Magnitude = -2.5 log (L/4πd 2 ) + Cte Cte => Vega tem magnitude zero Razão fluxos = 100 => m = 5 Astro mv Sol -27 Lua cheia -12 Sirius

Transcrição

1 Ferramentas do Astrônomo

2 Magnitude = -2.5 log (fluxo) + Cte Magnitude = -2.5 log (L/4πd 2 ) + Cte Cte => Vega tem magnitude zero Razão fluxos = 100 => m = 5 Astro mv Sol -27 Lua cheia -12 Sirius Limite olho... ~6 Limite telescópios ~28

3 Luminosidade = potência = energia/tempo (J/s ou Watt) Fluxo = potência/área (J/s/m2)

4 Q.: Qual seria a magnitude aparente do Sol, se ele estivesse à distância de Alfa Centauri? 11 Q.: Qual a magnitude que o Sol teria se fosse colocado a uma distância de 10 pc? (essa é a chamada magnitude absoluta 1pc=3.26 anos-luz) Astro MV L/Lsol Sol Sirius Sirius B /450 η Car x10 6 Supernova Ia

5 Atmosfera terrestre

6 Olho Humano

7 Formação de imagem

8 Esquema de um telescópio..optico Rádio Coletor espelho antena Analisador filtros guias de onda Detetor CCD bolômetro Processador computador computador

9 Telescópios (reftratores e refletores)

10 oder coletor α D 2 lho humano = 0.5 cm => 1x uneta Galileu = 10 cm => 400 x ST (Hubble) = 2.5 m => 250 mil x elescópio Keck = 10 m => 4 milhões x elescópio ELT = 100 m => 400 milhões x

11 oder resolvente = 0.25 λ(µm)/d(m) Disco de Airy

12 oder resolvente = 0.25 λ(µm)/d(m)

13 Point Spread Function - PSF

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16 oder resolvente = 0.25 λ(µm)/d(m) Luz visível = 0.5 µm Olho humano = 0.5 cm => 120 (real) Luneta Galileu = 10 cm => ~1 HST (Hubble) = 2.5m => 0.05 Q.: qual o poder de resolução necessário para disgtinguir um homem na Lua? Q.: Comparar o poder de resolução do Keck (D=10m), operando na faixa óptica, como o Arecibo (D=300m), operando na faixa métrica A resolução a partir do solo é limitada pela atmosfera celeste. Ela também pode ser limitada pela escala de pixel do detector.

17 istância focal F F azão focal = F/D se escreve f/#. Como o brilho da imagem varia com a azão focal? (brilho α 1/A = 1/(f#) 2 )

18 scala de placa ou de imagem θ= d/f θ(rad)~d/f rad = segundos = /Dxf/# ( /mm).: Qual o tamanho da imagem da Lua no plano focal de um lescópio f/11 com diâmetro 36 cm?

19 Redutor focal f/5.5 permitiria uma amostragem ótima para seeing 1.8 e campos de imagem 2X maiores Detetores Escala de pixel: /pixel CCD: charge coupled device matriz de estado sólido. No caso do telescópio anterior, qual escala de pixel, para um detetor com ixels de 9 µm? R.: 0.47 /pixel Amostragem ótima (2 pixels) para um seeing de 2x0.47 ~0.9

20 Detetores Eficiência quântica CCD olho humano fotografia

21 umento = F objetiva /f ocular Q.: um telescópio tem F = 8m qual o f de uma ocular para obter um aumento de 100 vezes?

22 Foco Cassegrain

23 Focos de telescópios

24 elescópio de 1,6-m do Pico os Dias, com montagem uatorial e instrumento no co Cassegrain.

