Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Física Departamento de Astronomia. Profª. Daniela Pavani

Transcrição

1 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Física Departamento de Astronomia Gerando e Entendo o Céu de cada lugar Explorando o Universo: dos Quarks aos Quasares Profª. Daniela Pavani

2 Objetivos da aula Explicar o conceito de esfera celeste; Explicar o que é o movimento diurno dos astros e qual a sua causa; Definir estrelas circumpolares; Descrever o movimento diurno das estrelas em diferentes latitudes Relacionar medidas angulares e medidas de Tempo. Entender o movimentos da Terra Aprender sobre coordenadas horizontal local e equatorial celeste

3 Esfera Celeste MATERIAL DESENVOLVIDO PELA PROFA. MARIA DE FÁTIMA SARAIVA PARA A DISCIPLINA DE FUNDAMENTOS DE ASTRONOMIA

4 Definições Importantes A esfera celeste: Observando o céu noturno (no campo ou praia) temos a impressão de estarmos no meio de uma esfera enorme (cheia de estrelas); o que levou os gregos a definirem a esfera celeste.

5 A esfera Celeste Os astros nascem no leste e se põem no oeste, o que causa a impressão de que a esfera celeste está girando de leste para oeste. Esse movimento é chamado de movimento diurno dos astros e é um reflexo do movimento de rotação da Terra; Existem algumas estrelas que descrevem uma circunferência completa no céu estrelas circumpolares (altas latitudes).

6 Planos e pontos Importantes Horizonte: É o plano tangente à Terra e perpendicular à vertical do lugar onde se encontra o observador. Zênite: É o ponto no qual a vertical do lugar intercepta a esfera celeste, acima do observador. Nadir: É o ponto diametralmente oposto ao Zênite. Meridiano do lugar: circulo entre os polos celestes, formando 90º com o horizonte.

7 Plano do Horizonte Ou simplesmente horizonte Esfera celeste vista de fora (à esquerda) e da perspectiva de um observador em um local do hemisfério sul, para quem o polo elevado é o polo sul. A elevação do polo celeste em relação ao horizonte depende da latitude em que se encontra o observador.

8 Definições Importantes Polos Celestes: Norte e Sul é o ponto em que o prolongamento do eixo de rotação da Terra intercepta a esfera celeste. Leste e Oeste intersecção do horizonte com o equador celeste.

9 O polo celeste elevado é sempre aquele que corresponde ao hemisfério em que o observador se encontra: em latitudes do hemisfério norte da Terra vemos o polo celeste norte elevado; em latitudes do hemisfério sul vemos o polo celeste sul elevado. O ângulo de elevação do polo sobre o horizonte é igual à latitude do lugar. Portanto, podemos definir a latitude de um lugar como a altura do polo elevado.

10 Fenômenos do movimento diurno Nascer e ocaso: são os instantes em que o astro aparece e desaparece no horizonte, respectivamente. Passagem Meridiana: É o instante em que o astro atinge a máxima altura, ou a mínima distância zenital. Nota: Os astros fazem duas passagens meridianas por dia: a passagem meridiana superior (quando sua elevação é máxima) e a passagem meridiana inferior (quando sua elevação é mínima)

11 Movimento diurno dos astros Leste Oeste. Reflexo do movimento de rotação da Terra (de Oeste p/ leste). Ao longo do dia os astros descrevem arcos paralelos ao equador (depende da latitude do lugar).

12 Movimento dos Astros Nos Equador ( =0) Todas as estrelas nascem e se põe (12h acima do horizonte e 12h abaixo).

13 Movimento dos Astros Nos Pólos ( = 90) Todas as estrelas ficam 24h acima do horizonte

14 Movimento dos Astros Nos Pólos ( = 90) Todas as estrelas ficam 24h acima do horizonte

15 Movimento diurno dos astros Latitude Intermediária Possibilidades anteriores combinadas.

16 Movimento diurno dos astros Latitude Intermediária Possibilidades anteriores combinadas. Movimento diurno das estrelas em Mauna Kea

17 Estrelas Circumpolares

18 Movimento diurno do Sol - O círculo diurno do Sol varia de dia para dia. O movimento diurno do Sol, assim como o de todos os outros astros, é de leste para o este, pois é reflexo do movimento de rotação da Terra (que é de oeste para leste). Mas, ao contrário das "estrelas fixas", o círculo diurno do Sol varia de dia para dia, no ciclo de um ano, se afastando ou se aproximando do equador celeste dependendo da época do ano. A Lua e os planetas também variam sua posiçãoentre as estrelas ao longo do ano, por isso também não mantêm o mesmo círculo diurno.

19 Fatos Importantes - no Equador o Sol faz a passagem meridiana no zênite durante os equinócios, atingindo a altura de 90 no meio-dia verdadeiro. Nas demais épocas do ano ele passa o meridiano ao norte do zênite (entre março e setembro), ou ao sul (entre setembro e março). Durante os solstícios o Sol atinge a menor altura máxima (66,5 ). - na região tropical (entre as latitudes -23,5 e + 23,5 ) o sol passa pelo zênite duas vezes por ano com exeção dos trópicos onde passará uma única vez. - fora da zona tropical o Sol nunca passa pelo zênite. - internamente aos Círculos Polares Ártico e Antártico o Sol permanece 24 horas acima do horizonte no verão e 24h abaixto do horizonte no inverno.

