Quasares,3C 273 e a ilusão mais Distante

              

               Depois de muito tempo sem tentar a sorte na "difícil arte" e ter passado um mês fora de casa e vivendo em uma nem tão pacata cidade histórica em Minas Gerais eu comecei a viajar. Sempre que faço um longa metragem estou, de certa forma, vivendo de Ilusão. Ela é meu ganha-pão. 
            Em Astronomia geralmente se tem a impressão que a matéria é algo real. Mas não é bem assim. Muito do que observamos não é mais o que parece ou mesmo não esta mais entre nós. 
Todos nós sabemos que telescópios são máquinas do tempo. Neles percebemos a luz dos objetos e não os objetos que imaginamos estar vendo .Não são eles que de fato observamos mas seu reflexo. 
            É comum ouvirmos - As estrelas que vemos provavelmente não existem mais. 
Mesmo estando errado é um claro sinal que as pessoas compreendem a imensidão do oceano cósmico, que a luz não viaja em uma velocidade infinita e que as estrelas morrem. 
            O erro delas é simplesmente devido ao fato que as estrelas que podemos observar a olho nu se encontram em sua maioria até 3000 anos-luz da terra. E três mil anos é uma insignificante parcela do tempo de vida de uma estrela. Mesmo a galáxia de Andrômeda, que é o objeto mais distante visível a olho nu, esta a apenas 2,5 milhões de anos-luz de nós. No tempo cósmico continua sendo irrisório. Mesmo estrelas colapsantes e a beira de um infarto fulminante como Eta Carina muito provavelmente continuam e continuarão entre nós por um bom tempo. 
            A matemática e a probabilidade nos diz que das cerca de 6000 estrelas visíveis a olho nu as chances são de 200 para 1 de que alguma delas tenha sumido neste poucos séculos da história humana. Supernovas não acontecem todo dia e menos ainda entre estrelas visíveis a olho nu. 
            De volta ao reino da ilusão posso falar de buracos negros. Eles existem (há muito indícios...) e alimentam muitos dos fenômenos que alimentam este post. Diversos livros nos dizem que eles se formam da morte de estrelas muito massivas e apresentam uma singularidade em seu "centro". Na verdade (ou na ilusão) um buraco negro nunca formou-se para nós. Neste caso a culpa é da deformação do espaço-tempo que os coloca, como Einstein disse, em um outro "quadro de referência" causado por uma gravidade fora dos padrões e de nosso entendimento. Uma estrela hiper-massiva talvez possa "se ver" implodindo em uma singularidade infinitamente densa. Mas como o infinito não habita a mesma escala que a humanidade nós nunca veremos isto acontecer. O tempo vai para no horizonte de eventos (que Hawking anda dizendo por ai que também é uma ilusão ou talvez nem isto) e nós vamos ver uma estrela congelar e para de encolher para sempre. Ou algo assim... Para lá de Volkhof e Oppenheimer reside a ilusão e monstros imaginários. E assim nunca veremos um buraco negro em toda sua negritude e singularidade. Esta além da nossa física. 
            Mas no reino da ilusão existe um outro objeto e este visível. E além do mais o objeto visível mais distante ao alcance de um astrônomo amador. O Quasar. 
            Como é praxe aqui no Nuncius Australis primeiro vamos descobrir do que se trata (ou que se supõem tratar-se) este objeto e qual a sua história. Depois vamos tentar observa-lo.

            E assim fazer Astronomia. 
            A descoberta dos quasares tem o inicio de sua história entrelaçada com o surgimento da radio astronomia.

            A radio astronomia tem um tímido inicio um pouco antes da Segunda Guerra Mundial quando Karl Jansky , um engenheiro nos laboratórios da Bell Telephone Co. , descobriu uma fraca emissão vinda da Via Láctea. Ninguém levou Jansky muito a sério e as pesquisas não prosseguiram. Em 1944 o físico Grote Reber descobriu uma discreta fonte de radio na constelação de Cygnus. Com o fim da guerra e os avanços tecnológicos , especialmente na engenharia elétrica, cientistas desenvolveram bons radio-telescópios. Em 1946 um trio de astrónomos ingleses formado por J.S.Hey, S.J Parson e J.W. Phillips confirmara a descoberta da fonte de radio extragalactica localizada por Reber. Cygnus A.

