Objetivos Ementa Conteúdo Material Softwares

 

Introdução à Astronomia

 

Objetivos: Promover uma introdução aos fundamentos da Astronomia.

 

Ementa: História da Astronomia. Áreas da Astronomia. Uso de telescópios de pequeno porte. Introdução de conceitos sobre medidas. Rotação e translação da Terra. Movimentos geocêntricos: configurações planetárias; fases; elipses; marés; ocultações. Tempo:calendários; tempo rotacional; tempo gravitacional; tempo atômico. Movimentos dos sistemas de coordenadas: precessão, nutação, movimentos dos pólos. Aberração. Paralaxe. Refração astronômica.

 

Conteúdo Programático:

 

1 - Introdução ao Curso. Mitos nas Astronomia. Aspectos gerais sobre a Astronomia. Contexto do Brasil e do Mundo nas Pesquisas em Astronomia. Atuação profissional.

2 - As ferramentas do Astrônomo. Revisão de Matemática e Utilização da Calculadora.

3 - Esfera Celeste. Principais elementos: horizonte, zênite, nadir, equador celeste, pólos celestes, círculos e paralelos. Constelações. Movimento aparente dos astros e a Rotação Terrestre. Pontos cardeais terrestres. Coordenadas geográficas e astronômicas. Sistemas de Coordenadas. Conceitos de trigonometria esférica.

4 - Movimento da Lua e Movimentos Diurno e Anual do Sol. As "Laçadas" dos Planetas. Obliquidade da Eclíptica. Esfericidade de Terra. Condições para Ocorrência dos Eclipses.

5 - Do modelo geocêntrico ao modelo heliocêntrico. Explicação Promovidas Pelo Sistema Heliocêntrico. Métodos Clássicos para Medidas dos Períodos e das Distâncias no Sistema Solar. Leis de Newton e a Lei da Gravitação Universal.

6 - Sistema Terra-Sol-Lua. Distâncias da Terra a Lua e da Terra ao Sol por método clássicos. Estações do Ano. Efeitos de Maré.

7 - Os Instrumentos Clássicos para Observações Astronômicas. Observações de Tycho Brahe. Configurações Planetárias.

8 - Observações com Telescópios e as Contribuições de Galileu para o Modelo de Copérnico e para gravitação. Explorando vínculos observacionais 9 - Estudo da Órbita de Marte por Kepler. As três Leis de Kepler. Estudo Geométrico da Elipse.

10 - Noções sobre o Sistema Solar e Cosmogonia

11 - Radiação Eletromagnética: Natureza e propagação da luz. Fluxo e Luminosidade.

12 - Espectros. Técnicas Espectroscópicas. Radiação de Corpo Negro. Lei de Stefan Boltzman. Lei de Wien. Formação de Linhas espectrais.

13 - Astrofísica Estelar. O Sol e sua Estrutura. Fusão nuclear. Transferência de energia e matéria no interior do Sol. Radiação e partículas solares; atividades solares e principais efeitos sobre a Terra.

14 - Outras estrelas. O Conceito de Magnitude e Cor.

15 - Métodos para Medir Distâncias Estelares. A Paralaxe. Estrelas Variáveis. 16 - Aglomerados de Estrelas e Sistemas Binários

17 - Classificação Espectral de Estrelas

18 - Estrutura e Evolução Estelar

19 - Estágios Finais da Evolução Estelar

20 - Meio Interestelar: Temperatura do Meio Interestelar. Densidade do Meio Interestelar. Composição Química do Gás e Poeira Interestelares. Nebulosas de Emissão. Nebulosas de Poeira. Nuvens Moleculares. Regiões HII. Nebulosas Planetárias. Nuvens de Hidrogênio Neutro.

21 - A Galáxia. Visão Geral da Estrutura da Nossa Galáxia. O Grande Debate. Populações Estelares. Dinâmica. Esturutura Espiral. O Centro Galáctico.

22 - Astrofísica Extragaláctica: Tipos de Galáxias. Classificação de galáxias (Classificação de Hubble). Estrutura das Galáxias. Perfís de Luminosidade e Cores.

23 - Astrofísica Extragaláctica: Grupos e Aglomeraos de Galáxias. Núcleos Ativos de Galáxias. Quasares, Seyferts, Radiogaláxias e Modelo Unificado de Galáxias. Buracos Negros Supermassivos.

24 - Universo em grande escala. Expansão do Universo. Lei de Hubble.

