Grandes Telescópios e a Obtenção de Imagens Astronômicas

Grandes Telescópios e a
Obtenção de Imagens Astronômicas
Existem basicamente dois tipos de telescópios:
REFRATORES E REFLETORES.
Todos os considerados GRANDES telescópios atualmente
são do tipo REFLETOR, mas vamos compreender o
funcionamento de ambos.
Telescópio refletor de 5.1 m de
diâmetro – Monte Palomar/California
Maior telescópio refrator do mundo:
Yerkes Observatory - Chicago
Telescópio refrator do Observatório
Astronômico da UFRGS, de1908.
Os telescópios refratores funcionam a partir da REFRAÇÃO –
mudança de meio – da luz ao passar por lentes.
A luz passa por uma objetiva , convergindo para um ponto
chamado foco. Direcionada para este ponto é colocada a
ocular, outra lente.
Flash, sistema refrator + Flash aberração cromatica
Comentar sobre aberração
cromática e fator de magnificação.
Os telescópios refletores funcionam a partir da REFLEXÃO da
luz por espelhos.
Num telescópio refletor, a luz proveniente das estrelas é
refletida por um espelho côncavo chamado primário, depois
refletida por um outro espelho menor – o secundário e então
vai para a ocular.
Flash sistema refletor Newtoniano
Mencionar vantagens em
dimensões e fator de magnificação
Flash sistema refletor Cassegrain
Detectores CCD
Para a obtenção de imagens astronômicas cientificamente
relevantes é necessária a utilização de detectores capazes de
gerar tais imagens. O funcionamento dos detctores tem base
na fotoexcitação.
Um CCD é um dispositivo feito de Silício – material semicondutor. O Silício pode apresentar elétrons em sua “banda
de condução” (mobilidade) quando há excitação térmica. A
luz proveniente das estrelas é quem promove essa
excitação térmica no dispositivo. Pixels do CCD atingidos
por luz apresentam um sinal de corrente que é
interpretado por um computador acoplado ao detector.
Mencionar necessidade de
resfriamento, imagens de calibração
Grandes telescópios
Gemini Norte
Espelho de 8 m de diâmetro
Óptico/Infravermelho
Mauna Kea/Hawaii
4 270 m de altitude
Galáxias em interação NGC520
Gemini Norte
Gemini Sul
Espelho de 8 m de diâmetro
Óptico/Infravermelho
Cerro Pachon/Chile
2 740 m de altitude
Galáxias gêmeas NGC 5426
Gemini Sul
Monte Palomar
Espelho de 5.1 m de diâmetro
Óptico/Infravermelho
California/EUA
1870 m de altitude
Júpiter e Io em infravermelho
Telescópio Hale
SOAR
Espelho de 4.1 m de diâmetro
Óptico/Infravermelho
Cerro Pachon/Chile
2 700 m de altitude
É uma parceria Brasil/EUA
Imagem da morte de uma estrela em AZUL, VERDE e
VERMELHO, dando origem à imagem combinada.
Cerro Tololo - CTIO
Espelho de 4 m de diâmetro
Óptico/Infravermelho
Cerro Pachon/Chile
2 210 m de altitude
M3
Blanco, telescópio de
4m do complexo CTIO
Kit Peak
Espelho de 4 m de diâmetro
Óptico/Infravermelho
Arizona/EUA
2 095 m de altitude
M49 – galáxia elíptica
Monte Wilson
Espelho de 2.5 m de diâmetro
Óptico/Infravermelho
Califórnia/EUA
1 740 m de altitude
Hooker, o maior telescópio do mundo de 1917 a 1948.
No complexo de Monte Wilson está instalado
o telescópio solar, construído para estudar
os campos magnéticos do Sol. O tubo por
onde a luz do Sol entra tem 45 m de
comprimento.
Telescópio solar.
NRAO
Projeto com vários complexos de antenas para observação em
rádio
ALMA – Deserto do Atacama – 66 antenas – 5 029 m de altitude
GBT – 1 antena de cerca de 100 m de diâmetro
VLA – Novo México – 27 antenas de 25 m de diâmetro cada
VLBA – 10 antenas de 25 metros de diâmetro cada
VLA
ALMA
Antenas muito
maiores que as
ondas
Green Bank Telescope
VLBA
No Brasil
OPD
Espelho de 1.6 m de diâmetro
Óptico/Infravermelho
Pico dos Dias/Minas Gerais
1 840 m de altitude
Imagem de janela do bojo galáctico, obtida por Basílio
Santiago e Camila Debom com o telescópio de 1.6m do
OPD.