            Já em 48 , um dos primeiros radio astrónomos de carteirinha, J.G Bolton da Austrália ,confirmou com segurança a existência de Cygnus A e anunciou a descoberta de outras seis discretas fontes de radio. Estas incluíam Taurus A ( a Nebulosa do Caranguejo) e Centaurus A ( associada a galaxia NGC 5128). Estes sucessos inspiraram outras astronômos  e em 1950 o primeiro catalogo "radio-astronômico" foi lançado. Organizado por outro trio de astrônomos ingleses (Ryle, Smith e Elsmore e se tornou conhecido como de First Cambridge Catalog ou 1C. Mas nossos radio astrônomos ainda tinham um longo caminho para aperfeiçoar a arte de determinar com precisão a posição destas fontes de radio nos céus.

            Em 1955 sai o Second Cambridge Catalog. 2C é seu nome para os intímos. Ela contém 1936 fontes e constitui o primeiro levantamento extensivo do céu "radiofônico"... Também com seus problemas ele apresenta varias fontes que não existem.

            Já chegando ao objeto que irei procurar o Third Cambridge Catalog é publicado em 1962. Eu aposto que você já sabe de onde saiu  a sigla 3C 273.  o Catalogo apresenta 328 entradas. Apenas recentemente se chegou aos catálogos 5C e 6C.

            Enquanto nossos radio astrônomos desenvolviam mais e melhores radio-telescópios os físicos nucleares estavam construindo novos e mais poderosos aceleradores de partículas. Os avós do LHC.

            A General Eletrics acabou conseguindo construir um novo tipo de acelerador chamado de Synchroton. Neste eletróns viajam em órbitas circulares em um intenso campo magnético. O acelerador  usa o campo magnético para "injetar" energias nos elétrons e estes conseguem atingir velocidade de até 99% da velocidade da Luz. Olhando pela escotilha do Synchrotron os físicos percebem uma luz intensa sendo emitida. Radiação Synchroton.

            A descoberta desta radiação tem importantes implicações para os radio astronômos. Objetos no céu emitido ondas de radio possuem campo magnético e um monte de elétrons flutuando por ali. Os campos magnéticos de galaxias e nebulosas são muito menos intensos que os obtidos pelo Synchroton ( imagine o LHC...). Mas os campos magnéticos naturais  de galaxias e afins se esparramam por bilhões de anos-luzes cúbicos. Conforme os eletróns destas galaxias espiralam ao redor dos seu campos magnéticos eles produzem radiação synchroton. Mas em comprimentos de onda muito longos. Em ondas de radio.

            Eureka. Descoberta a razão do "ruido de radio" que nossos radio astrónomos primordiais detectam em nebulosas e galaxias.

            A maioria das fontes de radio do catalogo 3C se espalham por uma grande área de céu. como uma galaxia ou uma nébula. Não são fontes pontuais como estrelas. Mas nem todas...

            Falta pouco parra a história nos levarem até os quasares.

            Quatro objetos do catalogo tiveram seu tamanho angular estabelecido e este era bem pequeno. 3C 48, 3C 286, 3C 196 e 3C 147.

            No outono de 1960 , a posição de 3C 48 fora suficientemente bem estabelecida para que os astrónomos no espectro visível do universo ( olha nóis aí...) e armados com um telescópio de 200 polegadas partiram em busca do companheiro otíco da fonte de radio. fotos da região revelaram algo semelhante a uma estrela e Allan Sandage obteve o espectro de nossa estrela. Surpresa . nada semelhante jamais tinha sido visto. A chapa esquenta ainda mais quando observações fotelétricas do "estranho" revelaram que seu brilho variava em períodos inferiores a um dia. . Se algo varia em brilho em menos de um dia significa que ele possui menos de 1 dia-luz. Ou seja a distancia que a luz pode viaja em um dia. Algo ao redor de 27,2 bilhões de km. Parece muito mas em comparação ao tamanho de uma galaxia (mesmo anã) não é nada. Nossa galaxia tem algo como 100.000 anos-luz. Devido a sua aparência quase estelar alguns astrônomos propuseram que que 3C48 fosse um novo tipo de estrela na nossa própria galaxia.

            Finalmente vamos chegar em 1962 e em 3C 273. A esta altura já se havia percebido que  o nosso quasar ( 3C 273 é o nosso quasar , certo?) tinha um diâmetro angular bem pequeno. E por um acaso quase "astrológico"( arghhhh!!!) ele fica situado na constelação de Virgem. Como esta pertence ao zodíaco a lua gosta de passear por estas bandas. E de novo, por uma daquela coincidências que devem ter algo haver com as leis fundamentais do universo, a lua iria realizar não uma mas três ocultações de nosso quasar em 1962 bem em frente ao Radio telescópio de Parkes na Australia.

