Astronomia
renascentista
Botticelli, O Nascimento de Vênus, 1485. Uffizi
HVen
Observatórios
de
Tycho Brahe
Stellaburg
1581
Uraniburg
Research center
1576
100 people
Tycho Brahe: 14 December 1546 – 24 October 1601
Tycho Brahe (1546 - 1601)
Legado:
• Observações precisas de
planetas e estrelas (~ 1’ ).
• Melhor conjunto de medidas
das posições de Marte
Orifício para
observação
Quadrante mural de Tycho Brahe © Prof. R. Boczko
Kepler Dec 27, 1571 – Nov 15, 1630
• Was Tycho’s assistant (1600-1601) in Prague
• Direct access to Tycho’s data
• Mathematical skills
• 3 laws of planetary motions
• 1605 : ellipse gives a perfect fit to Tycho’s data (only published in 1609 – Astronomia Nova)
• Link between observations (Tycho) & theory(Kepler)
5
Galileo (15 Feb 1564 – 8 Jan 1642)
The Telescope Revolution
• In 1609 Galileo started the telescope era
(up to 30x magnif.) 6
Galileo (15 Feb 1564 – 8 Jan 1642)
Jupiter’s moons • First observations on 7 Jan
1610
7
Galileo observed sunspots ~
at the end of 1610: rotação
solar (also observed by Thomas
Harriot) Manchas na superfície do Sol observadas por Galileo 1612-1613
Four centuries after Galileo’s discovery that the Sun rotates, rotation is not included in the standard solar model
9
10
The solar lithium problem
R0: Li burning zone
(T=2.6x106 K)
Radiu
s (
10
3km
)
700
600
500
400 0 1 2 3 4 5
The Li burning zone is 40 000 km
below the lower edge of the
convective zone. Figure taken from
Rüdiger & Pipin (2001)
Age (Gyr) 2.4 106 K: 7
3Li + 11H → 2 42He)
The Li problem in the Sun and solar twins • A low Li is observed in the Sun and
the solar twin HIP56948. Also Li is low in 18 Sco, but considerably higher than in the Sun.
11
18 Sco
Lithium in the Sun and solar twins • The low Li
abundance observed in the Sun (and solar twins) can be explaining by non-standard stellar evolution models
12 Meléndez et al. 2012, A&A, submitted
Galileo (15 Feb 1564 – 8 Jan 1642)
Eppur si muove …
13
Galileo diante do Santo Oficio
Mas se movimenta. Frase pronunciada após ser obrigado a renegar do heliocentrismo
Astronomia
Divulgação
15
Newton (25 Dec 1642 – 20 Mar 1727)
16
- Universal gravitation - Spectrum -> chromatic aberration - Reflecting telescope
William Herschel (15 Nov 1738 – 25 Aug 1822)
• Built reflecting telescopes
• Binary stars
• New planet ! (Uranus)
• Infrared radiation
• Catalogue of deep sky objects (2400 “nebulae”)
• Solar system is moving
• Structure of the Milky Way
17
William Herschel’s largest telescope • 40 foot (diameter 49.5
inches : 126 cm)
• Built 1785-1789
• Largest telescope on Earth for 50 years
• Discovery of Enceladus and Mimas (6th & 7th moons of Saturn)
18
Evolution of telescope diameter
19 Fig. 1.8, Lena, 3rd Ed.
OPD
SOAR
?
Brazilian facilities
◊GMT
VLT Gemini
20 Rev. USP no.89 São Paulo maio 2011
Mesmo na era do Gemini e SOAR, o numero de publicações da astronomia brasileira têm desacelerado brutalmente. Precisamos de melhor instrumentação e de uma maior variedade de instrumentos, para atender as demandas dos astrônomos brasileiros.
SOA
R
Ge
min
i N
Ge
min
i S
200
100
2010 2000
1990
1980 1970 ANO
NU
MER
O D
E A
RTI
GO
S
21
Qual o observatório mais produtivo?