25 Caminho da Luz através do Telescópio espelho secundário foco espelho primário Peso 380 toneladas

26 Radiotelescópios

27 Padrão de antena

28 Arecibo 300 m - multiespelhos

29 Mapa de emissão rádio

30 Interferometria rádio

31 Interferometria

32 VLA

33 ALMA

34 ALMA

35 adiotelescópio ALMA (Atacama, Ch.). 64 antenas de 12m. ontagem altazimutal e focos primário e Cassegrain. aixa espectral 10mm a 350 µm. istâncias de 150m a 10 Km. Resolução espacial de e pectral v=50 m/s. Calcule a resolução espacial do ALMA, usando apenas ma antena e operando na faixa de 10mm.. Calcule como acima, mas usando a) duas antenas a 10 m uma da outra e b) entre o ALMA e um outro adiotelescópio a Km de distância.

36 Interferometria óptica

37 Poluição luminosa

38 Construção: 184M$ Operação: 40K$/noite Colaborando na Terra... Canadá 15.00% Austrália 6.19% UK 23.81% Brasil 2.5% EUA 50.12% Argentina 2.38%

39 ... Para Ampliar Horizontes no Céu Gemini Norte Gemini Sul Acesso ao céu de um pólo a outro

40 Gemini Norte Mauna Kea, Havaí Explora Operações condições científicas: infravermelhas início em Julho/2000 soberbas Gemini 8m 10m 10m 8m Numa comunidade de alto nível Altitude 4220 m Keck I e II Subaru

41 Gemini Norte - Havaí

42 Gemini Sul Cerro Pachón, Chile La Silla CTIO Pachon Las Campanas Altitude 2750 m Entre Diversos Expressiva Operações melhores telescópios comunidade sítios científicas de astronômicos grande em astronômica Janeiro/2001 porte do na Hemisfério local região Sul

43 Gemini Sul e SOAR Cerro Pachón Ch m

44 Blanco 4m- Cerro Tololo

45 Cerro Tololo

46 Evolução dos Telescópios de solo em 400 anos Galileu Custo por m2 de área coletora Custo relativo/m /1000 1/ Ano O Acabamos custo/área A coletora de caiu entrar de cresceu um na fator era de do 1 um milhão subsegundo fator desde 250 mil de Galileu arco Desde Galileu, a resolução angular era limitada pela atmosfera

47 Conceito de Cúpula: controle térmico

48 Espelho Primário: peça chave do telescópio iâmetro: 8.1 m pta tanta luz anto 2.5 milhões olhos humanos ugosidade: spessura: 20 cm nm = λ/40 ra milionesimos troca de calor mm pida com o ar eso: 23 tons

49 Espelho Primário: qualidade da superfície Espelho Primário 6 mm mpliando o espelho ao tamanho do Brasil, a rugosidade seria 6 mm

50 Óptica Ativa: para manter a figura do espelho rrigindo 20 atuadores a forma compensam do espelho as em deformações 1/ da causadas espessura por de um vento fio de ou cabe peso

51 Telescópios órbita x solo

52 Óptica Adaptativa: alisando as ondas luminosas luz do astro espelho auxiliar imagem nítida onda corrigida sensor de frente de onda atuadores moldam o espelho terciário

53 Seeing

54 A razão de Strehl S = P(0)/P 0 (0) S: razão de Strehl P(0): pico da PSF P 0 (0): pico da função de Air Strehl < 1

55 Mesma Núcleo imagem da galáxia com 0.1 NGC4621 mostrando com um resolução buraco negro de 1 Optica Adaptativa: revelando detalhes epois agem de normal aplicar m telescópio tica adaptativa e solo

56 Óptica Adaptativa Laser de sódio guiada a laser Em 2003, estrela de laser para mapear as irregularidades atmosféricas

57 GST: melhor imagem que o gemini no optico no NIR e UV (imagem) Gemini: e melhor MIR (fundo no MIR térmico) e FIR Gemini: Oportunidades científicas Solo X Espaço HST NGST (2012)

58 Interesse do Infravermelho Mapa da Via Láctea na faixa do visível I.V. médio (MSX)

59 ooperativas ~40-100m, 2012: >1000 de início espelhos, da países era ELT: >500mil Gemini extremely atuadores, experiência large resolução telescopes piloto ~0.001 Gemini: Futuro OWL