A ciência em busca do instante da criação do Universo. Bernardino Coelho da Silva Crédito: ESA

Transcrição

1 A ciência em busca do instante da criação do Universo Bernardino Coelho da Silva Crédito: ESA

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3 Basicamente, a humanidade procura, com estas pesquisas espaciais, responder a quatro perguntas básicas: - Quem somos? - Por que estamos aqui? - De onde viemos? - Estamos sozinhos? O que sabemos, afinal? "Às vezes acredito que há vida em outros planetas; às vezes eu acredito que não. Em qualquer dos casos, a conclusão é assombrosa [ Carl Sagan ]

4 O que os Telescópios Espaciais enxergam? Galáxia Espiral NGC milhões de anos-luz da Terra. Cerca de anos-luz de diâmetro. Crédito da imagem: Agência Espacial Europeia (ESA) e Stephen Smartt(Universidade de Cambridge)

5 Para o entendimento do que os Telescópios enxergam antes, precisamos saber o que é a Radiação Eletromagnética e Espectro Eletromagnético A frequência da Luz Visível é chamada de COR.

6 Para o entendimento do que os Telescópios enxergam antes, seria interessante saber o que é a Radiação Eletromagnética e Espectro Eletromagnético A frequência da Luz Visível é chamada de COR. A Radiação Eletromagnética é constituída por ondas que se auto propagam pelo espaço e o Espectro Eletromagnéticoé o intervalo completo de todas as possíveis frequências da Radiação Eletromagnética.

7 A Radiação solar 1,5 zettawatt ou 1,5 quintilhão de kw 1,5 zettawatt ou 1,5 quintilhão de kw

8 A Luz Visível

9 Câmera para faixa de Infravermelho

10 Os Telescópios Espaciais e sua faixa de detecção Solar Dynamics Observatory (SDO) (2010) Hubble (1990) Gaia (2013)

11 Lançamento: 24 de abril de 1990 Órbita: 570 km Peso: 12 toneladas Comprimento: 13,3 metros Espelho primário: 2,4 metros Velocidade: 28 mil km/hora O Telescópio Espacial Hubble Primeiros estágios de construção do Hubble

12 Um pouco mais sobre o Telescópio Hubble

13 Polimento do Espelho Primário do Telescópio Hubble (1979)

14 Primeira manutenção do Hubble 1993 (10 dias) Outras missões de manutenção: 2ª Missão: 1997 (Câmera IR) 3ª Missão: ª Missão: ª Missão: 2009 Sistema COSTAR sendo instalado na 1ª missão de manutenção(1993)

15 O Telescópio Espacial Hubble e sua instrumentação COS O Cosmic Origins Spectrograph se concentra exclusivamente na luz ultravioleta e é especializado em observar estrelas e quasares. Ele tem dois canais: um para observar luz ultravioleta extrema e outro para luz quase violeta. Foi instalado em maio de 2009 (4ª manutenção) e substituiu as lentes corretivas COSTAR (instalado na 1ª manutenção).

16 A função do COS é dividir a luz capturada em seus componentes individuais (espectrografia). Qualquer objeto que emite ou absorve luz pode ser assim estudado, para determinar a sua temperatura, densidade, composição química e movimento(velocidade). COS Cosmic Origins Spectrograph OCOSestudaaestruturaem larga-escala do Universo e como as estrelas e planetas se formaram e evoluíram. Fornece dados para que os cientistas compreendam como ocorreu a formação inicial do carbono e ferro e como tem aumentado ao longo do tempo.

17 O Telescópio Espacial Hubble e sua instrumentação FGS O Fine Guidance Sensors é um conjunto de três sensores (câmeras de apontamento). Dois sensores apontam e travam o Telescópio no alvo, com incrível precisão) enquanto o terceiro realiza as medições (distâncias, diâmetros, brilho, movimento).

18 O Telescópio Espacial Hubble e sua instrumentação STIS O Space Telescope Imaging Spectrograpf, instalado na 2ª manutenção (1997), fornece comprimento de onda do objeto que está sendo investigado, que permite saber sua temperatura, composição química, densidade e movimento. Abrange o ultravioleta, luz visível e infravermelho próximo. Utilizado também p/ verificar buracos negros.

19 STIS Space Telescope Imaging Spectrograpf O STIS teve de ser reparado na manutenção de 2009, pois estava em modo de segurança por falha na sua unidade de potência.

20 O Telescópio Espacial Hubble e sua instrumentação ACS A Advanced Camera for Surveys foi instalada em março de 2002 e dobrou a capacidade do Hubble, em termos de aumento do campo de visão e qualidade de imagem. É um equipamento que possui três canais de captura de imagens especializados, cada qual com uma missão específica.

21 ACS Advanced Camera for Surveys Estes são os canais de imageamento da ACS: Canal Wide Field examina o Universo para determinar a natureza e a distribuição das galáxias; Canal Solar Blind vê a luz ultravioleta e procura por estrelas quentes e quasares, estudando aurora e clima em planetas do nosso Sistema Solar; Canal High Resolution tira fotos muito detalhadas das regiões do interior das galáxias e procura por planetas. Em janeiro de 2007 ocorreu um curto-circuito que tirou de operação esta câmera, tendo sido reparada na missão de manutenção de 2009

22 O Telescópio Espacial Hubble e sua instrumentação NICMOS A Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer foi instalada na 2ª manutenção (1997) e tem a função de observar larga região espectral do infravermelho próximo (galáxias distantes, objetos obscurecidos por poeira e gás, estrelas recém-formadas e clusters, mudanças atmosféricas planetárias ao longo do tempo).

