Contribuições dos Amadores na Astronomia Contribuições

Contribuições dos Amadores na Astronomia
Da Construção do Telescópio à Espectroscopia
Rogério Marcon (Departamento de Física Aplicada - DFA/IFGW)
Distinção entre amadores e profissionais
A
A partir
partir do
do final
final do
do séc
séc XVII
XVII –– Criação
Criação das
das sociedades
sociedades científicas
científicas –– Royal
Royal Society
Society
(( Inglaterra-1660
Inglaterra-1660 )) baseada
baseada na
na obra
obra ““ Nova
Nova Atlântida
Atlântida ““ de
de Francis
Francis Bacon
Bacon ..
Academia
Academia Real
Real de
de Ciências
Ciências (( França
França –– 1666),
1666), Academia
Academia de
de Ciências
Ciências de
de Berlin
Berlin
(Alemanha(Alemanha- 1770)
1770)
Mais
Mais tarde
tarde ,, no
no séc
séc XIX,
XIX, ocorre
ocorre aa
profissionalização
profissionalização da
da ciência
ciência ee oo cientista
cientista
profissional
profissional aparece
aparece subsidiado
subsidiado por
por
instituições
instituições publicas
publicas e/ou
e/ou privadas.
privadas.
Especialização e profissionalização
Os
Os ingleses
ingleses oferecem
oferecem resistência
resistência aa
profissionalização
profissionalização da
da atividade
atividade científica
científica ee
consideram
consideram aa remuneração
remuneração um
um demérito
demérito para
para
aa atividade.
atividade.
Sede
Sede da
da Royal
Royal Society
Society em
em Londres
Londres
Os
Os amadores
amadores rotineiramente
rotineiramente atuam
atuam onde
onde os
os observatórios
observatórios profissionais
profissionais já
já não
não mais
mais oo fazem.
fazem.
Monte
Monte Palomar
Palomar (( 5m
5m ))
Jack
Jack Newton
Newton
Keck
Keck (( 2x10m
2x10m ))
Christian
Christian Buil
Buil ee oo
primeiro
primeiro CCD
CCD
amador
amador
VLT
VLT (( 4x8m)
4x8m)
R.Marcon
R.Marcon
Áreas de atuação possíveis com fornecimento de dados observacionais:
• Estrelas variáveis
• Ocultações de estrelas por asteróides
• Observação de atividade solar
• Descoberta de cometas e asteróides
• Meteoros
• Observação de supernovas
• Espectroscopia
Atividades de popularização da Astronomia :
• Astrofotografia
• Construção de Instrumentos – ATM
• Preservação da qualidade do céu noturno
Atuação individual ou associados em clubes e/ou associações
de amadores
•ALPO Association of Lunar and Planetary Observers, USA
•BAA
•BAA British
British Astronomical
Astronomical Association,
Association, England
England -- The
The Lunar
Lunar section
section
•UAI
•UAI Unione
Unione Astrofili
Astrofili Italiani,
Italiani, Italia
Italia
•LIADA
•LIADA Liga
Liga Ibero-Americana
Ibero-Americana de
de Astronomia
•APAA
•APAA (Associação
(Associação Portuguesa
Portuguesa de
de Astronomos
Astronomos Amadores)
Amadores)
•AAVSOAmericam
•AAVSOAmericam Association of Variable Stars Observers, USA
•VSnet
•VSnet Variable
Variable Stars
Stars Net,
Net, Japan
Japan
•IBVS
•IBVS Information
Information Bulletin
Bulletin on
on Variable
Variable Stars
Stars
•AFOEV
•AFOEV French
French Association
Association of
of Variable
Variable Star
Star Observers
Observers
•ASSA
•ASSA The
The Astronomical
Astronomical Society
Society of
of South
South Australia
Australia
•Istituto
•Istituto Copérnico
Copérnico -- Argentina
Argentina
William Herschel
(1738-1822)
Descoberta
Descoberta de
de Urano,
Urano,
movimento
movimento intrínseco
intrínseco do
do Sol
Sol através
através
do
do espaço
espaço em
em 1783.
1783. Observou
Observou
cuidadosamente
cuidadosamente oo movimento
movimento de
de
sete
sete estrelas
estrelas ee demonstrou
demonstrou que
que estas
estas
convergiam
convergiam para
para um
um ponto
ponto fixo
fixo (que
(que
interpretou
interpretou como
como sendo
sendo oo ápex
ápex
solar).
solar).
Construção
Construção de
de Instrumentos
Instrumentos
George Alcock,, Descobridor
Descobridor
de
de cometas
cometas ee novas
novas
John Dobson,, construtor
construtor de
de instrumentos
instrumentos
ee divulgador
divulgador da
da Astronomia
Astronomia em
em São
São Francisco.
