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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