            Na noite de 5 de agosto de  os astronomos lá reunidos esperavam ansiosos para ver o sinal de radio de 3C 273 ir sendo reduzido gradualmente conforme a lua fosse cobrindo mais e mais o nosso quasar ( ainda sem este título). Isto não aconteceu. Quando a lua chegou a posição em que deveria estar 3C 273 o sinal de radio foi abruptamente interrompido. E meia hora depois ele retornou. Logo trata-se de uma fonte pontual.

Nosos astrónomos sabiam exatamente a posição do limbo lunar no momento da ocultação. E lá reside uma "estrela" azulada de 13a magnitude. ( Na verdade 12.9 e oscilando um pouco...em menos de 24 horas) . Com o objeto localizado e telescópio de 200 polegadas do Monte Palomar a disposição um espectro é rapidamente obtido e lá estão as estranhas linhas de emissão que ninguém consegue identificar. Como estes estranhos objetos parecem uma estrela e não o são passaram a ser chamados de quasi-stellar objects.  Daí para quasar foi um pulo. Na verdade foi obra do astrônomo chino-americano Hong Yee Chiu que em um paper de maio de de 1964 no Phisics Today disse mais ou menos assim;

" Até agora, o desajeitado nome de quasi-stellar radio sources  vem sendo usado para descrever estes objetos . Porque a natureza destes objetos é inteiramente desconhecida  é difícil preparar uma nomenclatura curta e apropriada que descreva suas propriedades essenciais de forma obvia. Por conveniência , a forma abreviada "quasar" será utilizada neste paper".

                O Dr.M. Schimdt do Calthec  conseguira um espectro da "estrela" associada o quasar. Era 1963 ainda. Algo que tornava a analisa destas estranhas linhas obscura era a assunção de que 3C 273 estaria dentro de nossa galaxia. Isto implicaria que o redshift ( desvio para o vermelho) destes seria muito pequeno. Analisando o espectro o Dr. Schimdt achou as tais quatro linhas de emissão já citadas. Embora tais linhas nunca tivessem sido vistas nesta parte do espectro elas pareciam familiares a  Schimdt. Na verdade os seus comprimentos de onda apresentavam a mesma razão que se seria de esperar da ordinária e familiar linhas do átomo do hidrogênio ( elétrons saltando da terceira , quarta, quinta e sexta orbita para a segunda). Schimdt então , de forma valente, sugeriu que estas misteriosas linhas eram do hidrogênio. Só que desviadas enormemente para o vermelho. Seus esforços foram rapidamente coroados pelo sucesso. O redshift de 3C273 cor respondia a 16 por cento da velocidade da luz. Nada dento de nossa galaxia se move tão rápido em relação a nós.

            Logo se descobre que o redshift de 3C 48 cor responde a 37 por cento da velocidade da luz.   A seguir  se descobre que o redshift de 3C 147 é de 55 por cento. Anteriormente  a estas descobertas o maior redshift conhecido pertencia a 3C 295. esta uma galaxia que também é uma forte fonte de emissões de radio.  Logo tornou-se claro que quasares apresentavam os maiores redshifts do universo conhecido . Estamos nos anos 60.   

            Alguns anos depois centenas de Quasares haviam sido descobertos e suas principais propriedades estabelecidas. Eram elas: Eles se parecem exatamente com estrelas, sua cor é azulada, são fortes fontes de radio, apresentam grandes desvios para o vermelho ( redshifts) e muitos apresentam rapida variabilidade ótica e nas  emissões de radio.

            Nos anos 70 há uma rápida sucessão de recordes e cada vez são descobertos diversos quasares com redshifts superiores a 90% da velocidade da luz.

            Os imensos redshifts dos quasares levou a grandes discussões a respeito de sua natureza. Uma das mais curiosas explicações foi obra de Halton Arp. Ele desenvolve uma interessante (embora completamente equivocada) hipótese apresentando quasares como "descendentes" de galaxias . Esta expeliriam Quasares ao longo de seu processo evolutivo. Um interessante conceito que ele desenvolve é que redshifts nada tem haver com distancias. Eles seriam particularidades de diferentes estruturas do universo. è evidente que ela sempre simpatizou com o Modelo de Universo chamado de Steady-State . Hoyle agradece...