Francisco.
Popularização
Popularização dos
dos telescópios
telescópios Newtonianos
Newtonianos de
de
grandes
grandes diâmetros
diâmetros
Will Hay Ator
Ator ee comediante
comediante
americano
americano ,, descobriu
descobriu os
os
white
white spots
spots na
na atmosfera
atmosfera de
de
saturno
saturno
David H. Levy
Descobridor
Descobridor de
de
cometas
cometas que
que inclui
inclui oo
Shoemaker-Levy
Shoemaker-Levy 99
Leslie Peltier
Descobridor
Descobridor de
de cometas
cometas
ee observador
observador de
de estrelas
estrelas
variáveis
variáveis
Isaac Roberts Pioneiro
Pioneiro na
na
aplicação
aplicação da
da fotografia
fotografia na
na
Astronomia
Astronomia amadora
amadora
Thomas Bopp e Alan Hale. Descobridores do cometa Hale Bopp em 1997
Brian May e
Patrick Moore
Sir Patrick Moore,,
Apresentador
Apresentador do
do programa
programa de
de rádio
rádio na
na
BBC
BBC inglesa
inglesa The
The Sky
Sky at
at Night
Night ee autor
autor de
de
inúmeros
inúmeros livros
livros de
de divulgação
divulgação de
de
Astronomia
Astronomia
Robert Owen Evans
Pastor
Pastor da
da Uniting
Uniting Church
Church na
na
Australia.
Australia.
Descobridor
Descobridor de
de mais
mais de
de 33
33
supernovas
supernovas através
através da
da memorização
memorização
dos
dos campos
campos visuais
visuais observados
observados ao
ao
telescópio
telescópio
Tonny Vanmunster
Exoplanetas
Exoplanetas por
por
Fotometria
Fotometria
fotoelétrica
fotoelétrica
Tom Kaye
Exoplanetas
Exoplanetas por
por
medida
medida de
de
velocidade
velocidade radial
radial
No Brasil...
Rubens
Rubens de
de Azevedo
Azevedo
1921-2008
1921-2008
Jean Nicolini (( 1922-1991
1922-1991 ))
Membro
Membro da
da AAA
AAA ee fundador
fundador do
do
Observatório
Observatório do
do Capricórnio
Capricórnio em
em 1948
1948
Sociedade
Sociedade Brasileira
Brasileira dos
dos
Amigos
Amigos da
da Astronomia
Astronomia
(SBAA),
(SBAA), Ceará
Ceará 1947
1947
Aristóteles
Aristóteles Orsini
Orsini ee aa AAA
AAA em
em São
São Paulo
Paulo
O Movimento ATM (Amateur
Telescope Making)
Russell W. Porter ( 1871-1949 ) fundador da
Stellafane e pioneiro no movimento amateur
telescope making". Ou “ faça você mesmo o seu
telescópio”
Sítio
Sítio em
em Springfield
Springfield
denominado
denominado ““ Stellafane
Stellafane ““
sede
sede da
da convenção
convenção anual
anual
de
de ATMs
ATMs
Projeto
Projeto do
do telescópio
telescópio de
de 55 metros
metros de
de
Monte
Monte Palomar
Palomar (( R.W.Porter
R.W.Porter ))
Artigo de Albert G.
Ingalls, editor da
revista Scientific
American de
novembro de 1925
mostrando o
trabalho do grupo
de Springfield
Albert G. Ingalls e R.W.Porter em
Stellafane. Frontispício da primeira
edição do ATM
Primeira
Primeira
Convenção
Convenção em
em
1925
1925 em
em
Stellafane
Stellafane
Convenção
Convenção de
de 2007
2007 em
em
Stellafane
Stellafane reunindo
reunindo uma
uma
grande
grande variedade
variedade de
de
telescópios
telescópios construídos
construídos àà mão
mão
por
por entusiastas
entusiastas
O Telescópio :
Lente
Lente Simples
Simples
Refrator
Refrator
Acromático
Acromático
Apocromático
Apocromático
Newtoniano
Newtoniano
Clássico
Clássico
Refletor
Refletor
Cassegrain
Cassegrain
(( prim.Par,
prim.Par, Sec.
Sec. Hyperb)
Hyperb)
Dall-Kirkhan
Dall-Kirkhan (( prim.
prim. Elipsoide
Elipsoide prolato,
prolato, sec
sec esf.)
esf.)
