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Orientações para a escolha do objeto astronômico

ORIENTAÇÕES PARA A ESCOLHA DO OBJETO ASTRONÔMICO  


1. Tipo de objeto

O primeiro passo é decidir qual será a categoria de objeto que você considera que seria interessante estudar e dessa forma procurar por um exemplo específico. 

Lembre-se que deve ser um objeto sideral, ou seja, o objeto não deve pertencer ao Sistema Solar: não pode ser planeta, satélite, asteróide, cometa ou o próprio Sol. 

Além disso, como a observação será feita na faixa do visível, não deve ser um objeto detectável somente em outras faixas de comprimento de onda (infravermelho, radio ou raios X, por exemplo).

Qual o tipo de objeto que você gostaria de ver fotografado digitalmente por um telescópio profissional como o SOAR? 

Estrelas, por exemplo, são lindas de se olhar no céu noturno, mas não ficam muito diferentes se vistas através de um telescópio - continuam sendo pontos brilhantes, a vantagem do uso do telescópio é evidentemente poder ver estrelas mais fracas que não vemos a olho nu. Porém, aglomerados de estrelas formam belas imagens, assim como nebulosas, galáxias e aglomerados de galáxias.

Sugestões de tipos de objetos:

- aglomerado de estrelas (ver Aglomerados Estelares)

- nebulosa (ver O Meio Interestelar)

- galáxia individual (espiral, elíptica, irregular) ( ver Galáxias)

- aglomerado de galáxias

Sugestão de catálogos que contém os tipos de objetos citados acima: 


O Catálogo Messier é composto por 110 objetos difusos, constitui-se de uma coleção daqueles que podem ser considerados os objetos mais bonitos do céu, incluindo nebulosas, aglomerados estelares e galáxias. Foi compilado pelo astrônomo francês Charles Messier entre 1764 e 1781. Mais informações no Wikipedia
Os objetos do catálogo, conhecidos como "Objetos Messier", também constam em outros catálogos mais recentes, como NGC.

Para exemplos do que o SOAR e o Goodman podem fazer, verifique na galeria de imagens do SOAR, alguns exemplos. Note que se um objeto já se encontra na galeria, ele não é uma boa escolha para o concurso.

É interessante conhecer alguns exemplos de propostas vitoriosas em concursos similares feito com outro telescópio, o Gemini, realizados por astrônomos australianos e canadenses: Canadá 2002Canadá 2003Canadá 2009Austrália 2009Austrália 2010Austrália 2011Austrália 2012 


2. Restrições do objeto

Sugerimos que você acesse o SIMBAD, que é uma grande base de dados on-line de objetos astronômicos do Centro de dados Astronômicos de Strasbourg (Université Louis Pasteur).  

Acesse o SIMBAD e insira o nome de seu objeto no campo “Identifier” e clique em  “submit id”. A figura 1abaixo mostra a página web do SIMBAD de busca por identificador.

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Figura 1. Detalhe da página web do SIMBAD de busca por identificador.

Uma página com diversos dados sobre este objeto serão apresentados. A figura 2 abaixo mostra a página web resultante da pesquisa pelo objeto M83. No quadro "Basic data" : o nome e uma identificação do tipo do objeto; coordenadas (ICRS, FK5, FK4 e Gal); velocidades ("Radial velocity", "redshift", etc.); tipo morfológico ("Morphological type"), caso o objeto seja uma galáxia, ou tipo espectral ("Spectral type"), caso seja uma estrela; tamanho angular ("Angular size") e fluxos ("Fluxes").

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Figura 2. Detalhe da página web do SIMBAD resultante da pesquisa feita pelo objeto M83.

2.1. Coordenadas do objeto

Como a latitude e a longitude da Terra, os objetos astronômicos possuem coordenadas no céu, sendo as coordenadas equatoriais (ascensão reta e declinação) as mais utilizadas. Veja as páginas web a seguir para mais explicações: 
Coordenadas Celestes - Sistemas de Coordenadas - 
Sistema de coordenadas equatoriais

Para ser observado durante o período de fevereiro a maio, existem algumas restrições das posições dos objetos no céu. Os objetos para este concurso devem obedecer as seguintes condições:

    Ascensão Reta (AR) maior ou igual a 3 horas e menor ou igual a 19 horas (3h < AR < 19h)

    Declinação (DEC) entre -60 e 0 graus  (-60° < DEC < 0°, ou seja, declinação negativa que significa localizado no Hemisfério Sul Celeste)

  •  Verificando as coordenadas do seu objeto:

Para se ter certeza se o objeto será visível no céu durante o período destinado ao concurso, é conveniente procurar as coordenadas do objeto no SIMBAD

    • Acesse o SIMBAD e insira o nome de seu objeto no campo “Identifier” e clique em  “submit id” » uma página com diversos dados sobre este objeto serão apresentados. As coordenadas que você quer conferir são as coordenadas ICRS. 

