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 Aula 4 Observações em Astronomia: propriedades e dificuldades

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Aula 4

Observações em Astronomia:propriedades e dificuldades

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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.

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Medimos luz

Caráter ondulatório e corpuscular:

Dualidade onda­partícula

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    9

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

ENERGIA

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    10

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

ENERGIA

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    11

Via Láctea: InfravermelhoDirbe Team, COBE, NASA

ENERGIA

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    12

Via Láctea: Vísivelpor Axel Melinger

ENERGIA

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

ENERGIA

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

ROSAT, NASA)ENERGIA

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

ENERGIA

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Fontes Pontuais Raios Gama > 1012  eV

 Telescópios Cerenkov, por Jim HintonENERGIA

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    17

TeV = 1012  eV

PeV= 1015  eV

EeV= 1018  eV

ZeV= 1021  eV

KASCADE E ~ 1016  eV

ENERGIA

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AGASA E > 1018  eV

TeV

PeV

EeV

ZeV

ENERGIA

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Auger E > 5.7 x 1019  eV

TeV = 1012  eV

PeV= 1015  eV

EeV= 1018  eV

ZeV= 1021  eV

ENERGIA

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Como se observa isso ?

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Telescópios

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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.

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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 

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Difração: Problema 1

Largura do Primeiro Máximo é : D

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Difração

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Difração

Galáxia de Andrômeda

10' 1'

5'' 12''

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Optica perfeita: Problema 2

● Fabricação de espelho● Construção de estruturas

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Imágenes del diseño del telescopio de 6m 

11 m

9 m

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Análisis Estructural ­ Resultados

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

● Análisis Modal

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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

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Structural analysis ­ Results● Análisis de Pandeo

1er autovalor (0º elevation)

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Óptica adaptativa

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

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Espelhos

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Problema 3: Atmosfera

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Janelas de Observação Terrestre

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Radio OIR X-rays γ-raysHE

γ-raysVHE

0 km

500 km

100 km

10 km

mm UV

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Formação atmosférica

Força Gravitacional versus Energia Térmica

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Composição Atmosférica

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Atmosfera

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

Vapor de água

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

carbono (fuligem)

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Perfil atmosférico

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Espalhamento

● Rayleigh

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Atmosfera Muda

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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.

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Óptica Ativa

Estrela Procyon

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Hubble

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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

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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

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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