Atacama Pathfinder Experiment APEX Introduccion a la astronomia Felipe Mac-Auliffe fauliffe@eso.org

Objetivos Comprender la terminologia utilizada en astronomia observacional. Entender y aplicar los conceptos basicos de la astronomia de posicion (astrometria) y de medicion del tiempo. Aprender a conocer el cielo e identificar objetos de interes a simple vista (observacion practica) Conocer las herramientas que usamos en APEX para planificar observaciones. Disfrutar la experiencia de trabajar en un observatorio astronomico.

Esfera celeste Horizonte del observador El observador es el centro de esta esfera Solo la mitad de la esfera celeste es visible Puntos cardinales Norte, Sur, Este y Oeste Cenit y nadir Meridiano  (Linea norte - sur) Polos celestes Ecuador celeste

Esfera celeste La Esfera celeste es relativa a la ubicacion del observador en el planeta Tierra. Polo Sur (-90) Ecuador (0) Nuestro caso (-23)

Esfera celeste El movimiento de la esfera celeste en diferentes latitudes

Coordenadas “Se definen de acuerdo a su plano de referencia” Horizontales

Planos fundamentales Ecuador celeste Proyeccion del ecuador terrestre en la esfera celeste Polos celestes Proyeccion de los polos terrestres en la esfera celeste

Planos fundamentales Ecliptica Plano fundamental que define la trajectoria del Sol y sus planetas Intersecta al ecuador celeste en 2 puntos 0h = Equinoccio vernal (21 Marzo)

Coordenadas Equatoriales (Absolutas y relativas) Ascencion recta y declinacion (RA/Dec) Angulo horario y declinacion (HA/Dec)

Otros sistemas de coordenadas Coordenadas Eclipticas Plano fundamental = Ecliptica Longitud Ecliptica (lambda) Latitud Ecliptica (Beta) Origen en el punto vernal Coordenadas Galacticas Plano fundamental = Plano galactico Longitud galactica (LII) Latitud galactica (BII) Origen en el centro galactico (Sagitario)

Precesion Lentísimo balanceo en la Tierra durante su movimiento de traslación. (~25765 years) La Tierra es una elipsoide aplastada por los polos debido a la atracción gravitacional del Sol y de la Luna, y en menor medida de los planetas

Calculos

Epocas fundamentales Cuando se dan las coordenadas de un objeto, es indispensable indicar el equinoxio a la cual esta referida. 1950.0 1975.0 2000.0

Tiempo Grados : Tiempo 360 grados : 24 horas 15 grados : 1 hora 1 grado : 4 minutos 15 minutos : 1 minuto 1 minuto : 4 segundos 15 segundos : 1 segundo  

Tiempo Tiempo verdadero Se refiere al Sol verdadero, el cual es el observado. Este se desplaza por la eclíptica cubriendo el trayecto de 360 grados en un año trópico (365,242 días medios).   Día verdadero El día verdadero es el tiempo transcurrido entre dos pasajes sucesivos del Sol verdadero por el meridiano de un lugar. La duración de los días verdaderos no son todos iguales debido a la oblicuidad de la eclíptica y la excentricidad de la órbita terrestre (inclinación del eje de rotación y cambios en la velocidad de translación por la variación de la distancia al Sol). Tiempo medio Se mide utilizando un Sol ficticio, el cual es un Sol medio que se mueve sobre el ecuador celeste a velocidad uniforme. Le vantaje de utilizar este sol es que su movimiento es regular, y no es afectado por las diferentes velocidades orbitales de la Tierra en su recorrido anual (en los puntos mas cercanos al Sol, la Tierra se mueve mas rapidamente que en los mas alejados)

Tiempo sideral Se define como el ángulo horario del punto vernal, siendo el ángulo horario la distancia angular en horas / minutos / segundos desde el meridiano hasta el objeto, medido hacia el oeste. Define el circulo de RA en la linea N-S (transito) H = LST – RA

Constelaciones Grupo distintivo de estrellas que representa alguna cosa: Animales, objectos, seres mitologicos, etc. 88 constelaciones reconocidas por la IAU (Union Astronomica Internacional) Sus estrellas no necesariamente estan relaciondas fisicamente entre si Sus estrellas se denominan de acuerdo a su brillo (magnitud)  dentro de la constelacion mediante el alfabeto griego.