Ritchey-Chrétien
Ritchey-Chrétien (( prim
prim hyp,
hyp, sec
sec hyperb)
hyperb)
Pessmann-Camichel
Pessmann-Camichel (( prim
prim esf,
esf, sec.
sec. Elip.
Elip. Oblato)
Oblato)
Schmidt
Schmidt Cameras
Cameras
Catadióptricos
Catadióptricos
Clássica
Clássica
Wright
Wright
Schmidt
Schmidt Cassegrain
Cassegrain
Schmidt
Schmidt Newtoniano
Newtoniano
Maksutov
Maksutov
Corretores
Corretores de
de campo
campo
Desgaste
Desgaste do
do espelho
espelho
do
do telescópio
telescópio
http://stellafane.org/atm/atm_main.htm
Abrasivo:
Abrasivo: Carbeto
Carbeto de
de
Silício
Silício ou
ou Óxido
Óxido de
de
Alumínio
Alumínio
60,120,320,400,600,1000
60,120,320,400,600,1000
ee 2500
2500 mesh
mesh
Kit
Kit fornecido
fornecido na
na década
década de
de 30
30 por
por John
John
Pierce
Pierce em
em Stellafane
Stellafane
Movimentos
Movimentos
de
de desgaste
desgaste ee
polimento
polimento
do
do espelho
espelho
primário
primário
Construção de um polidor de breu.
O
O material
material éé fundido
fundido sobre
sobre oo vidro
vidro ferramenta
ferramenta ee
os
os canais
canais são
são abertos
abertos
O
O polimento
polimento éé feito
feito com
com uma
uma
suspensão
suspensão de
de Óxido
Óxido de
de Cério
Cério ou
ou
Ferro
Ferro em
em água
água
Os
Os movimentos
movimentos são
são
idênticos
idênticos aos
aos do
do
desgaste
desgaste
Teste de Foucault
∆R
r2
ΔR =
R
R
r
Diferença entre o esferóide
e o parabolóide de
revolução.
5 ⋅10 −7 mm
Aspecto
Aspecto final
final do
do parabolóide
parabolóide de
de
revolução
revolução no
no teste
teste de
de Foucault
Foucault
A
A passagem
passagem de
de uma
uma forma
forma para
para outra
outra éé
conseguida
conseguida apenas
apenas com
com alguns
alguns
movimentos
movimentos do
do polidor.
polidor. O
O material
material
retirado
retirado equivale
equivale aa uma
uma espessura
espessura de
de 0,5
0,5
milionésimo
milionésimo de
de milímetro
milímetro
Aluminização em Alto Vácuo
A
A última
última etapa
etapa de
de construção
construção do
do
espelho
espelho éé aa cobertura
cobertura metálica
metálica que
que
pode
pode ser
ser feita
feita quimicamente
quimicamente com
com
prata
prata ou
ou alumínio
alumínio evaporado
evaporado em
em alto
alto
vácuo
vácuo
Detalhes
Detalhes construtivos
construtivos do
do
espelho
espelho secundário
secundário plano
plano
ee porta-ocular
porta-ocular
Montagem
Equatorial
George Ellery Hale e os Astrônomos Amadores
George
George Hale
Hale (( 1868-1938)
1868-1938)
Desenho
Desenho publicado
publicado no
no
ATM
ATM Vol.1
Vol.1 por
por sugestão
sugestão de
de
G.Hale
G.Hale mostrando
mostrando oo
espectroheliógrafo
espectroheliógrafo
Estrutura Solar
Espectro
Espectro contínuo
contínuo
Corpo
Corpo Negro
Negro aa 5500K
5500K
Espectro
Espectro de
de emissão
emissão
cromosférico
cromosférico
Espectro
Espectro do
do disco
disco solar
solar
tal
tal como
como visto
visto da
da Terra
Terra
Flash spectrum
durante um
eclipse total solar
Teoria do Dínamo solar para explicação dos ciclos solares de 11 e 22
anos ( ciclo de Hale )
Ciclos solares desde a invenção do telescópio até hoje
Sol
Sol ,, uma
uma estrela
estrela variável...
variável...
