Ciclo de Capacitação de Professores em Astronomia
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1 Ciclo de Capacitação de Professores em Astronomia Espectroscopia de estrelas André Milone & Ana Zodi 28-novembro-2003 Ciclo de Capacitação de Professores em Astronomia 2o. Semestre/ 2003 Divisão de Astrofísica INPE 2 Objetivos ➢ Entender o processo básico de aquisição, tratamento e análise de imagens astronômicas digitais: espectros de estrelas Ciclo de Capacitação de Professores em Astronomia 2o. Semestre/ 2003 Divisão de Astrofísica INPE Roteiro ➢ Introdução ➢ Conhecendo o espectrógrafo ➢ Escolhendo o objeto de estudo ➢ Ligando a câmera CCD ➢ Coletando fótons: ➔ ➔ registrando o espectro do objeto (luz solar) registrando os espectros de correção e comparação (lâmpadas incadescente e fluorescente) ➢ Tratando as imagens digitais registradas ➢ Identificando as linhas espectrais do espectro solar: ➔ ➢ 3 Linhas Fraunhofer Mais sobre os espectros das estrelas Ciclo de Capacitação de Professores em Astronomia 2o. Semestre/ 2003 Divisão de Astrofísica INPE Introdução 4 Esquema de um espectrógrafo & CCD acoplado no foco de um telescópio Ciclo de Capacitação de Professores em Astronomia 2o. Semestre/ 2003 Divisão de Astrofísica INPE Introdução 5 Leis de Kirchhoff Ciclo de Capacitação de Professores em Astronomia 2o. Semestre/ 2003 Divisão de Astrofísica INPE Conhecendo o espectrógrafo do Miniobservatório Ciclo de Capacitação de Professores em Astronomia 2o. Semestre/ 2003 6 Divisão de Astrofísica INPE 7 Escolhendo o objeto de estudo ➢ Sol ➔ Na verdade, a luz solar difusa do ambiente ➔ Sem usar o telescópio: ✔ ✔ Se apontássemos o telescópio para o Sol, danificaríamos o equipamento porque não temos os filtros adequados NUNCA OLHE DIRETAMENTE PARA O SOL SEM TOMAR OS DEVIDOS CUIDADOS! Ciclo de Capacitação de Professores em Astronomia 2o. Semestre/ 2003 Divisão de Astrofísica INPE Ligando a câmera CCD ➢ Estabelecendo o “link” com o PC de controle-aquisição ➢ Fixando a temperatura de trabalho: 0 graus Celsius ➢ Apontando o objeto ➢ Estimando os tempos de exposição ➢ ➔ Evitar saturação do CCD (65mil contagens) ➔ Aumentar a qualidade da imagem (razão sinal-ruído) Fazendo imagens de “bias” ➔ ➢ Nível zero de contagens – ruído eletrônico Fazendo imagens espectroscópicas de “flat-field” ➔ ➢ 8 Lâmpada incadescente – espectro contínuo – sensibilidade espectral do CCD Fazendo espectros de comparação ➔ Determinação da escala de comprimentos de onda ➔ Lâmpada fluorescente (gás rarefeito) – espectro de linhas de emissão Ciclo de Capacitação de Professores em Astronomia 2o. Semestre/ 2003 Divisão de Astrofísica INPE Coletando fótons 9 ➢ Exposições (sem filtro) de imagens de tratamento-análise e da luz solar difusa ➢ “bias”: 0,01 s – nível zero de contagens – para a subtração do ruído eletrônico de leitura ➢ “flat-field”: lâmpada incadescente – espectro contínuo – para a correção dos efeitos de iluminação do campo e sensibilidade espectral pixel a pixel do CCD ➢ Espectro de comparação: lâmpada fluorescente (gás rarefeito) – espectro de linhas de emissão – para a transformação da escala de dispersão espectral (pixel comp. onda) Ciclo de Capacitação de Professores em Astronomia 2o. Semestre/ 2003 Divisão de Astrofísica INPE Tratamento das imagens digitais registradas 10 imagem bruta−bias Imagem corrigida= flat Ciclo de Capacitação de Professores em Astronomia 2o. Semestre/ 2003 Divisão de Astrofísica INPE Tratamento das imagens digitais registradas 11 imagem bruta−bias Imagem corrigida= flat Ciclo de Capacitação de Professores em Astronomia 2o. Semestre/ 2003 Divisão de Astrofísica INPE Tratamento das imagens digitais registradas 12 imagem bruta−bias Imagem corrigida= flat Ciclo de Capacitação de Professores em Astronomia 2o. Semestre/ 2003 Divisão de Astrofísica INPE 13 Identificando as linhas espectrais de Fraunhofer do Sol 3600Å Hg | 4358Å Hg | 5461Å Ciclo de Capacitação de Professores em Astronomia 2o. Semestre/ 2003 6900Å Divisão de Astrofísica INPE 14 Identificando as linhas espectrais de Fraunhofer do Sol B C a D atmO 2 H atmO 2 B C a NaI D Ciclo de Capacitação de Professores em Astronomia 2o. Semestre/ 2003 Eb c F d efG g h HK FeI MgI FeI H FeI FeI H CH CaI H CaII Eb cF d efG g h HK Divisão de Astrofísica INPE Identificando as linhas espectrais de Fraunhofer do Sol Ciclo de Capacitação de Professores em Astronomia 2o. Semestre/ 2003 15 Divisão de Astrofísica INPE Mais sobre espectros das estrelas Ciclo de Capacitação de Professores em Astronomia 2o. Semestre/ 2003 16 Divisão de Astrofísica INPE Mais sobre espectros das estrelas 17 Lambdamáx . T = 28.978.000 Å. K Ciclo de Capacitação de Professores em Astronomia 2o. Semestre/ 2003 Divisão de Astrofísica INPE Mais sobre espectros das estrelas Ciclo de Capacitação de Professores em Astronomia 2o. Semestre/ 2003 18 Divisão de Astrofísica INPE Mais sobre espectros das estrelas 19 Lambdamáx . T = 2897,8 m . K Ciclo de Capacitação de Professores em Astronomia 2o. Semestre/ 2003 Divisão de Astrofísica INPE