Elaboracao de estrategias para o futuro do OPD, Fev 2011
1,6m +60cm 2 x 8m 4m
22
• EEUU
• Reino Unido
• Austrália?
• Canadá
• Argentina
• Brasil
Turma de Astrofísica Observacional no Gemini Sul, Abril 2012
Gemini: 2 x 8m
SOAR: 4m
23 Turma de Astrofísica Observacional
no SOAR, Abril 2012
• NOAO
• University of North Carolina at Chapel Hill
• Michigan State University
• Brasil
ESO
24
Turma de Astrofísica
Observacional em La Silla
(ESO), Abril 2012
?
25 Turma de Astrofísica Observacional em
La Silla (ESO), Abril 2012
ESO
4 telescópios de 8m 3 telescópios de ~ 4m ALMA: 66 rádio telescópios de 12 metros e 7 metros
Brasil e o ESO
• Maioria de astrônomos brasileiros apoia a entrada ao ESO. Se concretizada, teremos acesso a:
- 4 telescópios de 8m (VLT)
Instrumentação avanzada disponível nos 4 VLT
- Telescópios em La Silla, incluindo instrumentação de ponta como por exemplo o espectrógrafo mais sofisticado para procura de planetas (HARPS)
- Outros telescópios, como o VISTA, VST, alem do interferometro VLTI e arranjo ALMA (mm e submm)
26
ESO Instruments Summary Table
27
Instrument Spectral Coverage
Observing Mode
Spectral Resolution
Multiplex Note Telescope
FORS2 optical 330 - 1100 nm
imaging (incl. configurable occulting bars), long slit and multi-object spectroscopy, spectropolarimetry, imaging polarimetry
260 - 2600 yes
Spectroscopy with ~7' long slit, ~20" multi-slit, and laser-cut slit masks; high time resolution modes (imaging and spectroscopy) in visitor mode only; RRM
VLT UT1
CRIRES IR 1-5 μm
echelle, slit spectroscopy
100,000 no AO VLT UT1
ESO Instruments Summary Table
28
Instrument Spectral Coverage
Observing Mode
Spectral Resolution
Multiplex Note Telescope
UVES optical 300 - 1100 nm
echelle, image slicer, slit spectroscopy
up to 80,000 (blue arm) / 110,000 (red arm)
no
long slit capability in single order; iodine cell; RRM
VLT UT2
FLAMES optical 370 - 950 nm
multi-fibre echelle,integral field spectroscopy
6000 - 47000
yes
135 Medusa fibres; 15 deployable IFUs, one large IFU; GIRAFFE: single echelle order; 8 fibres to UVES
VLT UT2
X-SHOOTER
UV-optical-NIR 300 - 2500 nm
echelle, slit and integral field spectroscopy
~5000-17000
no
full spectral coverage with one pointing; slit + IFU; RRM
VLT UT2
ESO Instruments Summary Table
29
Instrument Spectral Coverage
Observing Mode
Spectral Resolution
Multiplex Note Telescope
VIMOS optical 360 - 1000 nm
imaging, multi-object spectroscopy, integral field spectroscopy
200-2500 yes
IFU size on sky from 13"x13" to 54"x54"; multi-object spectroscopy (MOS) with 4 laser-cut slit masks; Imaging and MOS field of view 4 times 7'x8'.
VLT UT3
ISAAC IR 1-5 μm
imaging, spectroscopy, polarimetry, fast photometry
~250-10000
no
2.5'x2.5' field of view (1-5μm), 73"x73" (3-5μm) subwindow readout capability; RRM Expected to be decommissioned in 2012.
VLT UT3
VISIR mid-IR 5-13 μm, 17-24 μm
imaging, spectroscopy
150-30,000
no
field of view selectable: 19"x19" to 32" x 32" . After the upgrade the new FOV of VISIR will be selectable between 46" x 46" and 78"x 78".
VLT UT3
ESO Instruments Summary Table
30
Instrument Spectral Coverage
Observing Mode Spectral Resolut.
Multiplex Note Telescope
NACO IR 1-4 μm
imaging, imaging polarimetry, spectroscopy, coronography (incl. 4 Quadrant Phase Mask, and Apodoizing Phase Plate), simultaneous differential imaging, sparse aperture masking (incl. w/polarimetry), Angular Differential Imaging (Pupil Tracking)
<1500 no
AO with visible and IR wave front sensor; laser guide star; no AO and Cube Mode available Expected to be decommissioned in 2012.
VLT UT4
SINFONI near-IR 1.1 - 2.45 μm
integral field spectroscopy
1500-4000
no AO with natural and laser guide star; RRM
VLT UT4
HAWK-I near-IR 1-2.2 μm
imaging, fast photometry
- -
field: 7.5'x7.5', subwindow readout capability; RRM
VLT UT4
ESO Instruments Summary Table
31
Instrument Spectral Coverage
Observing Mode
Spectral Resolut. Multiplex Note Telescope
MIDI mid-IR 8-13 μm
spectro - interferometry
R=30 (prism) or R=230 (grism); spatial resolution up to 15 mas at 10μm
no
2 beam combiner - measures visibility
VLTI - ATs VLTI - UTs
AMBER near-IR 1.5 - 2.5 μm
spectro - interferometry
R~30, 1500 or 12000
no
3 beam combiner - measures also closure phase; spatial resolution up to 3 mas at 2 μm
VLTI - ATs VLTI - UTs
MIDI mid-IR 8-13 μm
spectro - interferometry
R=30 (prism) or R=230 (grism); spatial resolution up to 15 mas at 10μm
no
2 beam combiner - measures visibility
VLTI - ATs VLTI - UTs
ESO Instruments Summary Table
32
Instrument Spectral Coverage
Observing Mode
Spectral Resolution
Multiplex Note Telescope
HARPS optical 378-691nm
echelle, polarimetry
120,000 no 2 fibres, high accuracy
3.6m
EFOSC-2 optical 350 - 1100nm
imaging, spectroscopy, polarimetry, coronography
~1000 no imaging and spectroscopic polarimetry
NTT
SOFI near-IR 1-2.5 μm
imaging, spectroscopy
600-2200 no - NTT
FEROS optical 350 - 920nm
echelle spectroscopy
~48,000 no - MPG/ESO 2.2m
WFI optical 350 - 1000 nm
imaging - - 30x30 arcmin sq. field
MPG/ESO 2.2m
ESO Instruments Summary Table
33
Instrument Spectral Coverage
Observing Mode
Spectral Resolution
Multiplex Note Telescope
SHFI
211-370 GHz, 385-500 GHz and 1.25-1.39 THz
heterodyne receiver
- - - APEX
LABOCA 870 μm bolometer array
- - 295 channels APEX
SABOCA 350 μm bolometer array
- - 37 channels APEX
FLASH
280-370 GHz
heterodyne receiver
single pixel sideband separating receiver
APEX
APEX is a 12-metre diameter telescope, operating at millimetre and submillimetre wavelengths, at an elevation of 5100 metres, high on the Chajnantor plateau
ESO Instruments Summary Table
34
Instrument Spectral Coverage
Observing Mode
Spectral Resolution
Multiplex Note Telescope
VIRCAM near-IR 0.8-2.2 μm
imaging - -
1.5 degree x 1 degree field of view with 0.34" average pixel size
VISTA
OmegaCAM optical 0.35-0.91 μm
imaging - -
1 degree x 1 degree unvignetted field of view with 0.21" pixel size
VST
Survey telescopes
ESO Instruments Summary Table
35
ALMA will be comprised of a giant array of 50 antennas (12-m each) + 16 more, which can be configured to achieve baselines up to 16 km. Revolution for mm/sub-mm science. It will
operate at 5100 metres (Chajnantor plateau)
36
Posted by Monica Young, March 13, 2013
ESO Instruments Summary Table
37
ELT: largest mega telescope. N
atu
re 4
52
, 14
2-1
45
(2
00
8)
Brasil e o ESO • Maioria de astrônomos brasileiros apoia a entrada ao
ESO, mas existem alguns comentarios contra: - OPD, SOAR e Gemini dão conta da nossa demanda Não é bem assim, pois existem muitas áreas da astrofísica brasileira que precisam de instrumentação não disponível no Gemini ou SOAR. A demanda reprimida pode ser claramente observada na figura do slide 20, onde justamente na última decada, mesmo com o Gemini e SOAR em operação, a Astronomia Brasileira tem desacelerado enormemente seu crescimento, devido à falta de instrumentação competitiva e abrangente no Gemini e no SOAR (comparada ao ESO e outros observatorios).