Principais linhas do espectro solar segundo Fraunhofer
Joseph von Fraunhofer
(1787 – 1826)
Hα 656nm
H e K 393nm
Espectro
Espectro solar
solar ee oo espectro
espectro das
das lâmpadas
lâmpadas de
de iluminação
iluminação pública
pública aa base
base de
de vapor
vapor de
de Hg
Hg
Objetiva
Fendas de entrada e saída
Vista geral
Celostato
Celostato
Celostato 150mm
150mm Observatório
Observatório Solar
Solar Bernard
Bernard Lyot
Lyot -- Campinas
Campinas –– SP
SP (1999)
(1999)
Primeiros Resultados em Outubro de 1991
656
656 nm
nm Hidrogênio
Hidrogênio
656nm
656nm Hidrogênio
Hidrogênio
393
393 nm
nm Cálcio
Cálcio
Mosaico
Mosaico de
de
imagens
imagens
compondo
compondo oo
disco
disco solar
solar
obtidas
obtidas com
com
câmera
câmera CCD
CCD em
em
656nm
656nm
Comparação entre imagens monocromáticas e visível integral
Imagem
Imagem na
na luz
luz de
de Cálcio
Cálcio (( 393nm
393nm )) mostrando
mostrando supergranulação
supergranulação ee ““ praias”
praias” de
de cálcio.
cálcio.
Experimento
Experimento de
de
medida
medida da
da
velocidade
velocidade radial
radial
dos
dos limbos
limbos Leste
Leste ee
Oeste
Oeste solares.
solares. O
O
valor
valor de
de 0,07Ǻ
0,07Ǻ ee
uma
uma velocidade
velocidade
linear
linear de
de 1,8km/s
1,8km/s
para
para oo equador
equador solar
solar
Filtros para
Hidrogênio
baseados em Etalons
e filmes finos
Filtro Daystar
Hα 0,5Ǻ
Filtro Coronado
SM40
Imagem
produzida pelo
uso convencional
do filtro
Esquema óptico para obtenção de alta resolução
resolução com
com filtro
filtro pequeno
pequeno
Filtro SM40
Webcam
USB 2.0
Programa
Programa de
de
tratamento
tratamento de
de
imagens
imagens ee soma
soma de
de
frames
frames
REGISTAX
REGISTAX
Refrator
Acromático
150mm f/15
Novo
Novo campo
campo para
para oo amador
amador ...
...
Espectroscopia Estelar
Espectrógrafo
montado em
torno de uma rede
de difração com
1200l/mm com
50x50mm , uma
objetiva de
máquina
fotográfica e uma
lente de binóculo.
Suporte da
Objetiva Tanron
90mm f/2.8
Suporte da
Rede de
difração
Estrutura interna em Plexiglass para alívio de peso
Encaixe do CCD
ST7-SBIG
Suporte da Rede
de Difração
Estrutura
Estrutura
interna
interna do
do
Espectrógrafo
Espectrógrafo
CCD
CCD
Encaixe no
Telescópio
Visor da fenda
Ocular para
Observação da fenda
de entrada
Suporte da Rede
Rede de Difração
1200l/mm Edmund
Scientific
Objetiva Tanro 90mm f/2.8
Redes de Difração são
elementos ópticos compostos de
linhas regularmente espaçadas
capazes de difratar a luz incidente
em diferentes direções .
As direções dependem do
espaçamento das linhas e do
comprimento de onda da luz.
Atuam como elementos
dispersivos em espectrógrafos e
monocromadores
Telescópio
Telescópio
MEADE
MEADE SCT
SCT 12”
12”
REA
REA
Espectrógrafo
Espectrógrafo
acoplado
acoplado aa
telescópio
telescópio
Camera
Camera CCD
CCD ST7
ST7 SBIG
SBIG
Espectrógrafo na terceira campanha de
observações de Eta Carinae no
observatório de Cierro Mammalhuca
Vicuña – Chile ( 2003 )
Caixa
Caixa de
de lâmpadas
lâmpadas de
de calibração
calibração
do
do Espectrógrafo
Espectrógrafo
Linhas de HeI e NiII em Eta
Carinae obtidas pelo espectrógrafo
CCD antes do evento do eclipse da
estrela companheira.
