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