20 Entendendo o Sol da Meia-Noite Música: Here comes the Sun Cantam: Os Beatles (Lá vem o Sol) Slideshow: Ney Deluiz Use o mouse

21 Terra Sol Verão órbita Invern o Devido à inclinação do eixo da Terra, a área em torno do Pólo Norte fica exposta ao sol 24h/dia no verão.

22 Vejam a seguir uma simulação com imagens de satélite de como o sol atingiu a Terra no dia 21 de junho (solstício de verão), o dia mais longo do ano no hemisfério norte. (e o mais curto no hemisfério sul) (Notem que a escuridão da noite não atingirá a área dentro do círculo vermelho em nenhum momento).

23 Meio-dia na Europa (Não toquem no mouse por enquanto).

24 13:00 h na Europa

35 1:00 h na Europa

36 2:00 h na Europa

37 3:00 h na Europa

38 4:00 h na Europa

39 5:00 h na Europa

40 6:00 h na Europa

41 7:00 h na Europa

42 8:00 h na Europa

43 9:00 h na Europa

45 11:00 h na Europa Voltem a usar o mouse.

46 Regra prática para medir ângulos utilizando a mão esquerdalevantada para o céu, desde o indicador ao dedo mínimo tem-se 10,cada dedo tem uma largura equivalente a 1. Para o dedo indicador, como está na figura, da mão direita a falange da ponta do dedo tem-se 3, a falange aseguir indica 4 e a falange proximal indica 6.

47 Indicação da medida angular da Lua(1 /2) a partir dasuperfície da Terra. Relação entre medidas angulares e medidas de tempo: Um grau tem 60 minutos de arco e um minuto de arco tem 60 segundos de arco. Logo 1 = 60' = 3.600", Como 1 hora tem 60 minutos de tempo e 1 minuto de tempo tem 60 segundos de tempo, 1h = 60min = s. Mas, como a rotação da Terra em torno de seu próprio eixo percorre 360 em 24 horas, então: 1h =15, 1min =15' (minutos de arco), 1s = 15 "(segundos de arco).

48 Sistemas de Coordenadas Para determinar a posição de um astro no céu, precisamos definir um sistema de coordenadas; Utilizamos apenas coordenadas angulares, sem nos preocuparmos com as distâncias dos astros; A posição dos astros será determinada através de dois ângulos de posição.

49 Sistemas de Coordenadas Longitude geográfica ( ): é o ângulo medido ao longo do equador da Terra, tendo origem em um meridiano de referência (o meridiano de Greenwich), e extremidade no meridiano do lugar.

50 Sistemas de Coordenadas Na Conferência Internacional Meridiana, realizada em Washington em outubro de 1884, foi definida como variando de 0 a +180 (Oeste de Greenwich) e de 0 a -180 (Leste). Na convenção usada em astronomia, varia entre -12h (Oeste) e +12h (Leste).

51 latitude geográfica ( ) : ângulo medido ao longo do meridiano do lugar, com origem no equador e extremidade no zênite do lugar. Varia entre -90 e +90. O sinal negativo indica latitudes do hemisfério sul e o sinal positivo hemisfério norte.

52 O Sistema Equatorial Celeste O sistema equatorial celeste é fixo na esfera celeste e, portanto, suas coordenadas não dependem do lugar e instante de observação. A ascensão reta e a declinação de um astro permanecem praticamente constantes por longos períodos de tempo.

53 O Sistema Equatorial Celeste Ascensão reta ( ou AR): ângulo medido sobre o equador, com origem no meridiano que passa pelo ponto Vernal, e extremidade no meridiano do astro h 360 O plano fundamental é o Equador Celeste. Não depende das coordenadas do lugar!

54 O Ponto Áries, também chamado Ponto Gama ( ), ou Ponto Vernal, é um ponto do equador, ocupado pelo Sol no equinócio de primavera do hemisfério norte, isto é quando o Sol cruza o equador vindo do hemisfério sul (geralmente em 22 de março de cada ano).

55 O Sistema Equatorial Celeste Declinação ( ou DEC): ângulo medido sobre o meridiano do astro (perpendicular ao equador), com origem no equador e extremidade no astro

56 O Sistema Horizontal Azimute (A) é ângulo medido sobre o horizonte, no sentido horário (NLSO), com origem no Norte e fim no círculo vertical do astro. O Azimute varia entre 0 e A 360 Altura (h) é o ângulo medido sobre o círculo vertical do astro com origem no horizonte e fim no astro. A altura varia entre 90 e O complemento da altura se chama distância zenital (z). Assim, a distância zenital é o ângulo medido sobre o círculo vertical do astro, com origem no zênite e fim no astro. A distância zenital varia entre 0 e 180 (h+z = 90 ) -90 h +90, 0 z 180

57 O Sistema Horizontal Azimute (A) Altura (h) 0 A h +90, 0 z 180 Como o plano de referência é o local do observador, altura e azimute variam de instante a instante refletindo o movimento aparente dos astros na esfera celeste.

58 Referências para o conteúdo desta apresentação: Sites Dep. Astronomia: