Madeira, 600 anos-luz!GAUMa Grupo de Astronomia da Universidade da Madeira Madeira, 600 anos-luz! 3 A sonda New Horizons, passou na vizinhança do planeta anão Plutão em julho de

GAUMaGrupo de Astronomia da Universidade da Madeira

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Madeira, 600 anos-luz!

Laurindo Sobrinho

Departamento de Matemática da FCEE da Universidade da Madeira

Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço

Grupo de Astronomia da Universidade da Madeira

03 de novembro de 2018


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A sonda "New Horizons" foi lançada para o espaço com destino a Plutão no dia 19 de janeiro de 2006.


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A sonda New Horizons, passou na vizinhança do planeta anão Plutão em julho de 2015.

A maior aproximação foi de 12500 km no dia 14 de julho de 2015.

A sonda segue o seu caminho em direção a outros objetos da Cintura de Kuiper.

http://pluto.jhuapl.edu/Mission/Where-is-New-Horizons/index.php


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4Plutão e Charon registados pelo Hubble Space Telescope (HST) em 1994.


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Imagem de Plutão construída com a ajuda do HST entre 2002-2003.


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Plutão observado pela sonda New Horizons (julho 2015)http://www.nasa.gov/mission_pages/newhorizons/images/index.html?id=3672590


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Imagem da superfície do planeta anão Plutão enviada pela sondaNew Horizons em julho de 2015


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Imagem de Charon obtida pela sonda New Horizons em julho de 2015.http://www.nasa.gov/mission_pages/newhorizons/images/index.html?id=366794


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Distância entre Plutão e a Terra a 14 de julho de 2015: 4750 milhões de km

Velocidade da luz no vazio: c = 300 000 km/s

Nestas condições um raio de luz demora cerca de 4h25m a percorrer a distância entre Plutão e a Terra.

http://pluto.jhuapl.edu/Mission/Spacecraft/Communications.php

Antena de 70 metros de diâmetro no Desertode Mojave na Califórnia. Uma das antenasutilizadas para comunicar com a NewHorizons.


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As sondas Pioneer 10, Pioneer 11,Voyager 1 e Voyager 2 lançadas nadécada de 70 do século XX. AVoyager 1 está a cerca de 20h luz daTerra. Trata-se do objeto feito peloHomem que mais se distanciou daTerra.

NASA


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Um pequeno ponto

de luz azul!

A Terra fotografada pela Voyager 1 no dia 14 de fevereiro de 1990 quando esta se encontrava a cerca de 6000 milhões de km

de distância.

A fotografia mais distante que temos da nossa casa!


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Universidade da Madeira

O dia em que a Terra sorriu!

Saturno, 19 de julho de 2013.Foto obtida pela nave espacial Cassini (chegou a Saturno no ano 2004).

Distância : aprox. 1h20m luz.


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13http://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/cosmic

Alfa Centauri é o sistema estelar que fica mais próximo do Sol!

É um sistema formado por3 estrelas:

alfa Centauri A

alfa Centauri B

Próxima Centauri

(a que está maispróxima do Sol)


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A estrela Próxima Centauri fica a

39 900 000 000 000 Kmdo Sol!

A distância média de Plutão ao Sol é aproximadamente:

5 900 000 000 Km

Assim, Próxima Centauri fica cerca de

6700vezes mais distante do Sol do que Plutão!


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SOLPRÓXIMA CENTAURI

4.2 anos

Da mesma forma quando observamos esta estrela no céu estamos a ver luzque saiu de lá há cerca de 4.2 anos!Dizemos que Próxima Centauri fica a 4.2 anos luz de distância!

Um raio de luz emitido pelo Sol leva cerca de 4.2 anos a chegar à estrelaPróxima Centauri!


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A Voyager I desloca-se a 17 km/s. Terá percorrido a distância de 1 ano-luz emcerca de 17000 anos e 600 anos-luz dentro de aproximadamente 10.5 milhõesde anos. Daqui por 40000 anos a Voyager I irá passar à distância deaproximadamente 1.6 anos-luz da estrela anã vermelha Gliese 445.

Gliese 445: embora atualmente esteja a 17.6 anos-luz do Sol, daqui por 40000 anos estará bem mais perto (cerca de 3 anos-luz apenas).

Caltech/Palomar - http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA17461


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A densidade estelar na vizinhança do sistema solar é de aproximadamente0.004 estrelas por ano-luz cúbico. Isto significa que se a distribuição deestrelas fosse uniforme a distância entre duas estrelas vizinhas seria daordem dos 6 anos-luz.

Número estimado de estrelas em função da distância ao Sol:

10 anos-luz – 15 estrelas [de acordo com o SIMBAD*]100 anos-luz – 17000 estrelas [8656 no SIMBAD*]300 anos-luz – 450 000 estrelas [90250 no SIMBAD*]600 anos-luz – 3.5 milhões de estrelas [307719 no SIMBAD*]

* SIMBAD (Set of Identifications, Measurements, and Bibliography for Astronomical Data)é uma base de dados que conta com dados de mais de 9 milhões de objetos externos aoSistema Solar (consulta realizada a 25 de setembro de 2018)


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A olho nu conseguimos ver cerca de 6000 estrelas. Estas não sãonecessariamente as mais próximas ou as mais brilhantes. É necessárioconjugar simultaneamente os fatores: distância / brilho.

Estrela Constelação DistânciaMagnitude

aparenteObservações

Sírius Cão Maior 8.60 ± 0.04 -1.4Sequência Principal

Rigel Orion 860 ± 80 0.13Supergigante

azul

Vega Lira 25.04 ± 0.07 0.026Sequência Principal

Polaris Ursa Menor 432 ± 7 1.86 – 2.13SequênciaPrincipal

Deneb Cisne 2615 ± 215 1.25Supergigante

azul


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Antares (alfa Sco):

supergigante vermelha

situada 550 ± 100 anos-luz. A sua massa é de aprox. 12 massas solares e o seu raio é cerca de 700 vezes superior ao do Sol.

Apesar da distância é uma das estrelas mais luminosas no céu noturno:

Luminosidade absoluta:100000 vezes a do Sol

Magnitude aparente: 0.6 – 1.6

http://www.astropt.org/2016/11/08/estrela-antares/


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Embora apenas consigamos ver a olho nu cerca de 6000 estrelas,recorrendo a um telescópio, não necessariamente muito grande, podemosaceder a milhões de estrelas (e outros objetos):

Meade LX200

Abertura: 30.5 cm magnitude limite: 15

milhões de estrelas: 15

Mizar

Abertura: 11 cmmagnitude limite: 12.5 milhões de estrelas: 2


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Um exoplaneta é um planeta exterior ao Sistema Solar, ou seja, umplaneta em órbita em torno de um estrela que não o Sol.

ESO/M. Kornmesser - https://www.eso.org/public/images/ann16056a/

Imagem artística do exoplaneta Proxima Centauri b orbitando emtorno da estrela Proxima Centauri.


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Variação da velocidade radial de Próxima Centauri em relação àTerra. Esta variação indica a existência de um objeto com cerca de 1.3massas terrestres, orbitando a estrela a cada 11.2 dias, a uma distânciade 7 milhões de km da mesma (ESO / G. Anglada-Escudé).


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De acordo com o NASA EXOPLANET ARCHIVE estão confirmados3791 exoplanetas*:

• um exoplaneta num raio de 10 anos-luz [em Próxima Centauro]• 235 exoplanetas num raio de 100 anos-luz• 982 exoplanetas num raio de 600 anos-luz

* os dados referem-se ao dia 11 de outubro de 2018https://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/index.html


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Estrela: Kepler 22 (semelhante ao Sol)Exoplaneta: Kepler 22b

Distância ao Sol: 619 anos-luz

Período de translação: 290 diasRaio da órbita: 0.85UAMassa: <36 massas da TerraRaio: 2.3 raios da TerraDescoberta: Kepler 05/12/2011Método de descoberta: Trânsito

Borucki, William J et al., 2012, The Astrophysical Journal, 745, 120.


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O exoplaneta Kepler 22b situa-se na zona habitável da sua estrela.

NASA/Ames/JPL-Caltech


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Artist’s impression: NASA/JPL-Caltech/R Hurt-SSC

Imagem artística da Nossa GaláxiaTipo: Galáxia Espiral Barrada

200 000 000 000 de estrelasDiâmetro: 120 000 anos-luz

Posição do Sol: 28 000 anos -luz do centro

O Sol orbita em torno do centro da Galáxia à velocidade de 220 km/s completando uma volta a cada 250 milhões de anos.


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PHOTOGRAPH BY JUSTIN NG, YOUR SHOT - https://news.nationalgeographic.com/news/billions-of-earthlike-planets-found-in-milky-way/

Aspeto da Via Láctea para um observador sobre a superfície terrestre:


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História da Astronomia na Madeira….

Existem diversos registos históricos ligando a Madeira e a Astronomia, com particular incidência a partir do século XVIII.

Astronomia, Augusto P. & Sobrinho J. L. G., Dicionário Enciclopédico da Madeira [ http://aprenderamadeira.net/astronomia/ ]


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O padre jesuíta francês Laval fez observações astronómicas na Madeira,entre fevereiro e abril de 1720, no Observatório do Funchal, noColégio dos Jesuítas:

• Observou uma ocultação de Vénus pela Lua

• Mediu o diâmetro do Sol• Observou os satélites de Júpiter

A ocultação de Vénus ocorreu no dia 5 de março de 1720.

Ocultação de Vénus pela Lua registada em agosto de 2000. As fotos foram

tiradas minuto a minuto.


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Entre 12 e 24 de setembro de 1768, o capitão James Cook passou pelaMadeira numa expedição a caminho do Taiti, na qual seguia também oAstrónomo real Charles Green. O principal objetivo da expedição era aobservação do Trânsito de Vénus.

Trânsito de Vénus: passagem de Vénus sobre o disco do Sol. O registo rigoroso deste evento raro permitia determinar com rigor o valor da Unidade

Astronómica

(distância da Terra ao Sol).


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Trânsitos de Vénus:

…6 de junho de 17613 de junho de 1769

9 de dezembro de 18746 de dezembro de 1882

8 de junho de 2004

5 de junho de 201210 de dezembro de 2117

…

Trânsito de Vénus de junho de 2004 observado a partir da Madeira (foto de Fernando Góis).


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A 10 de março de 1843, Anne Blandy, irmã de Charles Blandy, observouo Grande Cometa de 1843 (C/1843 D1 ou 1843 I), quer a olho nu, quercom um telescópio.

O Grande Cometa de 1843, observado pela

primeira vez em fevereiro de 1843, passou a apenas

830 000 km do Sol a 27 de fevereiro. Nos dias seguintes era possível

observá-lo a olho nu mesmo durante o dia. Foi visto pela ultima vez em

19 de abril de 1843.


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05 de setembro de 1877: Nathaniel Everett Green (astrónomo amador)escolheu a Madeira, devido à sua “reputação de céu limpo”, para observar oplaneta Marte (em oposição):

• Confirmou a existência de uma atmosfera em Marte• Verificou a diminuição das calotes polares• Desmistificou os canais escuros antes “observados” por Schiaparelli, mas

invisíveis a partir da Madeira.

O planeta Marte. Segundo Green, este foi, sem comparação, o seu “melhor

desenho feito na Madeira” (pág. 132) (GREEN, 1879), pág. PlateII.


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Maio a julho de 1881: Charles Piazzi Smyth, astrónomo real da Escócia,efetuou observações espectroscópicas solares

Espectro de cima – Langley (USA); espectro de baixo – Piazzi Smyth (Madeira) (PIAZZI SMYTH,1882, pág.38).


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A 14 de novembro de 1896, W. Anderson observou a chuva de

meteoros das Leónidas a partir da Madeira.


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A 17 de novembro de 1999 (103 anos depois), Augusto P. e Gizani N. da ambos da Universidade da Madeira, voltam a observar a chuva de

meteoros das Leónidas a partir da Madeira.


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Agosto de 1924: E. A. L. Attkins (astrónomo amador) observou a oposição deMarte a partir da Madeira. Instalou-se a 550m de altitude, no Monte PalaceHotel. Em metade das 13 noites em que observou, o céu esteve quaseperfeitamente estável, tendo visto Marte com facilidade e uma sua calote polarbem definida.

Attkins e o seu telescópio de 22cm de diâmetro, no Monte Palace Hotel (MCKIM, 2003, pág.197).


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Construção de telescópios na

Madeira:

Rui Aguilar / Raul Camacho:1962 a 1966

Toríbio Câmara: década de 70

Luís Barreto: 1965 a 1971

Alberto Serrão: 2008

O terceiro telescópio construído por Luís Barreto, nos anos 70 do século

XX (com o próprio ao lado).


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ASDoT – Alberto Serrão Dobsonian Telescope:

Telescópio Dobsoniano com 20 cm de abertura,

construído na UMa

Selo postal da série Europa-Madeira

com o telescópio ASDoT

(entrou em circulação em 09 de maio de 2009)


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Nos anos 70 do século XX uma equipa inglesa liderada por McInnes levou a cabo estudos na Madeira, Canárias e Hawai. O trabalho publicado em 1981 revela que os céus de Santana estão entre os melhores do mundo para a

Astronomia na banda do visível.

