O projeto Imagens do Céu Profundo – LCO
O projeto Imagens do Céu Profundo – LCO é uma iniciativa do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações (MCTI) que integra o Brasil ao projeto global 100 hours for 100 schools (100 horas para 100 escolas), disponibilizando tempo de utilização de telescópios robóticos de 0.4m da rede Las Cumbres Observatory (LCO) a estudantes, professores e cientistas cidadãos no Brasil . Aos participantes é proporcionada a oportunidade de selecionar alvos e realizar observações astronômicas de maneira remota, com telescópios distribuídos por 6 diferentes sítios ao redor do globo.
A atividade replica parte da rotina da astronomia profissional: gerenciamento do tempo de observação, seleção de alvos, aquisição de dados e processamento de imagens.
O projeto Céu Profundo é parceiro do MCTI nesta iniciativa e participa tutorando os participantes e criando material de apoio escrito e em vídeo com orientações sobre as diversas fases envolvidas na observação – da seleção dos objetos ao processamento final dos dados de imagem – e sugerindo aplicações dos dados em sala de aula dentro das unidades temáticas da Base Nacional Comum Curricular (BNCC2018).
Objetivos do Projeto
A proposta 100 hours for 100 schools é uma iniciativa de alcance global, apoiada por diversas organizações que promovem programas educacionais de astronomia de alto nível, trazendo dados observacionais reais para a sala de aula. O programa segue na esteira da IASC (International Astronomical Search Collaboration), uma iniciativa que provê dados observacionais e treinamento para a detecção de asteroides por estudantes e cientistas cidadãos.
Na proposta 100 hours for 100 schools, equipes recebem 1h de tempo de telescópio que pode ser utilizado para observação de objetos de céu profundo, produzindo imagens coloridas dos objetos observados utilizando programas profissionais, mas gratuitos, de visualização de dados astronômicos.
Não participantes do projeto, ou participantes que tenham esgotado sua cota de tempo de observação não poderão designar alvos para novas observações mas podem criar imagens e desenvolver suas atividades acessando os dados de observações prévias na vasta base de dados livres do LCO em https://archive.lco.global.
O que observar?
A combinação de imageadores de alta sensibilidade equipados com filtros coloridos e telescópios de abertura razoável (0,4m) é ótima para a observação de objetos de céu profundo. Com esses instrumentos nebulosas difusas, galáxias, aglomerados estelares e nebulosas planetárias, sobretudo as mais brilhantes, podem produzir imagens ricas e contrastadas com poucos minutos de tempo de exposição. O campo de visão de aproximadamente 30’x20′ é suficiente para cobrir a extensão da maioria dos objetos de céu profundo mais brilhantes. Para alguns objetos mais extensos (Nebulosa de Órion, Nebulosa da Águia, Nebulosa de Eta Carinae…) pode ser necessário compor um mosaico.
A imagem acima, da galáxia NGC 5128, é um exemplo que explora bem as capacidades dos telescópios de 40cm, ocupando boa parte do campo da câmera e revelando detalhes finos do objeto.
O que não observar?
As câmeras CCD que equipam os telescópios do LCO são instrumentos de alta sensibilidade, projetados para detectar a tênue luminosidade dos objetos de céu profundo. Estrelas muito brilhantes e planetas do Sistema Solar saturam rapidamente os sensores e podem deixar sinais residuais que produzirão imagens fantasmas nas observações seguintes.
Por motivos diferentes, objetos de tamanho angular muito pequeno ou muito pouco luminosos também devem ser evitados. Nesse caso, ou não teremos resolução angular suficiente para revelar detalhes do objeto ou o tempo de observação disponível será insuficiente para produzir uma imagem razoavelmente brilhante.
Podemos revolucionar a astronomia e ganhar um Nobel?
Talvez seja necessário ter um pouco mais de humildade. Os telescópios de 0,4m são excelentes para observações de fenômenos transientes (A rede LCO foi projetada para isso), podendo ser apontados rapidamente para acompanhar uma supernova recém descoberta ou para buscar a contraparte visível de uma emissão de ondas gravitacionais. Sua grande disponibilidade os torna ideais para produzir séries temporais de observação, como as necessárias para determinar trajetórias de cometas e asteroides, na observação de ocultações e no levantamento de curvas de luminosidade de estrelas variáveis (inclusive supernovas)… Estas são observações que requerem bastante planejamento e tempo de observação, ou coordenação com outros observatórios…
Mas as observações de rotina de objetos de céu profundo, com tempo limitado de observação, em instrumentos dessa categoria são bem menos sujeitas a produzir alguma ciência nova. Nesse caso, tamanho é documento. E é por isso que há telescópios com espelhos de 8m e 10m em operação, além de uma nova geração com diâmetros superiores a 20m surgindo no horizonte (o Brasil participa através da FAPESP do GMT – Giant Magellan Telescope – com 24m de diâmetro). Ainda assim, é sempre possível ter a sorte de descobrir um novo cometa, asteroide ou supernova numa destas observações, mas é bom ter em mente que isso não acontece com frequência.
É bom lembrar que muitas das imagens mais populares de objetos de céu profundo que vemos divulgadas são produzidas por telescópios muito maiores. O VLT (Very Large Telescope) do ESO e os telescópios Gemini Sul e Norte tem espelhos de 8m e um avançado sistema de ótica adaptativa que compensa a turbulência atmosférica. O Hubble tem um espelho primário de 2,4m e opera em órbita, sem interferência da atmosfera. Enquanto nós usaremos um espelho primário de modestos 0,4m.
Mas isso não torna o projeto menos empolgante. Estaremos observando a partir de céus realmente excepcionais, incluindo observatórios no Chile, Austrália, Ilhas Canárias e Havaí, e traremos dados científicos reais para as práticas pedagógicas, vivenciando parte da rotina de astrônomos profissionais e produzindo imagens com detalhes que estão muito além do alcance de nossos olhos e ainda nos divertiremos bastante no processo! (E se criarem um Nobel de diversão, certamente mereceremos um!)
Ferramentas:
Para manipular os dados e produzir imagens precisaremos utilizar programas especiais imagens no formato FITS. É um processo fácil, mas que requer o domínio de alguns conceitos que podem não ser familiares para a maioria. Na postagem abaixo apresentamos algumas dessas ferramentas:
Tem vídeo falando sobre isso?
Ler a documentação dos programas e outros manuais pode ser tedioso para a maioria. Ainda assim recomendamos muito essa leitura. Mas também oferecemos um atalho: os tutoriais em vídeo que criamos e disponibilizamos em nosso canal no Youtube. Criamos uma playlist direcionada ao projeto LCO:
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