Constelaciones

Asterismos Grupo distintivo de estrellas no comprendido en ninguna de las 88 constelaciones. Ejemplos: Tres marias, Pleyades, Hiades, Gran carro

Magnitud estelar Término que se utiliza en astronomía para designar el brillo, real o aparente, de un objeto celeste Es una medida “relativa“

Magnitud estelar

Magnitud absoluta Es el brillo que presenta una estrella si se la estuviese observando desde una distancia de 10 parces (1 parcec = 3.26 años luz). Sirve para comparar cuan brillantes son las estrellas, sin depender de la distancia, o sea, cuan brillantes son en verdad

Magnitud aparente vs/ absoluta

Colores de las estrellas El color de una estrella esta directamente relacionado con su temperatura.

Catalogos estelares Primer catalogo estelar. Hiparcus (190 AC), ~ 1000 estrellas Ptolomeo hace un compendio o “Almagesto” con este catalogo Las estrellas las denominan por nombres propios (Rigel, Regulus, Aldebaran, etc) Bayer (1603). Asigna letras griegas a la denominacion de las estrellas (Alfa Uma, Delta Sco) Flamsteed (1725) Incluye estrellas no catalogadas por Bayer. Asigna numeros a la denominacion (61 Cygni) Yale Catalogue of Bright Stars (1900, 1964, 1982) 9091 estrellas. SAO Catalogue. B1950. Llega a Magnitud 12

Mas catalogos estelares Tirion atlas and Sky catalog 2000 (1982) 45269 estrellas + mapas Uranometria 2000 (1987) Set de 259 mapas estelares. FK4 (1950) & FK5 (2000) 1535 estrellas Astronomical almanac (anual) U.S. naval observatory

Y aun mas catalogos !!! Catalogo Hipparcos. 118218 estrellas con informacion astrometrica y fotometrica de gran precision Catalogo Tycho 1058332 estrellas obtenidas mediante observaciones por el “Hipparcos satellite star mapper". Menos preciso al catalogo Hipparcos.

Catalogos de cielo profundo Catalogo Messier 115 objetos de cielo profundo (Galaxias, nebulosas, cumulos, etc) Muy famoso entre los aficionados Nuevo Catalogo General (NGC) Publicado entre 1895 and 1908 7840 objetos. Ultima version: ~13000 objetos Index Catalog (IC) ~ 3000 objetos

Catalogo IRAS Infrared Astronomy Satellite Compuesto por fuentes infrarojas Ejemplos (IRAS15194) Para mas informacion de catalogos astronomicos, visitar: http://www.skylab.com.au/astronomical_catalogues.html

Distancias en el universo Unidad Astronomica (AU) Distancia media de la Tierra al Sol, es decir, cerca de 150 millones de kilómetros. Año luz (LY) Distancia que recorre un haz de onda electromagnética en el vacío en el lapso de un año, es decir, alrededor de 10,000,000,000,000 kilómetros; debido a que la luz recorre cerca de 300,000 kilómetros en un segundo.

Nuestra posicion en el universo

Distancias en el nuestro vecindario estelar

Nuestra posicion en el universo

Nuestra posicion en el universo

Distancias en el grupo local

Nuestra posicion en el universo Mas alla de nuestro grupo local

Nuestra posicion en el universo Grupo local de galaxias

Un cuadro de distancias …

… Para volver a casa

Herramientas de observacion utilizadas en APEX XEPHEM

XEPHEM Escrito en C, X11 y Motif con codigo fuente abierto. Linux, FreeBSD, MacOS X, Solaris, AIX, HP-UX, OpenVMS MS Windows (VMWare, MKS Toolkit, Cygwin). http://www.clearskyinstitute.com/xephem/

ASTRO Software para preparar observaciones GILDAS working group software (Grenoble, IRAM) Plots Azimut / Elevacion) Plots UT / LST Calibradores de flujo (Primarios y secundarios) www.iram.fr/IRAMFR/PDB/astro/astro.html

PyEphem PyEphem provee rutinas de calculo astronomico para ser utlizadas desde python Se importa como un modulo Se definen objetos (cuerpos sistema solar, satelites, cuerpos fijos) Se define el observador (Nombre, latitud, longitud, etc) rhodesmill.org/pyephem/