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CDCC-CDA Estudando o Céu Observatório do CDCC - USP/SC.

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Apresentação em tema: "CDCC-CDA Estudando o Céu Observatório do CDCC - USP/SC."— Transcrição da apresentação:

1 CDCC-CDA Estudando o Céu Observatório do CDCC - USP/SC

2 CDCC-CDA Estudando o Céu Observatório do CDCC - USP/SC Setor de Astronomia (OBSERVATÓRIO) (Centro de Divulgação da Astronomia - CDA) Centro de Divulgação Científica e Cultural - CDCC Universidade de São Paulo - USP Endereço: Av. Trabalhador São-Carlense, n.400 São Carlos-SP Tel: 0-xx (Observatório) Tel: 0-xx (CDCC) Localização: Latitude: 22° 00' 39,5"S Longitude: 47° 53' 47,5"W Imagem: O Inicio do Observatório

3 CDCC-CDA Estudando o Céu Sessão Astronomia

4 CDCC-CDA Estudando o Céu Sessão Astronomia As Sessões Astronomia são palestras proferidas pela equipe do Setor de Astronomia todos os sábados às 21h00. Iniciadas em 1992, foram criadas com o objetivo de falar sobre Astronomia ao nosso público em uma linguagem simples e acessível a todas as faixas etárias. Estas palestras se tornaram uma opção de diversão e informação para a comunidade local e também para visitantes de nossa cidade. Os temas abordados são os mais variados possíveis. O material multimídia contido aqui consiste numa opção audiovisual complementar que o professor do Sistema de Ensino pode utilizar como auxílio às suas aulas. O conteúdo das Sessões Astronomia pode ser acessado no seguinte endereço: Crédito do logo: Sessão Astronomia, CDCC-USP/SC, criado por Andre Fonseca da Silva Observação: Padrão e resolução da apresentação: 800 x 600 pixel com imagens a 96 dpi ou 38 pixel por centímetro com dimensão de 8,35 polegadas x 6,26 polegadas ou 21,2 cm x 15,9 cm respectivamente. Editado normamente em Office 97, podendo haver incompatibilidade de execução no Office XP e vice-versa.

5 CDCC-CDA Estudando o Céu capa Por Victor Raphael de Castro Mourão Roque (Robin)

6 CDCC-CDA Estudando o Céu Identificação do Tema: Título : Estudando o espectro Autor : Victor Raphael de Castro Mourão Roque Data da Apresentação:18/03/2006 Apresentador : Victor Raphael de Castro Mourão Roque Resumo/ABSTRACT: Vamos falar como os astronomos estudam a luz que vem das estrelas. Nome do Arquivo: nebulosa da grande nuvem de magalhães Disponível em: Acesso em: 18/03/2006

7 CDCC-CDA Estudando o Céu Como obter dados na Astronomia?

8 CDCC-CDA Estudando o Céu Onda eletromagnética!!! O que é a Luz?

9 O que é Luz? Comentários: Nós só conseguimos enxegar os objetos ao nosso redor porque eles refletem a luz para os nosso olhos. Mas será que existe coisa que a gente não consegue ver? Do que é formada a luz? Bem eu falo: ela nada mais é do que radiação eletromagnética! Mas não precisa se assustar que eu vou tentar explicar tudo direito. Imagem: Maxwell Disponível: Imagem: eq. de maxwell Disponível: Acesso: 16/03/06

10 CDCC-CDA Estudando o Céu Comprimento de onda Freqüência:quantas vezes se repete um fenômeno por unidade de tempo. Unidade: Hz (ciclo/segundo) O que é a Luz? Alguns conceitos...