Detalhe do pequeno planalto da Encumeada

Alta com algumas das estruturas montadas por McInnes ainda visíveis.


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Os restos dos dois pilares de betão colocados por McInnes na EncumeadaAlta para apoio do telescópio que fez as medições do seeing. À esquerda opilar sul, (na foto, vê-se também o marco geodésico do ponto mais alto daEncumeada Alta, nos 1784m) e à direita, o pilar norte.


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McInnes, B., 1981, Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society, Vol. 22, P. 266.


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44McInnes, B., 1981, Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society, Vol. 22, P. 266.


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Os melhores locais do mundo para a observação astronómica encontram-seentre as latitudes 30º e 40º (N ou S), onde o ar marítimo tropical é estável eflui de forma laminar. No lado leste dos grandes anticiclones oceânicos,junto a correntes frias, a camada de inversão baixa. Assim, picos localizadosperto de costas ou em ilhas são os melhores locais (estando a Madeira nessasituação privilegiada).


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Turbulência ótica (seeing) mínima: o ideal é um pico numa ilha, com umaorografia convexa e, pelo menos, 16º de inclinação da vertente, de forma a queo vento turbulento possa fugir para os lados; o local específico ficaria numbordo, do lado do vento dominante.

http://www.damianpeach.com/images/articles/seeing1/turbulence01.jpg


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Encumeada Alta (Santana) – 1784 mAchada do Teixeira (Santana) – 1590 mPico Ruivo do Paul (Paul da Serra) – 1640 m


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Em 1996 um grupo de alunos da Universidade da Madeira (STORM), soba coordenação de uma equipa alemã da Universidade de Bochum, fezmedições no Pico Ruivo, na Encumeada Alta e no Pico Ruivo do Paul. Oprojeto acabou por ser interrompido. Mesmo assim, os dados recolhidosvoltaram a confirmar a boa qualidade dos nossos céus.

Em 2008-2009, o GAUMa voltou a estudar em detalhe esses e outroslocais. As conclusões finais apontam para a manutenção da qualidade docéu astronómico de Santana, apesar de trinta anos de crescimento.

As boas condições astronómicas do nosso céu são um legado natural quedeve ser preservado para as gerações vindouras.


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luz! 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


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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


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Foto da Galáxia do Sombrero (a 31 milhões de anos luz) obtida junto ao Centro de Congressos do Porto Santo, durante o apagão inserido na iniciativa “O céu estrelado existe!” a 22 de maio de 2009 (imagem não tratada).


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Eclipse parcial do Sol de 20 de março de 2015. Imagens captadas em Gaula por Duarte Silva.


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O Grupo de Astronomia da Universidade da Madeira

O Grupo de Astronomia da Universidade da Madeira (GAUMa) foi criadoem junho de 2000, tendo por principais objetivos a investigação, adivulgação e o ensino em Astronomia.

Publicações:

• 14 artigos;• 16 publicações em proceedings;• 8 dissertações;• 31 comunicações orais;• 24 pósteres;• 26 relatórios internos;• 13 artigos de divulgação;• registo de uma patente.


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1 − Telescópio; 2 − Montagem de apoio e elevação do telescópio; 3 − CCD; 4 −Barlow 3X; 5 − Bateria de 12V; 6 − Adaptador para isqueiro de automóvel; 7 − PC portátil; 8 − Grampo universal para segurar telescópio à montagem. O Filtro B não é visível pois este encontra-se acoplado à CCD entre esta última e a Barlow 3X.

Montagem utilizada no estudo do seeing em 2008/2009:

Nota: A base (2) está patenteada: PT 104864


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Estação meteorológica - Ribeira da JanelaProjeto Rádio Observatório: 2006


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Formação de buracos negros nos instantes iniciais do Universo:( possível origem para as ondas gravitacionais )


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Entradas preparadas pelo GAUMa para o DEM:

• Astronomia;• Ano Internacional da Astronomia;• Grupo de Astronomia da Universidade da Madeira;• William Kingdon Clifford;• William Thomson (Lord Kelvin).

Retrato de Clifford publicado na contracapa de

“Lectures and Essays” (eds. Leslie Stephen e Fredick Pollock).


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A nível do ensino da Astronomia:

• Licenciatura em Engenharia de Instrumentação e Electrónica (ramo de Astronomia) - em funcionamento até ao ano letivo 2008/2009;

• 27 ações de formação contínua de professores;• publicadas internamente várias sebentas e textos de apoio.