    • Por exemplo, ao preencher M83 (ou NGC 5236) no campo “Identifier”, obtém-se as coordenadas ICRS (ep=J2000): 13 37 00.919 -29 51 56.74  (veja imagem acima com este exemplo)

    • Isto significa que as coordenadas equatorias no sistema ICRS ("International Celestial Reference System" - sistema de referência celestial padrão adotado pela União Astronômica Internacional) são ascensão reta: 13 horas, 37 minutos e 00,919 segundos e declinação: -29 graus, 51 minutos de arco e 56,74 segundos de arco.  M83 tem, portanto, coordenadas dentro do intervalo permitido para o concurso. É uma galáxia espiral que já foi fotografada digitalmente pelo SOAR - veja a imagem de M83 feita com o SOAR aqui.

2.2. Magnitude (brilho) do objeto

Apesar do SOAR ser um telescópio de 4,2 m de diâmetro e realizar observações no belo céu chileno, você deve levar em conta que o tempo total disponível para observação do seu objeto é de até uma hora. Portanto, o seu objeto astronômico não deve ter um brilho extremamente fraco.  

brilho aparente de um objeto astronômico é o fluxo medido na Terra e, normalmente, é expresso em termos damagnitude aparente m, que por definição é dada por: m = -2,5 log F + const. 

  • Por essa definição, as magnitudes menores representam brilhos maiores, enquanto valores maiores de magnitude significam brilhos menores.

  • O fluxo F é a energia por unidade de área e por unidade de tempo que chega ao detector, e é o que se mede realmente. Os fluxos são usualmente medidos em bandas espectrais, definidas por filtros que deixam passar os fótons numa dada região do espectro eletromagnético. Quando se mede um objeto astronômico, o fluxo obtido também depende da sensibilidade espectral do equipamento, ou seja, do conjunto telescópio+filtro+detector. Assim, para que uma dada observação/medida represente a mesma quantidade física independentemente do conjunto telescópio+filtro+detector, são adotados sistemas de magnitudes que definem um padrão comum. O sistema fotométrico padrão mais usual é o sistema UBV, desenvolvido por Johnson (1921-1980) e Morgan (1906-1994) em 1951: U vem de ultravioleta e o comprimento de onda central da banda é em 3600 Å, B de "blue" (azul) com o comprimento de onda central em 4200 Å , e V de visual (amarelo) com o comprimento de onda central em 5500 Å. 

brilho superficial é o fluxo por unidade de área que sai de um objeto extenso, como uma galáxia. O brilho superficial é definido em termos de magnitudes m e áreas aparentes A como: μ = m + 2.5 log A, sendo mag/arcsec2(magnitude por segundo de arco ao quadrado) as unidades de μ. A distribuição de brilho superficial mostra como varia o fluxo por unidade de área ao longo da galáxia. Geralmente ele é medido em uma determinada banda fotométrica (B, V, R, etc).

Assim:

    • Para objetos extensos, como galáxias e nebulosas:
      • magnitude aparente total V (a medida de toda a luz da galáxia, por exemplo, na banda V) deve ser menor do que 12.

      • Se estiver disponível, pode-se também considerar o brilho superficial, o qual deve ser menor do que 22,5 mag/arcsec(magnitude por segundo de arco ao quadrado). 
    • Para objetos pontuais, como estrelas em aglomerados estelares:

      • Os objetos mais brilhantes devem ter magnitude aparente V maior do que 14 e os mais fracos devem ter magnitude aparente V menor do que 20. (Lembre-se que as magnitudes menores representam brilhos maiores, enquanto valores maiores de magnitude significam brilhos menores.)

Veja as páginas web a seguir para mais explicações: Fotometria - Magnitudes - Luminosidade e Brilho Superficial

      • Verificando a magnitude do seu objeto: 

Para verificar se a magnitude do objeto escolhido é adequada para o concurso, você também pode usar a base de dados SIMBAD:

      • Preencha o nome de seu objeto no campo “Identifier” e clique em  “submit id” » uma página com diversos dados sobre este objeto serão apresentados.  As informações que você quer conferir são os fluxos ("Fluxes"), que nesse caso correspondem às magnitudes em diferentes filtros, ou seja, a valores integrados para um determinado intervalo de comprimento de onda.  Os valores de magnitudes são disponíveis nos filtros nos quais existem observações disponíveis.