11 O que é Luz? Comentários: Primeiro vamos tentar entender como é uma onda comum, igual a que a gente faz quando está balançando uma corda. Se balançarmos bem devagar ela irá subir inteira e depois descer inteira. Isso chamamos de primeiro harmonico. Depois se balançarmos mais rápido, vamos chegar numa hora em ue a corda vai oscilar harmonicamente de novo. Enquanto metade sobe a outra metade está descendo, e vive versa. Aqui chamamos de segundo harmônico. Esse é ideal para vermos o conceito de comprimento de onda. A onda irá dar uma volta inteira quando ela subir e descer exatamente, igual a figura. Precisamos de mais um conceito de onda para podermos dar continuidade à palestra. Precisamos saber o que é freqüência pois é bastante usada quando falamos de ondas. Freqüência nada mais é do que quantas vezes se repete um fenômeno por unidade de tempo.

12 CDCC-CDA Estudando o Céu Onda Magnética Onda Elétrica Onda Eletromagnética O que é a Luz? E finalmente...

13 O que é Luz? Comentários: Conhecido esses conceitos, podemos mostrar como a é onda da luz. Ao invéz de ser formada por uma corda, a luz é formada por dois campos, elétrico e magnético. Os esses formam duas ondas distintas que se juntam para formar uma onda eletromagnética.. Imagem: ondas Disponível: awings/EandM_Wave.gif Acesso: 16/03/06

14 CDCC-CDA Estudando o Céu Espectro Eletromagnético Penetra a atmosfera? Comprimento de onda ( ) - em metros Microond. Infraverm. Visível Ultraviol. Raios-X Raio Gama Do tamanho de... prédios humanos abelha protozoários agulha moléculas núcleo atomico átomos freqüência - em Hertz Temperatura - em Celsius O ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO 10 Milhões ºC ºC - 173ºC - 272ºC

15 Espectro eletromagnético Comentários: Mas a luz que nós vemos é só uma pequena (aliás a menor) faixa doque nós chamamos de espectro eletromagnético. O espectro é subdividido em sete regiões de acordo com o comprimento de onda (ou freqüência) e diferentes caracteristica de interação com a matéria. Do maior para o menor temos: rádio(<0,3m), microondas (entre 1mm e 0,3m), Infravermelho (700nm- 1mm), Visível ( nm), Ultravioleta (10-400nm), raios-X ( nm), Raios Gamma (<0,01nm). Já sabemos que o espectro é dividido em sete regiões bem definidas, sabemos oque é luz e alguns conceito primordiais. Agora vem a parte interessante, o incentivo para assistir ou rever essa palestra: que informação podemos tirar de cada região e como? Imagem: espectro eletromagnético Disponível: Acesso: 16/03/06

16 CDCC-CDA Estudando o Céu Rádio (>0,3m)

17 Rádio Comentários: O primeiro comprimento de onda que veremos, será o comprimento do rádio. Toda onda eletromagnética que tiver mais de 0,3m de comprimento nós classificamos como onda de rádio (é a mesma onda que usamos para transmitir informação através dos nossos rádinhos de pilha.) Podemos ver na nossa figura do espectro eletromagnético que a maior parte das ondas de rádio consegue penetrar na nossa atmosfera. E aí está uma das grandes vantagens de se fazer rádioastronomia. As ondas de rádio são emitidas quando em elétrons (pequenas partículas que constituem a matéria) são aceleradas por uma campo magnético. Elas também podem ser aceleradas por ondas de choques provocadas por estrelas que explodiram, conhecidas como supernovas. A explosão é tamanha que faz os eletrons viajarem por toda a galáxia com velocidades comparáveis a da luz.

18 Rádio continuação Comentários: Estrelas de Neutrons possuem campos muito fortes em seus pólos, que prendem os eletrons, fazendo-os emitirem ondas de rádio. Como a estrela está rotacionando, esses jatos de emissão ligam de desligam, transformando a estrela numa espécie de faról de ondas de rádio. Quando esses jatos estão virados para nós, chamamos a estrela de nêutrons de Pulsar. Nebulosas também emitem onda, mas em comprimentos específicos, dependendo da sua composição química. Por exemplo, o átomos simples de hidrôgenio podem emitir, espontaneamente, ondas de rádio com comprimento de 21 cm. Fora da nossa galáxia, achamos várias outras galáxias ativas que emitem ondas de rádio do seus núcleos. Estrelas não são grandes emissoras de rádio, mas, pela sua proximidade, o Sol é o objeto mais brilhante do nosso céu nesse tipo de onda. Imagem: espectro eletromagnético Disponível: Acesso: 16/03/06