25 - Cosmologia: Formação de estruturas no Universo. Princípio Cosmológico. O Paradoxo de Olbers. Lei de Hubble e o Big Bang.

26 - Cosmologia Observacional. Radiação Cósmica de Fundo. Nucleosíntese Universal. Inflação Cósmica. Problema do Horizonte e da Planura. Universo em Expansão.

 

 

Material

 

Livros, Apostilas e Vide-aulas:

 

  Astronomia e Astrofísica (Kepler & Maria de Fátima) 

  Conceitos de Astronomia (Roberto Boczko) 

  Fascínio do Universo (Steiner & Damineli) 

  Astronomia de Posição - Prof. Dr. Gastão Lima (IAG/USP)

  Apostila do Prof. Dr. Nelson Leister (IAG/USP) 

  Apostila de Fundamentos de Astronomia (IAG/USP)

  Astronomia: Uma Visão Geral

 

Aula 01 - Introdução ao Curso. Mitos nas Astronomia. Aspectos gerais sobre a Astronomia. Contexto do Brasil e do Mundo nas Pesquisa em Astronomia. Atuação profissional.

  Plano de Ensino 

 Aula01-IntroducaoAstronomia.pdf   

Planilha para Administração do Tempo

Aula 02 - Ferramentas do Astrônomo. Revisão de Matemática, Uso da Calculadora, DS9 como visualizador de Imagens, Uso de Planilhas Eletrônicas e Ferramentas para Cálculos  

Aula 03 - Geometria espacial, Uso do Máxima, Esfera Celeste, Sistema Horizontal, Constelações, Sistema Equatorial, Movimento Diurno da Esfera Celeste

Aula 04 - Movimento da Lua e Movimentos Diurno e Anual do Sol. Obliquidade da Eclíptica.  Condições para Ocorrência dos Eclipses. Estações do Ano. Métodos Clássicos para Medidas dos Períodos e das Distâncias no Sistema Solar. 

Aula 05 - Esfericidade de Terra. Sistema Terra-Sol-Lua. Distâncias da Terra a Lua e da Terra ao Sol por método clássicos. 

Aula 06 - Movimento dos Planetas e Modelos Geocêntrico e Heliocêntrico. A Revolução Copernicana. 

Lista de Exercício 01: Lista_IntroAstro_T01.pdf

 

Aula 07 - Distâncias no Sistema Solar. Leis de Kepler, Movimento orbital e Elementos de uma Órbita Elíptica 

Aula 08 - Observações de Tycho Brahe, Aplicação das Leis de Kepler. Contribuições de Galileu ao Sistema Copernicano 

Aula 09 - Leis de Newton, Lei da Gravitação Universal. Equivalência entre Aceleração Gravitacional e Centrípeta da Lua. Centro de Massa. Efeitos de Maré

Aula 10 - Marés. Forças Gravitacionais Diferencias. Marés Terrestres. Desaceleração do movimento de rotação da Terra. Precessão dos Equinócios. Nutação. Panorama sobre o sistema Solar. Definição de Planeta e Planeta Anão. Conceitos de Cosmogonia.

Aula 11 - Revisão para Prova

Lista de Exercício 02: Lista02_IntroAstro_T01.pdf

 

Aula 12 - Noções de Fotometria e Detectores. Efeitos da Atmosfera e da interação da luz com o instrumento.  Limites observacionais. Conceito de magnitude e fluxo. Magnitude absoluta.

Aula 13 - Natureza da luz e Física Estatística. Conceito de cor. Emissão de Corpo Negro. Índice de Cor. Lei de Stefan-Boltzmann. Lei de Wien. Classificação de Cor e Temperatura de Estrelas

Aula 14 - Natureza da luz e Física Estatística. Conceito de cor. Emissão de Corpo Negro. Índice de Cor. Lei de Stefan-Boltzmann. Lei de Wien. Classificação de Cor e Temperatura de Estrelas

Aula 15 - Raio Estelar. Paralaxe. Diagrama HR. Estrelas Binárias. Tempo de vida de estrelas na Sequência Principal

Aula 16 - Relação Massa-Luminosidade. Diagrama HR de Aglomerados Abertos e Globulares. Idade de aglomerados.

Aula 17 - Estrelas variáveis (RR Lyrae e Cefeidas). Espectroscopia. Classificação Espectroscópica. Classes de Luminosidade. Procedimentos para medir distâncias por meio RR Lyrae, Relação Período Luminosidade e Paralaxe Espectroscópica. Noções de Evolução Estelar e os estágios finais de vida de estrelas de diferentes massas.

