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Aula 4

Observações em Astronomia:propriedades e dificuldades

Desculpas / Aviso:

A maior parte do conteúdo destas aulas forão extraídas de livro, aulas e sítios disponíveis na internet e artigos científicos. Nem sempre as 

citações apropriadas são feitas devido ao curto tempo disponível para a preparação das aulas por 

isso cabe aqui um pedido de desculpas aos autores originais.  Nas próximas versões deste 

curso atualizarei as aulas acrescentando as citações merecidas.

Medimos luz

Caráter ondulatório e corpuscular:

Dualidade onda­partícula

    9

Via Láctea: Rádio (408 MHz)C. Haslam et al., MPIfR, SkyView)

ENERGIA

    10

Via Láctea: Rádio (1420 MHz)J. Dickey et.al. UMn. NRAO SkyView

ENERGIA

    11

Via Láctea: InfravermelhoDirbe Team, COBE, NASA

ENERGIA

    12

Via Láctea: Vísivelpor Axel Melinger

ENERGIA

    13

Via Láctea: UltravioletaJ. Bonnell et.al.(GSFC, NASA)

ENERGIA

    14

Via Láctea: Ráios X 0.25, 0.75, 1.5 keV (S. Digel et. al. GSFC, 

ROSAT, NASA)ENERGIA

    15

Via Láctea: Ráios Gama> 100 MeV (CGRO, NASA)

ENERGIA

    16

Fontes Pontuais Raios Gama > 1012  eV

 Telescópios Cerenkov, por Jim HintonENERGIA

    17

TeV = 1012  eV

PeV= 1015  eV

EeV= 1018  eV

ZeV= 1021  eV

KASCADE E ~ 1016  eV

ENERGIA

    18

AGASA E > 1018  eV

TeV

PeV

EeV

ZeV

ENERGIA

    19

Auger E > 5.7 x 1019  eV

TeV = 1012  eV

PeV= 1015  eV

EeV= 1018  eV

ZeV= 1021  eV

ENERGIA

    20

Como se observa isso ?

Telescópios

O que se deseja de um telescópio:

● Colete a maior quantidade possível de luz;● Tenha boa resolução;● Não distorça a luz medida;● Não seja absurdamente caro.

Desvantagens de Telescópios Refratores

● Não é possível fazer uma estrutura de sustentação que apoie lentes,

● As lentes decompõem a luz ­> Aberação cromática

● Lentes tem duas faces o que encarece a fabricação 

Difração: Problema 1

Largura do Primeiro Máximo é : D

Difração

Difração

Galáxia de Andrômeda

10' 1'

5'' 12''

Optica perfeita: Problema 2

● Fabricação de espelho● Construção de estruturas

33

Imágenes del diseño del telescopio de 6m 

11 m

9 m

34

Análisis Estructural ­ Resultados

1er modo - 2.7Hz 2do modo - 3Hz

● Análisis Modal

35

Análisis Estructural ­ Resultados● Análisis Estático Lineal Elástico (Tensiones Y deformaciones)

LC Analysis type Load ElevationMax 

Stress[MPa]

δC[m] δC[m]x δC[m]y δC[m]z δM[m] δM[m]x δM[m]y δM[m]z

1 Static OW  0º 58 7.7E­03 ­1.3E­03 6.3E­06 7.6E­03 3.7E­03 ­3.7E­03 5.9E­06 7.1E­05

δC[m]δM[m]

Camera maximum displacementMirror maximum displacement

OW own weightElevation support 7294 KgfAzimuth support 4791 Kgf

LC:1 – Desplazamiento Total

36

Structural analysis ­ Results● Análisis de Pandeo

1er autovalor (0º elevation)

37

Óptica adaptativa

Atua sobre o espelho primário e corrige deformações a cada segundo.

38

Espelhos

39

40

Problema 3: Atmosfera

    41

Janelas de Observação Terrestre

41

Radio OIR X-rays γ-raysHE

γ-raysVHE

0 km

500 km

100 km

10 km

mm UV

Formação atmosférica

Força Gravitacional versus Energia Térmica

Composição Atmosférica

Atmosfera

● Absorção● Ozonio, Diôxido de Nitrogênio, Diôxido de Enxofre, 

Vapor de água

● Espalhamento● partículas grandes: poeira, poluição, derivados de 

carbono (fuligem)

Perfil atmosférico

Espalhamento

● Rayleigh

Atmosfera Muda

50

Óptica Ativa

Verifica­se a atmosfera com umdisparo de laser. Modifica­se a estrutura dos espelhos com atuadores mecânicosde forma a corrigir as distorçõesdo laser devido a irregularidades da atmosfera.

51

Óptica Ativa

Estrela Procyon

52

Hubble

53

Hubble

Um aglomerado na Nuvem de Magalhães visto por:a) Um telescópio de 1 m na superfície terrestreb) Pelo Hubble antes do reparoc) Pelo Hubble depois do reparod) Pelo Hubble após tratamento computacional da imagem

100 

μeV

10 μ

eV

1 m

eV

10 m

eV

0,1 

eV

1 eV

10 e

V

100 

eV

1 ke

V

10 k

eV

100 

keV

Radio wavesInfraredVisibleUVX-ray

‘‘‘‘Classical’’ Classical’’ astronomy - from Radio to X-raysastronomy - from Radio to X-rays

from J.Paul

SpaceSpaceGround

1 M

eV

100 

keV

10 M

eV

100 

MeV

1 G

eV

10 G

eV

100 

GeV

1 Te

V

10 T

eV10

 TeV

100 

TeV

1 Pe

V

from J.Paul

High­energy domain