19 Rádio imagens Imagem: radiotelescópio Disponível: A58644}/140ft_web_6x4.jpg Acesso: 17/03/06 Imagem: expansão de supernova Disponível: Acesso: 17/03/06 Imagem: pulsar Disponível: Imagem: supernova remanescente de supernova Imagem: galáxia Disponível: Acesso: 17/03/06

20 CDCC-CDA Estudando o Céu Microondas (entre 0,1 mm e 0,3 m)

21 Microondas Comentários: Quando eu falo de microondas, vem logo na cabeça o forno que nós usamos para esquentar o nosso leite de manhã. E é uma analogia válida pois é o mesmo tipo de radiação. O que esse formo faz é emitir uma onda dessa que irá gitar a molécula de água e provocar o aquecimento do alimento. Mas astronômicamente falando as microondas tem um brilho interessante. Enquanto os outros comprimentos são emitidos por diversos pontos, a microondas ilumina uniformemente o céu inteiro. A história das microonda também é interessante. Astrônomos usando um telescópio parecido com o de rádio, identificaram a microonda, mas acharam que era estática causada pela interfência dos aparelhos. Mas a intensidade não variou, não importava onde eles apontavam o telescópio. A microonda nada mais é do que uma evidência do Big Bang, a explosão na qual acreditasse que o Universo foi criado. Nós a conhecemos como Radiação Cósmica de Fundo ou, 'Cosmic Microwave Background' (CMB), e está se espalhando pelo espaço por volta de 12,000 milhões de anos. Apesar de parecer constante, uma analise cuidadosa mostra uma pequena variação de 0,0005% de lugar para lugar. Essas variações pequenas são causadas por ligeiras diferenças na densidade de hidrogênio e hélio que se espalhou pelo universo ao mesmo tempo que a radiação. Haverá um novo satélite da ESA chamado Planck que irá estudar esse tipo de onda.

22 Microondas imagens Imagem: telescópio de microondas Disponível: Acesso: 17/03/06 Imagem: o universo em microondas Disponível: Acesso: 17/03/06 Imagem: satélite planck Disponível: Acesso: 17/03/06 Imagem: previsão para observação do planck Disponível: Acesso: 17/03/06

23 CDCC-CDA Estudando o Céu Infravermelho (700 nm-1 mm)

24 Infravermelho Comentários: Estamos quase chegando no visível, mas ainda temos que falar sobre o não menos importante, infravermelho. Lembrando novamente do nosso esquema inicial sobre o espectro, vemos que objetos mais frios emitem no infravermelho. Essa radiação pode ser emitida quando pequenos grãos de poeira absorvem a luz das estrelas e querem dissipar a energia. O nosso sistema é cheio de poeira de partículas criadas por cometas evaporados e colisões de asteróides e irradiam o que chamamos de luz zodiacal. Estrelas como anãs vermelhas ou até mesmo gigantes vermelhas, por serem estrelas mais frias, irradiam no infravermelho. Átomos gelados e moléculas que estão no meio interestrelar irradiam muito e precisamos estudá-los para entendermos como as estrelas se formam e evoluem. Outras coisas de grande interesse para astronomia estão dentro ou atrás de vastas nuvens de gás e poeira. Esta nuvens escondem estrelas planetas em seu começo de formação e poderosos nucleos de galáxias. Nossa visão está bloqueada porque os grão de poieira são muito efetivos em dispersar ou absorver luz visível. Mas o infra consegue atravessar essas nuvens. Mas a parte mais interessante para a astronomia, é o fato do universo está em explansão, com isso ele estica as ondas que navegam por ele. Chamamos isso de Redshift ou sendo mais nascionalista, deslocamento para o vermelho. Logo as ondas visíveis ou de ultravioleta que foram emitidas por objetos muito distantes, até chegar a nós já foram esticadas até o infravermelho. Por isso a Astronomia do infravermelho é tão importante para o estudo do Universo primordial.