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Aplicação da Astronomia no Ensino da Matemática:


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Divulgação (envolvendo alunos de escolas da região e o público em geral):

• 54 sessões laboratoriais com alunos de escolas;• 228 palestras;• 212 sessões de observação;• 23 filmes exibidos e comentados;• 5 fóruns de discussão;• 52 pósteres;• 42 exposições.

Destaque para a colaboração da Associação de Astrónomos Amadores da

Madeira (AAAM).


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Escola Secundária Francisco Franco: 21-11-2011


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Construção de um Modelo do Sistema Solar

Laboratório de Astronomia e Instrumentação: 09-02-2009


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Cognitivopolis: Laboratório de AstronomiaCasa das Mudas, Calheta: 17-11-2013


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Sessão de Observação Noturna no terraço da UMaAstronomia no Verão (15-09-2018)


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Referências:

Astronomia (entrada para o Dicionário Enciclopédico da Madeira), Augusto P. & Sobrinho J. L, G. (http://aprenderamadeira.net/astronomia/)

GREEN, N. E. (1879), “Observations of Mars, at Madeira, in August and September 1877”, Memoirs of the Royal Astronomical Society, vol. 44, p.123-140.

MCINNES, B. (1981), “Site testing on Havai, Madeira and the Canary Islands”, Quaterly Journal of the Royal Astronomical Society, vol. 22, p.266-271.

MCKIM, R. (2003), “Mars at its nearest: E.A.L. Attkins on Madeira, 1924”, Journal of the British Astronomical Association, vol.113, p.196-200.

PIAZZI SMYTH, C. (1882) “Madeira Spectroscopic being a revision of 21 places in the red half of the solar visible spectrum”, W. & A. K. Johnston, Edinburgh.

"Medições do Seeing em oito locais da ilha da Madeira e seu estudo comparativo", Andrade , I.; 2009, Relatório do projecto de fim de curso da licenciatura em Engenharia de Instrumentação e Electrónica (Ramo de Astronomia), pp. 209.

"Escolha do local para a instalação de um Observatório na Madeira"; Sardinha M., Gonçalves A., Gomes G., Silva O., Paixão S., Sobrinho L., Baptista R., Cruz A., Pestana S., Faia C., Vieira D., Gouveia D., Vasconcelos D., Freitas I., Marques M., 6º Encontro Nacional de Astronomia e Astrofísica, Évora, 18-20/8/96.

"Casting a Light on Dark Sky Awareness in Madeira"; Augusto, P. & Andrade, I., CAP journal, 13, p09-11.

"Grupo de Astronomia da Universidade da Madeira, Relatório de atividades: maio 2013 - abril 2016"; Laurindo Sobrinho, Pedro Augusto, Angelino Gonçalves, Ilídio Andrade, Helena Teixeira, Fernando Góis, António Nunes, Hildegardo Noronha, Sandro Correia, Etelvina Góis, Rui Aguilar, Duarte Silva, Marco Macedo (2016); Relatório das atividades desenvolvidas pelo Grupo de Astronomia da Universidade da Madeira entre maio 2013 e abril 2016; 83 pp.

"Grupo de Astronomia da Universidade da Madeira, Relatório de atividades: setembro 2010 - abril 2013"; Laurindo Sobrinho, Pedro Augusto, Angelino Gonçalves, Fernando Góis, Hildegardo Noronha, Sandro Correia, Etelvina Góis, Ilídio Andrade, Helena Teixeira, Elder Pinto, Rui Aguilar, Marco Joaquim, Duarte Silva, Orlando Correia (2013); Relatório das atividades desenvolvidas pelo Grupo de Astronomia da Universidade da Madeira entre setembro 2010 e abril 2013; 111 pp.

"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.

"New thresholds for primordial black hole formation during the QCD phase transition", Sobrinho, J. L. G., Augusto, P. & Gonçalves A. L., 2014, Monthly Notices of the RoyalAstronomical Society (MNRAS), 463, 2348.

"Aplicações da Trigonometria na Astronomia: Medição de Distâncias pelo Método de Paralaxe", Teixeira H., Sobrinho J. L. G. & Drumond, C., 1.ª Conferência de Professores EspAciais - ESERO PT, 14 e 15 de novembro 2014, Pavilhão do Conhecimento - Ciência Viva, Lisboa.

"Astronomy Week in Madeira, Portugal"; Augusto, P. & Sobrinho, J. L., May 2012, CAP journal, 12, p24-27.

Radio Leonids at Madeira, Augusto P., Gizani N. A. B., February 2000, Astronomy & Geophysics, 41, 4.


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Grupo de Astronomia da Universidade da Madeira 2018

[email protected]

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