O Brasil também faz parte do projeto
GEMINI, tendo direito a 2,5 % do tempo de
telescópio (cerca de 15 noites ao ano) e vem
se mostrando até mais produtivo
relativamente a outros países
Já estudamos a natureza da luz, a composição de imagens por
detectores e o papel dos filtros, mas ainda precisamos
compreender um “filtro natural” que nos protege e impede de
obter certas informações a respeito dos astros.
A ATMOSFERA TERRESTRE
Aliás, por que nossa visão é restrita a um intervalo tão pequeno
do espectro eletromagnético?
É graças à absorção dos Raios-X pela atmosfera que não
morremos todos de câncer, uma vez que tal radiação é muito
nociva. Mas é também pelo mesmo motivo que é necessário
enviar um telescópio para o espaço para obter informações
nessa freqüência de radiação.
.
TELESCÓPIOS
ESPACIAIS
HUBBLE – Lançado em 1990, telescópio
óptico/infravermelho próximo de 2.4 m de diâmetro, fica a
569 km da superfície da Terra. Em sua missão, expandiu
nosso entendimento sobre o nascimento e a morte das
estrelas, a evolução das galáxias e fez com que os buracos
negros se tornassem fatos, estes deixando de ser apenas
uma teoria científica.
Pilares de gás na nebulosa da águia.
COMPTON – Lançado em 1991, telescópio para Raios-Gama,
retornou em 2000 à Terra.
Em sua missão, coletou dados sobre os processos físicos mais
violentos do Universo, caracterizados pelas altíssimas energias
envolvidas.
Mapa de todo o céu em
Raios - gama.
CHANDRA – Lançado em 1999 , telescópio para Raios – X de
120 a 60 cm, fica entre 10 000 e 140 000 km acima da
superfície da Terra e observa buracos negros, quasares e
gases a altíssimas temperaturas.
Incidência oblíqua da luz sobre os
espelhos
Aglomerado de galáxias
imagem combinada em
óptico e Raios-X ABELL 85
Aparentemente aglomerado de galáxias ordinário
no óptico, mostra evento altamente energético em
torno da galáxia central em Raios-X.
SPITZER – Lançado em 2003, telescópio para
infravermelho de 85 cm de diâmetro, observando regiões
mais frias do universo, - formação estelar, regiões
centrais de galáxias, sistemas planetários em formação,
estrelas pequenas, planetas extrasolares e nuvens
moleculares gigantes.
Nascimento de estrelas na
nebulosa da cabeça da bruxa.
WMAP – Lançado em 2001, telescópio para microondas, com
a missão de mapear a emissão da radiação cósmica de
fundo, a partir de medidas de diferenças de temperatura em
direções opostas.
Como a radiação cósmica de fundo é a “luz” emitida há mais
tempo no universo, o WMAP ajudou a precisar a idade do
universo.
Além disso, trouxe à tona evidências experimentais da
existência da matéria escura.
KEPLER -Lançado em 06 de março de 2009, com 95 cm de
diâmetro, trata-se de um fotômetro óptico para investigar
planetas extra-solares, observando o trânsito do planeta à
frente da estrela.
Mas por que o Hubble foi lançado ao espaço
se é um telescópio que opera no óptico???
A distorção da atmosfera é o motivo pelo
qual as estrelas cintilam quando olhamos
para o céu à noite.
Não importa quão grande seja o telescópio
terrestre, por mais elevado que esteja, esse
problema só pode ser minimizado, mas não
resolvido.
O telescópio espacial Hubble, entre outros
feitos, permitiu ao homem estimar a idade
do universo entre 13 e 14 bilhões de anos.
Mais de 6 000 artigos científicos foram
publicados com base nos dados do Hubble
DIFRAÇÃO
Quando uma onda se move passando por um obstáculo
ou através de um orifício, a frente de onda expande-se
no outro lado, como se a partir do obstáculo ou da fenda
houvesse uma fonte puntual. Tal efeito é mais notório
quando o tamanho do obstáculo ou do orifício é
comparável ao comprimento de onda da luz.
A cruz de difração das estrelas.
Quando a abertura que capta a luz é pequena demais
ou o objeto está longe demais, a imagem reflete o formato
da abertura. Havendo aí uma limitação.
É o que acontece quando
observamos a luz de uma
lâmpada incandescente deixando
passá-la por entre nossos cílios
(apertando os olhos).