            Foi necessários muitos anos até que os quasares fossem compreendidos como uma espécie das chamadas galaxias de Nucleo Ativo.  Devido ao nosso angulo de mirada o que percebemos é a energia emitida devido a acreção de material em buracos negros super maciços no núcleo de galaxia distantes . Como a luz não escapa do buraco negro central nestas galaxias a energia que escapa ( e que percebemos) é gerada antes do Horizonte de eventos pelo estresse gravitacional e devido a intensa fricção do material que esta sendo consumindo pelo quasar.  Quanto mais diretamente estiver apontado este jato relativistico para nós mais brilhante será o Quasar. Dependendo da posição poderemos percebe-lo como um Blazar ,uma radio Galaxia, uma galaxia Seyfert etc... Fotos atuais comprovam a natureza dos quasares e cia. LTDA.. Se percebem galaxias ao redor dos mesmos. (pelo menos da maioria...). São todos núcleos ativos de galaxias percebidos de forma distinta devido a posição em relação a nós: os observadores....

            Os mecanismos envolvidos e toda a história acima sustenta porque os quasares são formas anciãs e ( uma licença poética...) espíritos de um universo primitivo pois a produção de energia termina quando um buraco negro super massivo consome todo o gás e poeira próximos. Desta forma o provável que a maioria das galaxias ( a partir de uma massa minima) tenham passado por uma fase ativa e que seus antigos quasares assombrem outra galaxias em outro lugar no espaço- tempo. 

            Mas vamos em busca de nosso fantasma. 3C 273.

            É o DSO mais distante ao alcance de um astrônomo amador com um telescópio pequeno. Brilhando com Magnitude 12,9 e com um brilho de superfície alto ele estará ao alcance de pequenos telescópios. Nunca o consegui ver com meu refrator de 70 mm . Mas existem registros de observações com telescópios de 75 mm. Independente de seu telescópio o nome quasar será obvio. É rigorosamente igual a uma estrela apagada.

            Em minha caça ao fantasma me armei com o Newton ( um refrator de 150 mm) e depois de muito sky hooping cheguei até ele. É um exercício de paciência mas totalmente factível. O Quasar é a estrela mais apagada no campo. O desenho abaixo deixa isto bem claro.

            Realizei dois caminhos . Partindo de Porrima e Partindo de Zaniah. Ambas no corpo de Virgem. De Zaniah é mais fácil. Ensaie a navegação com a ocular que você vai usar utilizando o Stellarium. Eu usei minha 26 mm.  Repara no detalhe da Ocular na captura de tela abaixo.

           As duas estrelas entre 9 e 10^a magnitude no canto direito da ocular ( a mais fraca com uma pequena companheira mais fraca ainda ) ,mais uma companheira formam um triangulo  que é evidente no sketch que realizei. São os faróis para localizar o quasar. Cuidado para não confundi la com a estrela de 10^a  magnitude logo acima do quasar.  

            Não percebi nenhuma coloração azulada como esperava. Na verdade se percebi algum desvio foi mais para o vermelho.

            O alvo merece céus escuros e estar bem alto no horizonte. De preferência no momento que cruzar o meridiano.

            É um clássico. Um alvo para "conquistadores do inútil" sérios e dedicados. Vai se parecer uma pequena estrela que se apresentará melhor com visão periférica. Ela  perdida entre outra estrelas mais brilhantes que ela. E não será uma estrela. E nem "existe" mais...

            Mas é o objeto mais distante e antigo que você poderá ver com um telescópio amador.  

M 13 : O Grande Aglomerado de Hércules e "Ne Plus Ultra"

       

 

                 Apesar da estação ser completamente contraria as pretensões observacionais deste post eu não consegui resistir e queimei a largada. Em uma visita a casa de minha mãe me deparei com a velha coleção completa de Monteiro Lobato que durante toda minha infância ocupou uma das prateleiras no escritório de meu avô. Despretensiosamente escolhi um daqueles livros de capa dura e  marrom e paginas já amareladas pelo tempo e me deparei com a versão Tupiniquim dos Trabalhos de Hércules.

                Para aqueles que não mais lembram quais foram exatamente estes farei uma rápida revisão.  Estrangulou o Leão de Neméia ( que também virou constelação), Matou a Hidra de Lerna, alcançou a Corça de Cerineia ,Capturou o Javali de Erimanto, Limpou os currais do rei Augias, matou as Aves do Lago Estínfalo, Montou o Touro de Creta no primeiro rodeio descrito, Castigou Diomedes ,  Matou o gigante Gerião,  colheu os pomos de ouro ,Venceu as Amazonas e (ufa...) trouxe do mundo dos mortos o cão Cérbero.

                A estrela Alpha de Hércules é Ras Algheti , uma das mais brilhantes variáveis irregulares do firmamento, de cor avermelhada e com sua magnitude variando entre 3.1 e 3.9. Seu nome deriva da frase Arabe " Ras al Jathiyy" ( A cabeça daquele ajoelhado).

