumento da abertura e com a diminuição do comprimento de onda escolhido para a observação. No entanto, na superfície da Terra, em poucos locais se consegue uma resolução melhor do que o chamado limite do seeing com 1 a 2 segundos de arco. 1 grau = 60 minutos de arco 1 minuto de arco = 60 segundos de arco 1 grau = 3600 segundos de arco 26

27 Uma das técnicas utilizadas para medir o seeing consiste em seguir a estrela polar uma vez que esta se mantém quase imóvel durante a noite. Fazem-se exposições fotográficas com alguns minutos de duração, ficando registado um trilho o qual utilizado para estimar o valor do seeing. As medições do seeing, para um determinado local, devem ser feitas ao longo de vários anos. Achada do Teixeira 05/07/08 às 02h02min 27

28 McInnes, B., 1981, Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society, Vol. 22, P

29 Estudo feito em 2009: após análise dos resultados das primeiras 35 semanas de observações podemos afirmar que a Madeira continua a ser um bom local para observação astronómica. 29

30 Montagem utilizada no estudo do seeing em 2008/ Telescópio; 2 Montagem de apoio e elevação do telescópio; 3 CCD; 4 Barlow 3X; 5 Bateria de 12V; 6 Adaptador para isqueiro de automóvel; 7 PC portátil; 8 Grampo universal para segurar telescópio à montagem. Filtro B não é visível pois este encontra-se acoplado à CCD entre esta última e a Barlow 3X. Nota: A base (2) está patenteada: PT

31 Poluição luminosa: Como resolver este problema? > reduzir a potência das lâmpadas > direcionar a luz de forma mais racional > desligar parte da iluminação durante certos períodos da noite 31

32 Sky Quality Meter (SQM) O SQM permite medir o brilho do céu noturno. Quanto menor o brilho maior a qualidade do céu. Se o céu estiver relativamente iluminado a medição é rápida. Em zonas bastante escuras a aquisição de dados pode ser superior a um minuto. A orientação do aparelho deve manter-se durante todo o processo de medição. A medição faz-se apontando o sensor de preferência para o zénite. Não deve incidir luz artificial sobre este. O sensor cobre um cone de cerca de 40º de raio angular no céu. 32

33 Escala logarítmica que permite uma interpretação rápida dos resultados: quanto maior o valor menor é o brilho do céu (melhor a qualidade). A unidade de medida do SQM: magnitude por arcos de segundo quadrado. A variação de uma unidade nesta escala equivale a uma variação de aprox em brilho. Exemplo: entre os valores 18 e 21 temos uma diminuição do brilho do céu de um factor de 2.5 x 2.5 x 2.5 =

34 Apagão em Santana Local: Largo em frente à Câmara Municipal de Santana Data: Autor: Sandro Correia Durante o Ano Internacional da Astronomia (2009) realizamos apagões em vários locais com o objetivo de medir a qualidade do céu antes e depois do apagão. 34

35 Resultados obtidos durante o AIA 2009 no âmbito da iniciativa: O céu estrelado existe!

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37 Como o GAUMa e a AAAM utilizam a luz Na Madeira existem dois grupos dedicados à Astronomia: GAUMa - da Universidade da Madeira (2000) AAAM - Associação de Astrónomos Amadores da Madeira (2002) Ensino Investigação Divulgação 37

38 Alguns dados: Abertura: 20.3cm Resolução: 0.56 seg. arco Magnitude limite: 14 Ampliação: 455x (com ocular de 6.7mm) Milhões de estrelas: 5.7 Milhares de galáxias: 4 O ASDoT (Alberto Serrão Dobsonian Telescope) e um telescópio tipo Dobsoniano. Resultou de um projecto desenvolvido pelo nosso aluno Alberto Serrão no âmbito da cadeira de Telescópios e Detectores do 4ºano da Lic. Engenharia da Instrumentação e Electrónica, ramo de Astronomia. 38

39 Universidade da Madeira O telescópio ASDoT pode ser visto num selo postal que da série Europa-Madeira que entrou em circulação em 09 de maio de Lançamento da série de selos no decurso da festa de encerramento do Desporto Escolar 39

40 Comportamento da luz em sistemas compostos por dois ou mais buracos negros. Um campo gravitacional intenso desvia a luz da sua trajetória normal. Neste caso (dois BNs) observamos um comportamento caótico. 40