38
Brasil e o ESO • Maioria de astrônomos brasileiros apoia a entrada ao
ESO, mas existem alguns comentarios contra: - Os brasileiros não estão preparados para competir
com os cientistas dos países europeus Os astrônomos brasileiros podem competir com cientistas europeus. Não podemos nos sentir inferiores a cientistas de outros países. Temos também bons alunos na pós-graduação, com excelente formação e cujo nivel não é inferior ao nivel de um estudante europeu. Podemos competir, sim, e de fato em 2011 um projeto brasileiro obteve 88 noites no ESO, ficando qualificado bem acima de muitos projetos europeus.
39
Brasil e o ESO • Maioria de astrônomos brasileiros apoia a entrada ao
ESO, mas existem alguns comentarios contra: - A comunidade de astrônomos brasileiros é
relativamente pequena para o nosso PBI A comparação foi feita com o numero de astrônomos membros da UAI, o que no reflete o tamanho da comunidade brasileira, que é bem maior (basta ir a qq reunião da SAB para verificar issso). Mesmo assim, justamente a entrada ao ESO é uma excelente oportunidade para reverter a situação, pois o Brasil precisa urgentemente de mais astrônomos (e no geral, de mais cientistas). Isto é, o crescimento da ciência brasileira tem que acompanhar o crescimento do PBI.
40
Brasil e o ESO • Maioria de astrônomos brasileiros apoia a entrada ao ESO,
mas existem alguns comentarios contra :
- A entrada ao ESO impedirá novos projetos instrumentais
O desenvolvimento de instrumentação depende apenas de nossa capacidade. Por exemplo, recentemente (2011), mesmo sendo membros do Gemini, o projeto do espectrógrafo brasileiro (LNA/NOAO) de alta resolução para o Gemini foi rejeitado, sendo escolhido outro projeto. Isto é, ser parte do Gemini não garante que iremos construir instrumentos para o Gemini. No caso do ESO, podemos ser parte de consorcios para a construção de diversos instrumentos. De fato, atualmente já existem projetos para desenvolver em conjunto com o Brasil projetos para o ELT.
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Brasil e o ESO • Maioria de astrônomos brasileiros apoia a entrada ao ESO,
mas existem alguns comentarios contra: - O custo é alto demais O custo total da entrada do Brasil ao ESO em 10 anos é bem menor (quase a metade) do custo do estadio Itaquerão (1 bilhão), que será pago em boa parte com dinheiro público. O custo da corrupção no Brasil é de aprox. 80-200 bilhões por ano (http://veja.abril.com.br/blog/reinaldo/geral/materia-de-capa-o-custo-da-corrupcao-no-brasil-r-82-bilhoes-por-ano/ http://www.folhapolitica.org/2013/06/corruptos-desviam-r200-bilhoes-por-ano.html)
Assumindo um custo da corrupção no Brasil de “apenas” 150 bilhões por ano, precisariamos de diminuir a corrupção em apenas 0,05% ao ano para pagar o gasto promedio (por ano) da entrada do Brasil ao ESO.
42
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