                O "ajoelhado" é , evidentemente, a grande figura do antigo e poderoso herói grego e semideus Herácles, o Hércules dos Romanos.

                Este padrão de estrelas foi um dos primeiros a ser definido e nomeado. Desde tempos muito remotos foi identificado com grandes heróis ou deuses. Na Babilônia era associado ao obscuro  Deus-Sol Izdubar , ao grande caçador Nimrod e ainda com Gilgamesh.  Para os  antigos Fenícios (uma potencia marítima)  a figura representava o deus do mar Melkarth.

                Burnham e seu clássico " Celestial Handbook" apresenta diversas representações da figura em uma série de moedas que cobrem um longo período histórico e as histórias associadas a cada uma destas moedas. Em uma das passagens mais curiosas ele apresenta uma moeda cunhada a partir de 126 A.C. que representa este hibrido entre Hwrcules e Melkarth e que seriam o tipo de moeda da história das trinta peças de prata envolvendo Judas.

                A História de Hércules   propriamente parece ser uma colagem de Mitos . Ele  se apresenta para nós como uma combinação de divindade que gradualmente assume os atributos ou ganha os créditos de outros heróis antigos. Segundo a lenda grega em Tebas pouco antes da guerra de Tróia. É filho de Zeus com a mortal Alcmene o que leva ao ciume e a inimizade de Hera. Curiosamente seu nome parece significar " A Glória de Hera". Mas na velha tradição grega seu nome de batismo seria Alcides. Ele era Bisneto de Perseu e desde de a infância apresentou uma força sobre-humana.

                Alguns livros sugerem que seus doze trabalhos tem uma relação simbólica com os signos Zodiacais.

                De seus doze trabalhos eu considero o décimo como o mais representa tivo para este nosso post. Em sua missão para superar o Gigante Gideão Hércules atravessa o Estreito de Gibraltar onde se erguem os Pilares de Hércules ( Hoje mais conhecidos como o Monte Musa ou Acho no lado africano e o Rochedo de Gibraltar no lado europeu)  . O Limite oeste do então " Mundo conhecido".  Nas cartas medievais o local era tradicionalmente marcado com a Legenda "Ne Plus Ultra" significando ' Nada Mais Além". Posteriormente , com a descoberta das Américas , a Espanha querendo demonstrar seu poder e influencia substitui esta legenda em seus mapas por " Plus Ultra".  

                  Hércules era imortal mas acaba aceitando a morte para cessar o sofrimento causado por um robe envenenado com o sangue do centauro Nessus. E Assim foi levado aos céus , perdoado por Hera e casou-se com a filha desta  Hebe.

                Como não poderia deixar de ser ele se apresenta no firmamento em sua tradicional pose ajoelhada com seu pé esquerdo ( Iota Hércules)  sobre a cabeça do Dragão ( outra constelação...)  sua cabeça indicada por Alpha Hércules e sua clava erguida indicada por gama e Beta. Para observadores modernos a constelação é mais reconhecido pelas quatro estrelas que formam um quadrado  são Epsilon , Zeta , et e Pi.  A formação é conhecida como "The Keystone " e é um asterismo que embora não possua estrelas extremamente brilhantes é facilmente percebido de  céus suburbanos. Em áreas de extrema poluição luminosa demanda muita tenção para ser localizado.   

                De qualquer forma é ele que vai nos levar "Plus Ultra ".No Caminho do Céu profundo Hércules vai nos levar muito além de onde Aratus , Eudoxus e seus biógrafos poderiam jamais imaginar.

                M 13 é o Globular por excelência dos céus boreais. Nada que se aproxime das maravilhas aqui do sul. Mas para mim ele recebe um honroso 4^o lugar ( sendo derrotado apenas por Omega Centauro, Tuc 47 e M22. )