      • No exemplo da galáxia M83 (veja imagem acima), quase no final do quadro "Basic data", aparece a informação "Fluxes (7)"; indicando que, para esse objeto existem medidas de fluxo em 7 bandas, identificados pelas letras U, B, V, R, J, H e K.  O valor ao lado de cada filtro indica a magnitude integrada do objeto nesse filtro. Assim, para M83, temos no filtro V a magnitude de 7.54.

      • Você pode então determinar o brilho superficial do objeto através de μ = + 2.5 log A, sendo m a magnitude em V e A a área em arcsec2 (segundos de arco ao quadrado), e confirmar se o objeto se encaixa dentro do critério de limite de magnitude do concurso. 

      • No mesmo quadro, acima de "Fluxes" você pode encontrar o tamanho angular da galáxia ("Angular size") em minutos de arco (arcmin). Para uma galáxia, podemos calcular a área da como uma elipse: A = pi.a.b , onde a representa o semieixo (metade do eixo) maior e bcorresponde ao semieixo menor.  Lembre-se que deve transformar minutos de arco em segundos de arco, multiplicando por 60, para aplicar na fórmula do brilho superficial.

2.3. Tamanho do objeto

Um outro aspecto importante a ser considerado é que o instrumento utilizado para a obtenção da imagem será o espectrógrafo e imageador Goodman que produz uma imagem de 7,2 minutos de arco de diâmetro com um intervalo entre os pixeis de 0.15 segundos de arco por pixel.  

Para se ter uma ideia, cinco minutos de arco é aproximadamente um sexto do diâmetro da Lua cheia e cobre uma área muito maior do que as câmeras do Telescópio Espacial Hubble, por exemplo. Constelações e grandes aglomerados de estrelas cobrem áreas maiores do céu. Então, se por um lado o Hubble é excelente para identificar detalhes em pequenas escalas, o Goodman no SOAR permite a visualização de objetos astronômicos em uma escala maior.

Portanto, o objeto para o concurso deve ter um diâmetro máximo aparente de 7 minutos de arco.

      •   Verificando o tamanho do seu objeto:

Para conferir se o objeto escolhido é apropriado para a área que é coberta pelo equipamento Goodman do SOAR, faça a verificação no próprio SIMBAD:

      • Preencha o nome do seu objeto no campo “Identifier” e clique em “submit id” » uma página com diversos dados sobre este objeto serão apresentados.

      • Na área de “Plots and Images” - ver figura 3 abaixo, clique na imagem acima de  “Aladin applet" e uma outra janela será aberta com uma imagem do objeto indicado. 

 

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Figura 3. Detalhe da página web do SIMBAD resultante da pesquisa feita pelo objeto M83, mostrando o quadro "Plots and images".

      • Na base da imagem aparece o tamanho da imagem apresentada em minutos de arco ("arcmin", símbolo '). Em cima da imagem pequena no canto inferior direito há uma barrinha de zoom. Ao se variar o zoom, o tamanho da imagem varia também - ver figura 4 abaixo.

      • Para se verificar o que ficaria dentro no campo do instrumento Goodman com o telescópio SOAR, pode-se selecionar a opção "dist" na barra lateral direita da imagem, posicionar o cursor (seta) com o mouse no centro do objeto (indicado por um pequeno retículo), clicar no botão esquerdo do mouse e estender o mouse em qualquer direção até formar uma reta de 3.5' (que corresponde ao raio da imagem que será obtida) - ver figura 4 abaixo.

 

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Figura 4. Página web do "Aladin sky atlas" mostrando o objeto M83.

 

3. Sugestões para escrever sua justificativa

A justificativa deve descrever de forma clara e objetiva, usando argumentos próprios, as razões que levaram à escolha do objeto indicado, ou seja, porque esse objeto astronômico é interessante cientificamente e deve ser observado pelo Telescópio SOAR. 

Você pode descrever que tipo de objeto é, o que se sabe sobre ele e sobre esse tipo de objeto, mas não copie diretamente as informações que pesquisou - produza a sua própria descrição, baseado nas informações coletadas.

Descreva também as características (magnitude, posição e tamanho aparente) do objeto que se encaixam nas restrições definidas pelo regulamento do concurso, ou seja, explique porque esse objeto é adequado para este concurso.

Você também pode justificar a sua escolha  desse objeto do ponto de vista estético e/ou pessoal, ou seja, o que você gosta nesse objeto, o que ele tem que lhe atrai a atenção, etc.

Inclua as motivações para o estudo desse objeto. Por exemplo: o que esse tipo de objeto e o objeto escolhido em particular têm de interessante cientificamente? Que tipo de estudo os cientistas fazem com esse tipo de objeto? O que eles procuram saber com esses estudos? Uma imagem óptica desse objeto pode contribuir com que tipo de informação?