TELESCOPIOS GEMINI E SOAR Joao Steiner IAG-USP

Telescópios e lunetas

Poder resolvente = 0”.25 (m)/D(m) Poder coletor  D2 Olho humano = 0.5 cm => 1x Luneta Galileu = 10 cm => 400 x HST (Hubble) = 2.5 m => 250 mil x Telescópio Keck = 10 m => 4 milhões x Telescópio ELT = 100 m => 400 milhões x Poder resolvente = 0”.25 (m)/D(m) Luz visível = 0.5 m Olho humano = 0.5 cm => 120” (real) Luneta Galileu = 10 cm => ~1” HST (Hubble) = 2.5m => 0”.05 Telescópio Keck = 10 m => 0”.01 Telescópio ELT = 100 m => 0”.001

Os Telescópios ópticos

Os Telescópios Gemini

Construção: 184M$ Operação: 40K$/noite Colaborando na Terra ... Canadá 15.00% Austrália 6.19% Brasil 2.5% UK 23.81% Argentina 2.38% EUA 50.12% Construção: 184M$ Operação: 40K$/noite

... Para Ampliar Horizontes no Céu Gemini Norte Gemini Sul Acesso ao céu de um pólo a outro

Gemini Norte Mauna Kea, Havaí Altitude 4220 m Gemini 8m Explora condições infravermelhas soberbas Numa comunidade de alto nível Operações científicas: início em Julho/2000 10m Keck I e II 8m Subaru

Gemini Sul Cerro Pachón, Chile Las Campanas Pachon La Silla CTIO Altitude 2750 m Entre os melhores sítios astronômicos do Hemisfério Sul Diversos telescópios de grande porte na região Expressiva comunidade astronômica local Operações científicas em Janeiro/2001

Conceito de Cúpula Elevação a 20m para evitar turbulência de solo

Conceito de Cúpula: controle térmico 50% da degradação da imagem vem de dentro da cúpula Aberturas de ventilação para controle térmico

Caminho da Luz através do Telescópio espelho secundário foco espelho primário Peso 380 toneladas

Espelho Primário: peça chave do telescópio Diâmetro: 8.1 m capta tanta luz quanto 2.5 milhões de olhos humanos Rugosidade: 16nm = /40 16 milionesimos mm Espessura: 20 cm para troca de calor rápida com o ar Peso: 23 tons

Espelho Primário: qualidade da superfície 6 mm Ampliando o espelho ao tamanho do Brasil, a rugosidade seria 6 mm

Óptica Ativa: para manter a figura do espelho corrigindo a forma do espelho em 1/10 000 da espessura de um fio de cabelo 120 atuadores compensam as deformações causadas por vento ou peso

O Espelho Secundário 1 m Feito de Silício-Carbono para leveza e baixa emissividade térmica

Telescópios órbita x solo Atmosfera Vácuo Imagem limitada pela: optica X atmosfera

Óptica Adaptativa: alisando as ondas luminosas luz do astro imagemnítida espelho auxiliar onda corrigida sensor de frente de onda atuadores moldam o espelho terciário

A razão de Strehl S = P(0)/P0(0) Strehl < 1 S: razão de Strehl P(0): pico da PSF P0(0): pico da função de Airy Strehl < 1

Optica Adaptativa: revelando detalhes Imagem normal com telescópio de solo Depois de aplicar óptica adaptativa Núcleo da galáxia NGC4621 com resolução de 1”

Óptica Adaptativa guiada a laser Laser de sódio Em 2003, estrela de laser para mapear as irregularidades atmosféricas

FIM

Espectro Eletromagnetico

Esquema de um telescópio …………..Optico Rádio Coletor espelho antena Analisador filtros guias de onda Detetor CCD bolômetro Processador computador computador

Infravermelho

Os Radiotelescópios

Evolução dos Telescópios de solo em 400 anos 1600 1700 1800 1900 2000 10 -6 -5 -4 -3 -2 -1 Custo por m2 de área coletora Custo relativo/m 2 Ano Galileu 1 1/1000 1/1000 000 Desde Galileu, a resolução angular era limitada pela atmosfera O custo/área caiu de um fator 1 milhão desde Galileu Acabamos de entrar na era do subsegundo de arco A área coletora cresceu de um fator 250 mil

Os Custos da Astronomia A Astronomia tornou-se uma ciência cara? O que aumentou foi o volume de investimentos, uma simples consequência da escala em que se faz qualquer coisa hoje, da agricultura à ciência. Atualmente, um número enorme de pessoas está envolvida no sistema de produção de conhecimento em qualquer área. O custo da unidade de informação - o fóton coletado - tem caído muito. Nossa ciência é muito mais barata que a de Galileu.

Óptica Adaptativa Multiconjugada MCAO MCAO =>PSF uniforme num campo ~2’ - AO clássica ~3-10” Tomografia da atmosfera por reflexão laser na camada de sódio (9Km)

Gemini: Oportunidades científicas Solo X Espaço HST NGST (20012) NGST: melhor que o gemini no NIR (imagem) e MIR (fundo térmico) HST: melhor imagem no optico e UV Gemini: melhor no MIR e FIR

Gemini: Oportunidades científicas Interferometria Keck VLTI Gemini: “planet finder” multi-objeto (12 M U$) Gemini: grandes campos com imagens limitadas pela difração Keck e VLTI: alta resolução espacial em campos pequenos(<1”) no NIR

Gemini: Futuro OWL D~40-100m, >1000 espelhos, >500mil atuadores, resolução ~0.001” 2012: início da era ELT: extremely large telescopes Cooperativas de 10-20 países – Gemini experiência piloto