                A melhor estação para se observar M13 é durante o inverno. Localizar o  " Keystone" em céus urbanos pode ser um pouco delicado então localize Vega e Arcturus. Imagine uma linha ligando as duas e divida esta em terços . No primeiro terço próximo Arcturus você vai localizar uma fraca porém visível constelação da Corona Borealis. Lá você vai localizar a brilhante estrela Alpheca. então localize o ponto central da Linha que liga esta a Vega. Com atenção você vai perceber as quatro estrelas que formam o quadrado ( mais para um trapézio...) que formam o "Keystone.  Daí é só localizar as duas estrelas mais a oeste deste asterismo ( Eta e Zeta) e dividindo a linha que as liga em quatro partes o Globular vai se encontrar no primeiro quarto mais ao norte ( mais próximo a Eta) . Olhe o mapa e até mesmo por tentativa e erro você vai localizar M 13 . É facilmente percebido pela buscadora e em locais de céu escuro é notado mesmo a olho nu . O globular vai se apresentar para pequenos telescópios como uma bola de luz com o centro mais brilhante que as bordas e estará flanqueado pôr duas estrelas de 7^a  magnitude. A parte mais central é responsável por apenas 1/5 do raio total do aglomerado. Um telescópio de 150 mm vai começar a resolver estrelas nas bordas do mesmo. Grandes telescópios poderão perceber as "Hélices de M13" que consistem em uma justa posição de estrelas mais brilhantes no próprio aglomerado que dão a impressão de hélices sobre um motor radial. Lord Rosse e seu Leviatã ( o maior telescópio de seu tempo) foi o primeiro a notar tal caracteristica. Ha registros de observação da Hélice com telescópios de 200 mm e até mesmo 150 ( achei um desenho realizado com um 150 mm por Jeremy Perez. Acho que ele utiliza também de sua memória na obra...). Me parece otimista e a maioria dos autores acham que só é possível ( mesmo assim em noites muito especiais ) perceber a estrutura com telescópios de no minimo 300 mm. Eu percebo claros indicios da mesma em foto que fiz com o Newton ( Meu refetor de 150 mm f8).

25 exp. X 25 seg Newtoniano 150 mm Canon T3 ASA 3200 Drzzle de 3X

            

Outra visão do "propeller". 

                     Este aglomerado Globular possui a estimativa de conter mais de um milhão de estrelas. Sua parte central possui um diâmetro de 100 anos luz e ele se localiza a 25.000 anos luz de distancia de nós. Grandes telescópios tem sido capazes de resolver cerca de 30.000 estrelas em sua margens. Em sua região central ele é tão denso que não é possível detectar estrelas individuais em meio a multidão. O termo denso deve ser entendido como estrelas  a cerca de um décimo de anos luz uma das outras. Suficientemente distantes para que colisões não sejam tão comuns. Não achei documentação sobre Blue Stragglers em M13 embora exista entre suas estrelas uma estrela azul. Mas diversas fontes indicam-na como uma estrela capturada. . Assim como a maioria do globulares M 13 é tão antigo quanto a galaxia e possui mais de 10 bilhões de anos.

                O primeiro registro de M13 foi realizado por Edmond Halley ( o do cometa...)  em 1714 e o mesmo adentrou o Catalogo Messier em 1 de Junho de 1764.

                M 13 foi escolhido para enviar-se um sinal de radio em busca de civilizações alienígenas. Mas infelizmente o sinal mandado vai chegar ao local errado. Já que ele não estará mais lá quando o sinal chegar. Foi mais uma demostração tecnológica do que propriamente uma tentativa real de contato.

                M 13 é um gigante assim como Hércules. Um Globular a altura da constelação onde habita.

    

Brincando no Deep Sky Stacker

O Deep Sky Stacker é um software gratuito capaz de empilhar e alinhar fotografias astronômicas. Em ultima instancia ele oferece ferramentas capazes de melhorar a razão sinal ruido de suas fotos. Sua utilização não é complexa mas este oferece muitas possibilidades e me recordo das surras que levei dele aé conseguir obter resultados ao menos decentes.

                O Deep Sky Stacker ( DSS) é mais exigente que outros programas que realizam "stacking" ( empilhar e alinhar...) gratuitos . Me refiro especialmente ao Rot and Stack. Suas fotos ( Light Frames) devem ter um minimo de qualidade e um alinhamento polar ao menos digno . Caso contrario você deverá trabalhar com um limite ( threshold) muito baixo e sua fotos podem se transfirmar em rabiscos superespostos sem nenhum valor.. Ou ele tembém pode lhe mandar uma mensagem avisando que só um frame foi aceito e que não será realizado nenhum stacking...

                Como o ócio pode ser um momento adequado para se produzir algo achei que depois de 1 mes sem trabalho era chegada a hora de fazer uma apresentação decente do DSS e de minha experiencia com este. Como já contei por aqui parece que Moira e Mania são primas irmãs e dependendo da fonte a mesma pessoas. E assim ambas madrinhas do Nuncius Australis.e posse destas e com muito tempo sobrando testei diversas da possibilidades do DSS.

                Para tal capturei diversas fotos que servirão de "grupo de controle" paa nossas experiências

                Foram capturadas 11 fotos com 10 segundos de exposição em ASA 6400. E 3 dark frames para este set up.