41 Escola dos Ilhéus 26 de maio de 2015 A observação do Sol é uma das atividades que executamos com maior regularidade quando visitamos as escolas da região. Um dos fenómenos mais comuns e mais fáceis de observar sobre o disco solar são as chamadas manchas escuras. Tratam-se de regiões onde o campo magnético é mais intenso e a temperatura mais baixa. 41

42 Medição de distância pelo método da paralaxe. 42

43 Nós vivemos numa galáxia chamada Via Láctea a qual é composta por cerca de milhões de estrelas para além de diferentes tipos de nebulosas e enxames de estrelas. Nesta imagem, captada na Madeira, temos a Galáxia de Andromeda (semelhante à nossa galáxia) 43

44 A Galáxia de Andromeda é o objecto mais distante ainda visível a olho nu. Situa-se à distância de dois milhões e meio de anos luz. 44

45 Distância das galáxias: entre 35 e 36 milhões de anos luz. 45

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47 Meade LX200: o telescópio que deverá ficar no observatório (já esteve por diversas vezes na Achada do Teixeira e noutros locais da ilha) Algumas características: Abertura: 30.5 cm magnitude limite: 15 milhões de estrelas: 15 galáxias: 6300 campo de visão: desde 0.2º resolução:

48 Achada do Teixeira assinalado o local onde já existe uma base de cimento para a instalação do observatório. Nesta mesma noite, parte da luz emitida pela galáxia de Andromeda, carregada de informação, depois de uma viagem de dois milhões e meio de anos encontrará no seu caminho as pedras da Achada do Teixeira. Parte da estrutura do observatório (atualmente a aguardar no armazém da UMa) 48

49 Observatório Astronómico em Santana: Redução da poluição luminosa - Iluminação mais eficiente - Redução custos energéticos Maior Divulgação de Santana - mais visitantes (desde astrónomos amadores a profissionais - regionais, nacionais e estrangeiros) Maior qualidade de vida. 49

50 Referências: Medições do Seeing em oito locais da ilha da Madeira e seu estudo comparativo, Andrade I., 2009, Relatório do projeto de fim de curso da licenciatura em Engenharia de Instrumentação e Eletrónica (Ramo de Astronomia) - 209p..Aplicações da Trigonometria na Astronomia: Medição de Distâncias pelo Método de Paralaxe, Teixeira H., Sobrinho J. L. G. & Drumond, C., 1.ª Conferência de Professores EspAciais - ESERO PT, 14 e 15 de novembro 2014, Pavilhão do Conhecimento - Ciência Viva, Lisboa. Estudo da qualidade do céu astronómico na Madeira, Augusto P. & Andrade I., 18º Encontro Nacional de Astronomia e Astrofísica (ENAA), Évora, 18 a 19 de Setembro de da Universidade da Madeira, Relatório de atividades: setembro abril 2013; Laurindo Sobrinho, Pedro Augusto, Angelino Gonçalves, Fernando Góis, Hildegardo Noronha, Sandro Correia, Etelvina Góis, Ilídio Andrade, Helena Teixeira, Elder Pinto, Rui Aguilar, Marco Joaquim, Duarte Silva, Orlando Correia (2013); 111 pp; Universidade da Madeira Escolha do local para a instalação de um Observatório na Madeira, Sardinha M., Gonçalves A., Gomes G., Silva O., Paixão S., Sobrinho L., Baptista R., Cruz A., Pestana S., Faia C., Vieira D., Gouveia D., Vasconcelos D., Freitas I., Marques M., 6º Encontro Nacional de Astronomia e Astrofísica, Évora, 18-20/8/96. Casting a Light on Dark Sky Awareness in Madeira, Augusto, P. & Andrade I., 2013, CAP journal, 13, p Astronomy Week in Madeira, Portugal, Augusto, P. & Sobrinho, J. L. G., 2012, CAP journal, 12, p Sistemas Compostos por n-buracos Negros, Gonçalves A. & Sobrinho L., Dia Aberto da UMa 2013, 25 de setembro de 2013, UMa. Estes e outros trabalhos podem ser consultados em: 50

51 Achada do Teixeira 19 de julho de da Universidade da Madeira