25 Infravermelho Imagens Imagem: luz zodiacal (visível) Disponível: Imagem: gigante vermelha (infravermelho) Disponível: interferometry/gallery/afgl2290_front.html Imagem: protoestrelas Disponível: tostar_ir.jpg Imagem: sobrero (infra) Disponível:http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/image/0505/sombrero_spitzer.jpg Imagem: whirlpool (visível e infra) Disponível: Imagem: Andrômeda (visível e infra) Disponível: Acesso: 18/03/06

26 CDCC-CDA Estudando o Céu Visível(400 a 700 nm)

27 Visível Comentários: Agora a visível até é difícil de falar. Às vezes é melhor deixar que as imagens falem por si só. Temos por exemplo nebulosas de emissão. Essas, talvez um dos objetos mais lindos de todo o Universo, produzem fotos inigualáveis. A cor predominante é o vermelho, cor na qual o hidrogênio, elemento mais abundante, irradia. Outro tipo de nebulosa muito linda chamada é chamada de nebulosa planetária. Enquanto a anterior seria um bersário e maternidade de estrelas, onde as estrelas nascem, essa seria a morte de uma estrela. Talvez no fim de sua vida o Sol se torne uma desse tipo. existem também remanscentes de supernova, que é um conceito parecido com a anterior, mas a explosão da estrela é muito mais forte. Lógico aglomerados, galáxias, planetas, asteróides, cometas e muito mais coisas. Mas como os astrônomos usam a luz visível em prol da ciência e não só da arte? eu já dei essa dica anteriormente quando falei que a nebulosa era avermelhada por causa do excesso de hidrogênio. Os astronomos fazem o que chamamos de espectroscopia. Eles incidem a luz em um prisma e isso decompoe a luz e através dessa decomposição nós conseguimos saber a identidade química de objetos muito distântes da gente.

28 Visível imagens Imagem: nebulosada bailarina Imagem: nebulosa do olho-de-gato Disponível:http://www.laughtergenealogy.com/bin/space/catseye-nebula.jpg Imagem: remanescente de supernova Disponível:http://www.union.edu/PUBLIC/GEODEPT/COURSES/geo- 10/images/3_Vela_supernova_remnant.jpg Imagem: centaurus A Disponível:http://www.laughtergenealogy.com/bin/space/centaurus-a2.jpg Imagem: Jupiter Disponível:http://ciclops.lpl.arizona.edu/view.php?id=79 Video: espectro Imagem: espectros do visível Disponível:http://cwx.prenhall.com/bookbind/pubbooks/hillchem3/medialib/m edia_portfolio/text_images/CH07/FG07_14.JPG Acesso: 18/03/06

29 CDCC-CDA Estudando o Céu Ultravioleta (10 a 400nm)

30 Ultravioleta Comentários: Gases quentes, chamados de plasma, produzem luz ultravioleta, e há muitos lugares onde o plasma é criado, como por exemplo a atmosfera do Sol. O Sol é um grande produtor de raios ultravioleta e aqueles que já foram queimados por ele sabem disso. O ultravioleta é produzido na zona chamada de corona, mas pode ser produzido em explosões da superfície. Por essa razão a intensidade do U.V. varia muito. Partículas que são aceleradas pelo campo do sol também produzem auroras de ultravioleta quando colidem com a atmosfera do planeta. Estrelas muito grandes e, por isso com tempo de vida curto, emitem muito ultravioleta por causa da sua temperatura alta. Com isso podemos estimar quantas estrelas jovens e em formação temos em galáxias distântes. Muitas estrelas binárias emitem esse tipo de luz, caso uma estrela é grande o suficiente para tranferir material para a outra, mais densa. Durante a transferência de matéria, o gás pre aquecido suficientemente para emitir raios ultravioleta. Os restos gasosos de uma antiga supernova se mostram no ultravioleta. Astronomia em ultravioleta tem mostrado que o sistema solar reside em uma enorme cavidade chamada bolha local. Nós pensamos que foi criado por uma supernova por volta de 4500 milhões de anos. Talvez essa foi a mesma que gerou a onda de choque que deu início ao Sistema Solar