                Depois fiz mais 11 fotos com 20 segundos de exposição em ASA 3200. E 3 Dark frames para estas. É importante frisar que existe uma lenda que o numero de darks deve ser igual ao de lights. Mas para este teste isto não se faz necessário. 

10seg 6400 asa                                                 20 seg 32200

                     Não capturei nem flat e nem bias frames.

                 Eu preferi as fotos realizadas com 3200 ASA . Apesar da exposição mais longa eu percebo menos ruido que com 6400 asa. Quanto as estrelas elas não chegam a ser pontuais em nenhum dos casos. Atribuo o fato a um alinhamento apenas razoável . Mas também percebo que preciso melhorar a colimação

                E comeste material parti para o DSS.

                ...

                1) Em primeiro lugar você deve importar as fotos para o DSS (Abrir suas fotos no canto superior esquerdo. )

      

              2) Depois carregue os Dark frames. Estes são fotos feitas com o telescópio fechado e servem para que o DSS calibre suas fotos e também são utilizados para definir o que é sinal e o que é ruido em suas fotos. E assim melhorar a relação sinal ruido destas. 

               3 ) Uma vez com suas fotos carregadas você vai clicar em "verificar tudo" e em  depois em" registrar fotos que foram verificadas" e se abrirá o menu principal.

                    4) Clique na aba Avançado e acesse o controlo de limite do DSS ( Threshold) . Se você o colocar no minimo ele vai "empilhar qualquer coisa . Mas é provável que o resultado seja desprezível. Já se apostar em um valor muito alto é provavel que ele recuse a maioria de suas fotos. Eu geralmente atribuo entre 5 e 10%. Dependendo da qualidade das fotos que tenha capturado. 

             5)De volta ao menu principal clique em parâmetros de integração . Na aba Resultados serão apresentados as possibilidades de alinhamento . São estes Standart , Mosaico e Intersecção. 

                Abaixo eu apresento fotos comparando o resultado obtido com cada um dos métodos em ambos os grupos de controle.

standart

Mosaico

Intersecção

                Eu costumo achar o resultado do modo Intersecção geralmente melhor...

                Agora que já apresentamos os resultados gerais e as formas de empilhar vou apresentar  a aba light. Ela vai determinar como o DSS vai realizar a integração de seus light frames  na luta para melhorar a razão sinal ruido...

                Como eu , de forma arbitraria, achei os resultados obtidos com as fotos de 20 seg e 3200 asa estes stackings serão apresentados como exemplo.

                6) Com a Aba Light aberta surgirão diversos modos de integração : Proporção, Media, Mediana Kappa- Sigma Aparando , Auto Avaliação de Proporções Adaptadas, Proporções Avaliadas de Entropia ( HDR)  e Maximo

      7) Modo de Integraçao Proporção- Este e um metodo simples. A media de todos os pixels e por cada pixel.

       8) Média-Este e o método usual quando se utilizam os masters dark criados, flat e offset/bias. O valor mediano de cada pixel integrado e calculado por cada pixel.

     9)Kappa Sigma Aparando- Este e o método usado para eliminar literalmente o desvio dos pixels. Dois parâmetros são usados: numeros de interacções e o uso do desvio stand-normal que e multi plicativo (Kappa).

   10)Mediana Kappa Sigma Aparando- Este método e parecido ao Kappa-Sigma Limado, mas em vez de rejeitar os valores dos pixels, substituo-os por uma media de valores.

   

         11)Auto avaliação de proporções adaptativas - Esta avaliacão da proporção e adaptada do trabalho de Stetson.

Este método calcula a consistente proporcao obtida por interatividade analisada de cada pixel desde o desvio  padrão comparativamente ao desvio standart criado.

         12) Proporções avaliadas Entropia (HDR)- Todas as descrições 

com relação aos métodos de integração aqui descritos são extraídas do manual Do Deep Sky Stacker. Na descrição dos parâmetros utilizados para oStacking no modo HDR ele diz o seguinte: Este método e baseado no trabalho de German, Jenkin e Lesperance (veja Entropy-Based image merging - 2005) usado para integrar as fotografias harmonizando-as mantendo em cada pixel a melhor dinâmica.

É particularmente importante quando se integram fotografias com diferentes tempos de exposição e diferentes Velocidades e Sensibilidades ISO, numa enorme riqueza de informacão logarítmica. Usando este conhecimento, evita-se queimar o centro das nebulosas e galaxias.

Nota: este método exige uma intensa aplicação da memoria e do processador do CPU.