Apagão
Apagão ocorre
ocorre aa cada
cada 5.53
5.53 anos
anos
(( Daminelli,
Daminelli, A.–
A.– IAG
IAG // USP
USP ))
Câmera
Schmidt
Necessidade
Necessidade de
de mapeamento
mapeamento preciso
preciso em
em
grandes
grandes campos
campos
Grandes
Grandes campos
campos são
são cobertos
cobertos por
por espelhos
espelhos
esféricos
esféricos devido
devido aa sua
sua simetria
simetria em
em relação
relação ao
ao
raio
raio de
de curvatura,
curvatura, no
no entanto
entanto tem
tem
ABERRAÇÃO
ABERRAÇÃO ESFÉRICA
ESFÉRICA
Espelhos
Espelhos parabólicos
parabólicos produzem
produzem imagens
imagens nítidas,
nítidas, mas
mas
não
não trabalham
trabalham bem
bem com
com grandes
grandes campos,
campos, apresentam
apresentam
aberração
aberração de
de COMA
COMA
A Solução de Bernhard Schmidt :
A
A lente
lente corretora
corretora asférica
asférica colocada
colocada no
no raio
raio de
de
curvatura
curvatura do
do espelho
espelho esférico
esférico corrige
corrige aa
aberração
aberração esférica
esférica preservando
preservando os
os grandes
grandes
campos
campos
Desvantagens:
Desvantagens:
•• Difícil
Difícil acesso
acesso áá superfície
superfície focal
focal
•• Superfície
Superfície focal
focal convexa
convexa
•• Muito
Muito sensível
sensível aa variações
variações de
de foco
foco devido
devido aa
alta
alta luminosidade
luminosidade (( relação
relação f/D
f/D ))
Schmidt desenvolveu
um engenhoso método
de produção da curva
asférica por desgaste
sob deformação
produzida através da
aplicação de vácuo
parcial em um lado do
corretor
Cálculo do raio de
curvatura da ferramenta
esférica de desgaste
8F
R= 2
d
3
Para
Para F=420mm,
F=420mm, d=200mm
d=200mm temos
temos
um
um raio
raio de
de curvatura
curvatura para
para aa
ferramenta
ferramenta esférica
esférica de
de 14,81
14,81 metros.
metros.
A
A deformação
deformação da
da placa
placa sob
sob vácuo
vácuo
tem
tem uma
uma amplitude
amplitude de
de apenas
apenas
0,34mm,
0,34mm, insuficiente
insuficiente para
para aa ruptura.
ruptura.
O
O método
método éé aplicável
aplicável até
até relações
relações de
de
F/d
F/d =
= 1.5
1.5
Suporte
Suporte convexo
convexo do
do
filme
filme de
de 6x7cm
6x7cm ee sistema
sistema
de
de circulação
circulação de
de ar
ar seco
seco
no
no interior
interior do
do tubo.
tubo.
Tubo
Tubo de
de alumínio
alumínio ee
abertura
abertura para
para carregamento
carregamento
do
do filme
filme
Schmidt
Schmidt em
em Caldas
Caldas -- MG
MG
Região
Região de
de Ophiucus
Ophiucus mostrando
mostrando aa
nebulosa
nebulosa escura
escura Barnard
Barnard 72
72 ee
Snake
Snake nebula.
nebula.
Abaixo,
Abaixo, Região
Região cental
cental em
em Órion
Órion
mostrando
mostrando Alnitak,
Alnitak, Alnilan
Alnilan ee
Mintaka
Mintaka com
com oo complexo
complexo de
de
nebulosas
nebulosas de
de Órion
Órion (( M42
M42 )) ee
cabeça
cabeça de
de cavalo
cavalo
Constelação
Constelação de
de Musca
Musca ee aa
nebulosa
nebulosa escura.
escura. Também
Também éé
visível
visível oo aglomerado
aglomerado globular
globular
NGC
NGC 4372
4372
Nebulosa
NebulosaCabeça
Cabeçade
deCavalo
Cavaloem
emÓrion
Órion
Astrofotografia
Com
Com aa extinção
extinção dos
dos filmes
filmes
convencionais
convencionais aa base
base de
de prata
prata ,,
as
as câmeras
câmeras digitais
digitais tomam
tomam seu
seu
lugar
lugar com
com algumas
algumas vantagens...
vantagens...
Tempos
Tempos de
de exposição
exposição curtos,
curtos,
alta
alta sensibilidade
sensibilidade ee possibilidade
possibilidade
de
de tratamento
tratamento numérico
numérico das
das
imagens
imagens em
em softwares
softwares especiais
especiais
Cannon
Cannon 20Da
20Da –– Série
Série especial
especial
para
para Astronomia
Astronomia
Telescópio Newtoniano 450mm f/4.5 R.Marcon 1998
NGC5128 Centaurus A Radiogaláxia em Centauro
R.Marcon 4x5min Cannon20Da
52 Cygni e Nebulosa Resto de Supernova na constelação de Cisne
Nebulosa escura Cabeça de Cavalo em Órion
Nebulosa da Lagoa em
Sagitarius
Nebulosa Planetária Helix - Aquarius
Nebulosa do Caranguejo - Taurus
Aglomerado Globular Ômega Centauri
Galáxia Espiral M83 em Hydra
Galáxia Espiral M66 em Leão
Referências na Web :
Stellafane - ATM
http://stellafane.org/
Rede de Astronomia Observacional
http://www.rea-brasil.org/
Espectroscopia, CCD e Astronomia
http://www.astrosurf.com/~buil/
Rogério Marcon
http://www.astroimagem.com/
Muito Obrigado...