Lista de Exercício 03: Lista03_IntroAstro_T01.pdf

 

Aula 18 - Mais sobre ondas eletromagnéticas e o Efeito Doppler. O Sol e Cosmogonia. Nossa localização na Galáxia.

Aula 19 - Meio Interestelar. Extinção Interestelar. Avermelhamento e Excesso de Cor. Estrutura da Galáxia Coordenadas Galácticas. A descoberta de outras galáxias.

Aula 20 - Da nossa Galáxia às outras galáxias. Diagrama de Hubble. Outras classificações de galáxias. Perfis de luminosidade e comportamento dinâmicos das galáxias. Princípios de evolução química em galáxias.

Aula 21 e 22 -  Estrutura da nossa Galáxia. Galáxias Discoidais, Galáxias Gigantes e Anãs e Galáxias Irregulares. Galáxias  Curvas de Rotação. O problema da Matéria Escura

Aula 23, 24 e 25 - Galáxias com núcleos ativos (AGNs). Grupos de Galáxias. Galáxias em Interação. Lentes Gravitacionais. Estrutura do Universo em Larga Escala. Expansão do Universo. Teoria do Big-Bang. Radiação Cósmica de Fundo. Lei de Hubble e Simulações

Terceira Avaliação

BaremaProva03__T01.xlsm

 

Softwares

 

  Para PCs:

  •  SciDavis: Software gratuito inspirado no programa Origin e cuja principal finalidade é a geração de gráficos profissionais e fornecer ferramentas de análise básicas por meio de uma interface gráfica e interativa que trabalha com tabelas de dados.

 

  •  Tracker: Programa gratuito que permite a medição digital de experimentos físicos filmados com a conversão dos resultados em escala real a partir de diversas ferramentas de calibração.

 

  •  Maxima: Software gratuito utilizado para cálculos numéricos, algébricos e plotagem de gráficos, equivalente ao software pago Maple.

 

  •  DS9: Software gratuito para visualização de imagens e dados astronômicos.

  •  Aladin: É um software gratuito e interativo que permit vizualizar dados astronômicos digitalizados, sobrepor catálogos de bases de dados além de possuir funcionalidades para operação com imagens e procedimentos para calibração.

 

 

  •  Stellarium: Planetário de código aberto que pode ser instalado no computador, tablet ou smartphones. É gratuito e também possui recursos adicionais embora o foco principal seja o céu como observado por um observador na superfície de algum astro. Recursos adicionais, scripts e texturas podem ser econtrados na mesma página.

 

  •  Castrator: Software para fazer recorte em filmes de um objeto captado por uma câmera que se move no campo por problemas de alinhamento e guiagem.

 

  •  Autostakkert: Software utilizado para alinha e combinar imagens utilizando a técnica de drizzling, ou "Variable Pixel Linear Reconstruciton", desenvolvida para o telescópio espacial Hubble para obter imagens com super resolução.

 

  •  RegiStax: Software para alinhamento, combinação e processamento de imagens.

 

  •  TopCat: Software multiplataforma em java que lida com grandes tabelas de dados e permite fazer múltiplos tipos de gráficos.

 

  Para Tablets e Smartphones:

 

 

  •  Google Sky Map: Software para android que simulam o céu tela do seu dispositivo, e que combinado com o GPS e os acelerômetros do aparelho permite visualizar o campo do céu para onde a câmera do aparelho é apontada.

 

  •  Status do GPS: Software para android utilizado para gerenciar as informações do GPS, como coordenadas e altitude além de agregar informações de outros dispositivos do celular, como bússola, gravitrômetro, bateria, luminância da tela, etc.

 

 

  •  Telescope Calc: Recurso para fazer cálculos úteis para telescópios.

 

 

 

 

 

  Applets

 

 

  •  UNL Applets: Projeto da Universidade Nebraska-Lincoln com simuladores interativos on-line a respeito de diversos temas de Astronomia e Astrofísica.

 

 

 

 

 

 

 

   
   
   
   

 

Sergio Scarano Jr - Departamento de Fisica da Universidade Federal de Sergipe

Rod. Marechal Rondon s/n - Jardim Rosa Elze, São Cristovão - Sergipe, Brazil

Tel: (55) 79-2105 6807. E-mail: scaranojr@ufs.br