23 NICMOS A Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer O sensor NICMOS possui três câmeras, cada qual com diferentes campos de visão, cobrindo toda a faixa de espectro do infravermelho. Em detalhe o Sistema criogênico para os sensores (-197º C). Como o infravermelho é uma radiação de calar, os sensores da NICMOS devem ser resfriados a temperaturas criogênicas, para poder observar os sinais do espaço sem a interferência da temperatura do próprio Telescópio.

24 O Telescópio Espacial Hubble e sua instrumentação WFC3 A Wide Field Camera 3 foi instalada na 5ª manutenção (2009) e aumentou a profundidade e amplitude de alcance, com maior resolução e maior campo de visão. Ela é dotada de dois canais, sendo para o infravermelho próximo (galáxias distantes) e o outro de quase ultravioleta ou ultravioleta visível (galáxias mais próximas).

25 WFC3 Wide Field Camera 3 Nebulosa Cabeça de Cavalo, em infravermelho. Distante anos-luz da Terra.

26 Sistema de Comunicação utilizado pelo Telescópio Hubble

27 Comparação entre resoluções de imagens de alguns telescópios

28 Construindo uma imagem do Hubble Crédito: NASA

29 Lembram-se dessa fotografia mostrada no início da apresentação? Ela não é uma fotografia, mas uma combinação de imagens e dados capturados pelo telescópio Hubble que, mais tarde, formaram essa linda imagem da galáxia NGC Crédito da imagem: Agência Espacial Europeia (ESA) e Stephen Smartt(Universidade de Cambridge) Quer entender melhor como funciona o processo de formação das imagens do Hubble?

30 Como a fotoda Galáxia NGC 3982 foi produzida

31 Comparativo de alcance entre telescópios terrestres e espaciais Órbitas de alguns telescópios espaciais

32 Os 5 Pontos de Lagrange L1 1,5 milhão de km L2 1,492 milhão de km L3 300 milhões de km LeohnardEuler -Matemático suíço (L1, L2 e L3) Joseph-Louis Lagrange - Matemático francês (L4 e L5) Crédito: NASA

33 O Telescópio James Webb Crédito: NASA

34 Espelho do Telescópio James Webb Crédito: NASA

35 Crédito: NASA

36 As partes do Telescópio James Webb

37 Integrated Science Instrument Module (ISIM) Crédito: ESA Crédito: ESA O ISIM é o principal dos três componentes do James Webb; os outros são o elemento óptico e a nave espacial. O ISIM vai abrigar os quatro instrumentos principais que irão detectar a luz das estrelas e galáxias distantes e os planetas que orbitam outras estrelas.

38 Near Infrared Camera(NIRCam) A NIRCamirá detectar a luz das primeiras estrelas e galáxias em processo de formação; a população de estrelas em galáxias próximas; bem como jovens estrelas nos objetos da Via Láctea e do Cinturão de Kuiper. A NIRCamestá equipada com coronógrafo, um instrumentos que permite que os Astrônomos tirem fotos de objetos muito tênues em torno de um objeto luminoso central, como sistemas estelares. Crédito: ESA

39 Mid Infrared Camera(MIRICam) Crédito: ESA O Instrumento de Mid-Infrared(MIRI) tem tanto uma câmera e um espectrógrafo que vê a luz na região do infravermelho médio do espectro eletromagnético (5 a 28 microns). Seus detectores sensíveis permitirão que ele veja a luz de galáxias distantes, estrelas recém-formadas e cometas ligeiramente visíveis, bem como objetos no Cinturão de Kuiper. Espera-se com a MIRI: 1) A descoberta da "primeira luz";2) O conjunto de galáxias: a história de formação de estrelas, o crescimento dos buracos negros, a produção de elementos pesados;3) como as estrelas e sistemas planetários foram formados; e 4) A evolução dos sistemas e condições para a vida planetária.

40 Near Infrared Spectrograph(NIRSpec) O Espectrógrafo de infravermelho próximo (NIRSpec) irá operar na faixa de 0,6 a 5 microns. Muitos dos objetos que o James Webbirá estudar, como as primeiras galáxias que se formaram depois do Big Bang, são tão fracos, que espelho gigante do Webbdeve olhar para eles por centenas de horas a fim de coletar luz suficiente para formar um espectro.a fim de estudar milhares de galáxias durante a sua missão de 5 anos, o NIRSpecé concebido para observar 100 objetos simultaneamente. Crédito: ESA Crédito: ESA

41 Fine Guidance Sensor/Near Infrared Imager and Slitless Spectrograph (FGS/NIRISS) O FGS é um sensor de orientação que ajuda a apontar o Telescópio (Câmera) O Near Infrared Imager e o Slitless Spectrograph serão utilizados para detectar: 1) O fim da Idade das Trevas: a primeira luz e a Reionização; 2) A formação de galáxias; 3) O nascimento de estrelas e sistemas exoplanetário; e 4) Sistemas Planetários e a origem da vida. Crédito: ESA

42 Hubble versus James Webb

43 Bernardino Coelho da Silva (31)

44 POLUIÇÃO ESPACIAL Não se iluda: nós somos apenas um ponto pálido neste imenso Universo

45 Medida Astronômica: ano-luz 1 ano-luz = ,80 km Considerando: Velocidade da Luz = m/s Dias por ano = 365,25 dias (ano juliano). 60 milhões de anos-luz = km O Kepler-186f, um planeta em que a NASA acredita que possa haver vida está a apenas 500 anos-luz da Terra, o que significa que ao viajar na velocidade da luz, demoraríamos 500 anos para chegar lá.