FISICA IDEIA SO

(Parte 1 de 8)

Curso de Astrofísica Observacional

Joªo Luiz Kohl Moreira 30 de janeiro de 2004

PrefÆcio

Filme: O Santo Graal do grupo inglŒs Monty Python. Cena: uma das œltimas. Açªo: Rei Arthur e seus cavaleiros alcançam uma ponte diante da qual um anciªo se coloca. Alto lÆ , diz o velho. Eu sou o guardiªo dessa ponte acima do vale do inferno. Para cruzÆ-la cada um deve responder a uma pergunta minha. Se acertar poderÆ passar, do contrÆrio serÆ sugado atØ o quinto dos infernos . Diante disso, cada um do sØquito do rei vai passando ou vai sendo condenado respondendo certo ou errado as perguntas, às vezes absurdas, às vezes infames do velho1. Lancelot foi sugado porque titubeou em responder qual era sua cor preferida. Outro cavaleiro nªo sabia a altura exata do monte Everest, e assim por diante.

Na vez do rei Arthur, o velho repete a ladainha e pergunta: Qual Ø a velocidade de cruzeiro da andorinha? , ao que o rei retruca com: A andorinha africana ou europØia? . O anciªo, surpreendido pela questªo, responde: Ora! Isso eu nªo sei! E zum! O próprio guardiªo da ponte Ø sugado pelo inferno.

O cavaleiro que acompanha o rei Arthur (e se vŒ livre de seu desa o pois o velho tinha se ido) pergunta, curioso: Como Vossa Alteza sabia que existem dois tipos de andorinha? . O rei responde, eumaticamente: - Sªo coisas que um rei deve saber.

Astrônomo nªo Ø rei. Pelo menos, nªo necessariamente. É dito que o imperador D.

Pedro I era um amante da astronomia. E que o Observatório Nacional, antes, Imperial Observatório, teve seus dias de glória sob o seu reinado. Sob a repœblica, o que só se tenta Ø acabar com ele, o Observatório. De início, por conta da imagem que ele tinha ligada com o antigo regime. Hoje, sabe-se lÆ por que...

Voltando ao assunto, se astrônomo nªo Ø rei, ele, mesmo assim, carrega o sacrifício do cargo , como o rei. E dele cobram-se as coisas que um astrônomo observacional deve saber. Algumas dessas coisas, eu tento ensinar nesse curso. É claro que o que vou expor aqui nªo Ø exaustivo. O que um observacional deve saber Ø muito mais do que se pode encontrar nessas pÆginas. O tempo e a limitaçªo de papel determinam o que deve ser ensinado nesse curso. É o mínimo necessÆrio, o minimum minimorum.

Mesmo assim, quando o leitor, no futuro, em discussªo cientí ca com alguØm, tiver, na ponta da língua, a magnitude limite de um telescópio ou a resoluçªo em comprimento de onda de um dado espectrógrafo e for questionado sobre esse seu saber, poderÆ assumir a euma e declarar: -Sªo coisas que um observacional deve saber. Esse curso Ø dividido em trŒs partes de nidas pelas regiıes do espectro eletromagnØtico. Cada regiªo dessas determina diferentes tØcnicas observacionais, motivo pelo qual as partes foram separadas. No entanto, isso nªo signi ca que a leitura de cada uma das partes seja independente. Muitos conceitos de nidos em uma parte sªo aproveitados em outras, de forma que, a sequŒncia com que as partes sªo apresentadas representa a sugestªo de roteiro para o leitor seguir. As partes se nomeiam:

1Essa cena, obviamente, se inspira na polícia de fronteira do aeroporto de Heathrow, em Londres, onde o infeliz estrangeiro, para obter a autorizaçªo de ingresso em solo inglŒs, Ø obrigado a responder as perguntas mais estapafœrdias que se pode imaginar.

1. Domínio óptico: onde sªo discutidos conceitos e tØcnicas observacionais correntes nas faixas do ultravioleta (remoto e próximo), visível e infravermelho próximo;

2. Domínio do rÆdio: onde sªo apresentadas as tØcnicas observacionais desde o infravermelho distante atØ as faixas mais remotas do rÆdio e, nalmente,

3. Domínio das altas energias: onde sªo passadas as tØcnicas de detecçªo de radiaçªo de alta energia, desde o neutrino atØ o raio X, passando pelos raios cósmicos e raios gama.

Para que o curso nªo se apresente enfadonho e monotônico, procuro acrescentar, quando couber, histórias e anedotas que circulam nos observatórios que conheci. A - nal, contos do folclore astronômico tambØm sªo coisas que um observacional deve saber.

Softwares de Apoio

O astrônomo moderno nªo pode prescindir de instrumentos computacionais. Um físico teórico brasileiro, na Øpoca lotado no Observatório Nacional, teria comentado que os astrônomos nªo saem da frente do computador . Quando eles fazem ciŒncia? teria perguntado o indignado pesquisador. Dentro de nossa Ærea, jÆ pude detectar sØrias preocupaçıes de alguns professores de que estaríamos formando geraçıes de bons usuÆrios de pacotes computacionais, deixando entrever que os novos astrônomos apresentam de ciŒncias de formaçªo. Independente da motivaçªo que levou esses professores deixarem transparecer suas inquietaçıes, creio que iniciativas pedagógicas, como essa que ora apresento nesse manuscrito, devem ser incentivadas no sentido de tentar preencher as lacunas que tanto incomodam os professores mais experientes. Mas nªo se deve deixar de treinar os estudantes nos bons softwares de apoio. Mais do que fazer, Ø preciso fazer direito, de forma normalizada, de maneira que os resultados sejam facilmente comparados e testados, e isso só Ø possível utilizando-se as ferramentas consagradas pela comunidade. Fazer direito Ø ter conhecimento de todas as etapas que as caixas pretas dos softwares de apoio executam. Somente assim o aluno terÆ a formaçªo ideal. Por essa razªo nªo posso omitir, aqui, a apresentaçªo da informÆtica corrente na astronomia. Eu diria que essa nossa ciŒncia Ø privilegiada pois servindo-se apenas dos pacotes de domínio pœblico pode-se cumprir todas as etapas do tratamento de dados. Por isso, sinto-me a vontade em apresentar os softwares sem me preocupar com royalties e outros procedimentos legais comuns nos pacotes comerciais. Todos os softwares tratados aqui funcionam sob a plataforma UNIX-X11.

Podemos dividir os softwares de apoio em dois tipos: aqueles que auxiliam a preparaçªo das observaçıes e aqueles que apoiam o tratamento e anÆlise dessas observaçıes. Nesse œltimo tipo encontramos dois pacotes: o MIDAS (Munich Image Data Analysis System) e o IRAF (Image Reduction and Analysis Facility). O MIDAS foi desenvolvido e Ø mantido pelo ESO (European Southern Observatory) sediado em Munique, Alemanha, enquanto que o IRAF foi desenvolvido e Ø mantido pelo NOAO (National