31 Ultravioleta Imagem: Sol (ultravioleta) Disponível:http://www.biology.duke.edu/bio217/2005/lld20/SOHO%20UV%2 0Sun.gif Imagem: aurora em jupiter Disponível:http://www.laughtergenealogy.com/bin/space/jupiter-aurora.jpg Imagem: galáxia M74 (U.V. visível) Disponível:http://xmm.vilspa.esa.es/external/xmm_science/gallery/images/SN2 002ap2.jpg Imagem: estrelas binárias Disponível:http://imagine.gsfc.nasa.gov/Images/teachers/lessons/binary_model. gifImagem: espectro eletromagnético Disponível: Imagem: remanescente de supernova Disponível:http://archive.stsci.edu/uit/project/Astro1/cygloop_x.gif Acesso: 18/03/06

32 CDCC-CDA Estudando o Céu Raios-X (0,01 a 10 nm)

33 Raios-X Comentários: O primeiro raio considerado de alta energia. Somente temperaturas muito altas podem gerar quantidades significantes de raios-X. E um lugar onde isso ocorre é na Corona Solar. Raios-X são completamente absorvidos pela nossa atmosfera, então satélites são o único modo de coletar esta radiação. Durante a década de 70, satélites descobriram milhares de poderosas fontes de raios-X em nossa galáxia. Do mesmo modo que ocorre com o U.V., raiosX também são produzidos em sistemas binários, mas como eles precisam de mais energia, geralmente o sistema é constituido por um buraco negro e uma estrela. Cygnus X-1 é um sistema desse e é tão famoso que existe uma música do grupo de rock Rush que fala sobre ele(o baixo da música é muito bom, o resto até que quebra o galho). Mais além da nossa galáxia, buracos negros localizados em galáxias ativas, emitem poderosos jatos de raiosX. O brilho dessa emissão pode ser provado que no coração de uma galáxia ativa, onde há emissão de uma fonte com tamanha aproximado do nosso sistema solar, há um buraco negro, o qual é responsável por essa emissão.

34 Raios-X Imagens Imagem: Sol (raios X) Disponível: ray_.jpg Imagem: Cygnus X-1 Disponível:http://imagine.gsfc.nasa.gov/Images/news/firstlight.gif Imagem: centaurusA Disponível: Acesso: 18/03/06

35 CDCC-CDA Estudando o Céu Raios Gamma (<0,01 nm)

36 Raios Gamma Comentários: Os mais famosos desses tipos de eventos e por muitas décadas o mais enigmático também, são as explosões de raios gamma(GRB). Satélites militares americanos, quais são projetados para detectar testes clandestinos de bombas nucleares, descobriram esses raios. GRB explodem no espaço aleatóriamente. Ele são previsíveis exceto para dizer que, aproximadamente, ocorre um todo dia mas ele vem de qualquer direção do espaço. Eles duram somente de alguns segundos a centenas de segundos, mas muito ocasionalmente ele duram mais do que isso. As explosões mais curtas pensamos que sejam colisões de estrelas de neutrons em galáxias distântes. As mais longas são parecidas com as outras, mas são feitas apartir de estrelas supermassivas explodindo como hipernova. Com os raios gamma podemos chegar muito perto do que seria o começo do universo, onde grandes explosões aconteciam e geravam esse tipo de onda Imagem: exlosão (UV e Optico) Disponívelhttp://swift.gsfc.nasa.gov/docs/swift/results/releases/images/SN2006 X/SN2006X_before_after.jpg Acesso: 18/03/06

37 Fim

38 Imagem: nebulosa do olho incandescente Disponível:http://imgsrc.hubblesite.org/hu/db/2000/12/images/a/formats/full_jpg.jpg Acesso: 18/03/06

39 CDCC-CDA Estudando o Céu Referências ml (fotos hubble)


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