Poluição Luminosa Laurindo Sobrinho Astronomia no Verão 15 de setembro de 2014 1
Luminosidade e brilho aparente Luminosidade (L) - quantidade energia emitida pela estrela por unidade de tempo. Brilho aparente (b) - quantidade de energia que atravessa a unidade de área por unidade de tempo a uma determinada distância (d) da estrela. Fotometria - medição do brilho aparente. http://www.physics.unc.edu/~evans/pub/a31/lecture16-stars/ 2
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)! http://www.physics.unc.edu/~evans/pub/a31/lecture16-stars/ 3
Medir a qualidade do céu identificando as estrelas de uma constelação, como por exemplo, Lyra. 4
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Sky Quality Meter (SQM) http://www.unihedron.com/projects/darksky/sqmback.jpg 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. 6
Escala logarítmica que permite uma interpretação rápida dos resultados: quanto maior o valor menor é o brilho do céu (melhor a qualidade). http://www.unihedron.com/projects/darksky/instruction_sheet.pdf 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. 2.51 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 = 15.625 7
A unidade de medida do SQM é: magnitude por segundos de arco quadrado. 1 grau = 60 minutos de arco 1 minuto de arco = 60 segundos de arco 1 grau = 3600 segundos de arco Abertura do sensor: 40 graus = 144000 segundos de arco área angular coberta pelo sensor: aprox. 5000 graus quadrados o que equivale a aprox. 7 x 10^10 segundos de arco quadrado (aprox 1/8 da esfera celeste). 8
Raio angular da Lua: 0.26 graus º 936 segundos de arco. Área angular da Lua º 0.2 graus quadrados º 2.7 x 10^6 segundos de arco quadrado. Raio angular de Júpiter: 50 segundos de arco. Área angular de Júpiter º 7800 segundos de arco quadrado. área_angular_lua º 350 área_angular_júpiter área_angular_sqm º 26000 área_angular_lua 9
Exemplo de medição com o SQM: m= 21 magnitudes por segundo de arco quadrado. Trata-se de um resultado bom. Qual o seu significado? O brilho do céu seria, neste caso, equivalente a termos uma estrela de magnitude m = 21 por cada segundo de arco quadrado (na área coberta pelo sensor). 10
O brilho (b) relaciona-se com a magnitude aparente (m) por: b m = 2.5log 1u onde u representa a unidade em que está representado o valor do brilho. Considerando uma estrela de magnitude m = 21 por cada segundo de arco quadrado resulta que o brilho por segundo de arco quadrado é: b = 4 10 9 u No total da área coberta pelo sensor o brilho será: 9 10 B = b a = 4 10 u 7 10 280u 11
Podemos calcular a magnitude correspondente a este valor: 280u m = 2.5log 6 1u A magnitude aparente (máxima) da Estação Espacial Internacional (ISS) é m ª - 6 Conclusão: o valor m = 21 corresponde a um brilho do céu equivalente ao que teríamos distribuindo o brilho da ISS pela área coberta pelo sensor do SQM. Para ver a localização da ISS (tempo real): http://www.n2yo.com/?s=25544 Previsões para cinco dias : http://www.n2yo.com/passes/?s=25544 12
i j k Outros exemplos: µ m 1 26.0347 2 25.0347 3 24.0347 4 23.0347 5 22.0347 6 21.0347 7 20.0347 8 19.0347 9 18.0347 10 17.0347 y SOL z { i j k µ m 11 16.0347 12 15.0347 13 14.0347 14 13.0347 15 12.0347 16 11.0347 17 10.0347 18 9.03469 19 8.03469 20 7.03469 21 6.03469 22 5.03469 23 4.03469 y z { LUA CHEIA ISS VÉNUS 13
Resultados obtidos durante o AIA 2009 no âmbito da iniciativa: O céu estrelado existe! http://www3.uma.pt/investigacao/astro/grupo/publicacoes/abstracts/pub2012r1.htm http://www3.uma.pt/investigacao/astro/grupo/divulgacao/abstracts/pub2013d1.htm http://www3.uma.pt/investigacao/astro/aia2009/ceuestreladoexiste.htm 14
Resultados obtidos no terraço da UMa no dia 13 de setembro de 2014: i hora SQM y 20 h40 11.57 20 h55 15.66 21 h15 18.45 21 h30 18.97 21 h45 18.64 22 h25 19.16 j 23 h00 18.41 z k 23 h15 17.14 { 15
Apagão em Câmara de Lobos (vista para o lado de São Martinho) Local: Cimo do ilhéu de Câmara de Lobos Data: 09-06-2009 Autor: Elder Pinto 16
Apagão em Santana Local: Largo em frente à Câmara Municipal de Santana Data: 20-05-2009 Autor: Sandro Correia 17
Local: Achada do Teixeira - Santana Data: 19-06-2009 Autor: Sandro Correia 18
A evolução real do consumo em Iluminação Pública na ilha da Madeira (dez concelhos) segundo o Relatório da EEM de 2005 curva torcida de 2001 a 2005. Ajuste (e extrapolação) até 2009 (os autores). O ponto de 2007 é o constante no Relatório da EEM de 2007 (consultado depois das previsões feitas!). 19
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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 21
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Referências: "O Ano Internacional da Astronomia 2009 na Região Autónoma da Madeira: uma epopeia de três anos e meio"; Pedro Augusto; Laurindo Sobrinho; Ilídio Andrade (2012); Relatório elaborado para a FCT - Ciência Viva; 183 pp http://www3.uma.pt/investigacao/astro/grupo/publicacoes/abstracts/pub2012r1.htm "Casting a Light on Dark Sky Awareness in Madeira"; Augusto, P. & Andrade, I., CAP journal, 13, p09-11 http://www3.uma.pt/investigacao/astro/grupo/divulgacao/abstracts/pub2013d1.htm Sky Quality Meter : http://www.unihedron.com/projects/darksky/instruction_sheet.pdf O Céu Estrelado Existe! http://www3.uma.pt/investigacao/astro/aia2009/ceuestreladoexiste.htm AAAM, Astrofotografia, http://astronomiamadeira.net/galeria-astrofotografia/ http://www3.uma.pt/investigacao/astro/astronomia/observ_mes/jul2002/lyra.htm 23
astro@uma.pt http://www.uma.pt/astro da Universidade da Madeira 2014 24