         Devido a explicação do manual  achei uma boa idéia fazer um teste. Empilhei o conjunto total dos grupos de controles. Assim a foto abaixo é fruto do stacking de 11 fotos de 10 seg. e 6400 asa + 11 fotos de 20 seg. e 3200 asa+ 3 Darks de 20 seg. 3200 asa+ 3 darks 10 seg.6400 asa.  HDR parece funcionar embora o resultado seja "diferente"... 

              14)Diversas outra abas existem . Na aba dark você vai determinar o modo de integração para gerar seu dark frame que será subtraído de seus light frame s e assim melhorar a razão sinal ruido. 

                15) As outra abas são mais burocráticas e eu não pretendo me estender o assunto.

                16) A 1^a foto gerada pelo procedimento de stacking será um tif de 32 Bits. Ela vai lhe parecer muito exposta. Não se preocupe. você vai gerar um outro arquivo TIF de 16 bits onde através de ferramentas do próprio DSS você ajusta a foto. 

     

            17) Olhe o Historiograma e usando os controles deslizantes a esquerda "desça " os registros RGB na curva.  E perceba que as coisa melhoram bem....

        18) geralmente eu dou uma ajustada no contraste ainda no DSS. Entre 15 e 20% darão mais colorido as estrelas. As vezes pode gerar um desvio para o Magenta meio estranho..

      .O DSS é uma poderosa ferramenta e apresenta muitos recursos . Exprimentar não faz mal a ninguém. Espero ter apresentado alguns de seus recursos e manias. As fotos obtidas no DSS ainda podem percorrer um longo passeio no pós processamento. O Photo Shop é um parceiro característico.

                Eu tenho tentado utilizar o minimo de pós processamento e maquiagem nas minhas fotos. E assim tenho utilizado cada vez mais somente o DSS na produção das mesmas.

Ngc 6025 - Alinhamentos e Blue Stragglers

             

          Alinhamentos planetários são ocorrências relativamente comuns e não tem nada a ver com as tais leis fundamentais do universo . Mas já me acostumei a ter amigos e amigas levantando questões de cunho astrológico sempre que eles se anunciam. Faço ouvidos moucos e em geral gosto de dar uma olhada. O encontro seria a Lua , Marte e Saturno

             Desta forma acabo juntando todos os badulaques necessários para fazer algumas fotos. 

             E assim logo após perceber que Saturno já ia se esconder sai a caça de algo mais sério. Em pouco segundos estava com Ngc 6025 em quadro. Rapidamente fiz varias fotos. Algumas com 6400 asa e outras com 3200. Mas isto é papo para outro post. 

            

              Ngc 6025  é  um dos mais chamativos aglomerados abertos do céu austral. Ele é facilmente localizado em se prolongando uma linha imaginaria que liga Beta a Alpha Centauro e a Prolongando rumo a leste. Outra opção é localizar Beta Tiângulo Australis e ele se encontrará pouco mais de meio campo de buscadora (3^o) norte- nordeste da mesma. Ele localiza-se na fronteira entre esta simpática e antiga constelação com Norma, a régua. A segunda uma das constelações criadas por Lacaille nos céus do Sul. Triangulo Australis é uma constelação facilmente visível e  Atria ( Alpha TriA ) é circumpolar no Rio de Janeiro. Mais ao sul toda a constelação nunca se esconde abaixo do horizonte...Seu desenho é  composto por  três estrelas de magnitude semelhante e facilmente percebidas a leste do Centauro.  

                     

                O grande aglomerado cobre uma área de mais de 15 ´ de diâmetro e é facilmente percebido como um esfuminho em qualquer buscadora.  Na minha 9x50 ele chega a revelar sua natureza e em muito se assemelha a descrição realizada pelo Abbe Lacaille em seu catalogo ( Três pequenas estrelas cercadas por nebulosidade). Ele realizou o registro em 5 de março de 1752. Dali um ano e três dias ele deixaria a Cidade do Cabo a bordo do  Le Prusieux  tendo realizado o maior levantamento dos céus austrais de seu tempo e para nunca mais voltar.

                Me recordo de perceber 6025 claramente como uma pequena bola de algodão a olho nu nos escuros céus das Anavilhanas. Sua estrela mais brilhante HD 143448 brilha com magnitude 7.1 e nunca a consegui perceber a olho nu. O´Meara propõe este desafio mas ele mesmo nunca conseguiu realizar o feito. A magnitude aparente do aglomerado é de 5.1 (Cartes du Ciel , Stellarium e diversos autores) .  O mesmo O´Meara sugere uma magnitude de 5.5 mas admite que ele passa bem baixo no horizonte do Hawaii. Eu acho o aglomerado bastante brilhante e concordo com 5^a magnitude sem medo de ser feliz.

                Observado pelo Newton ( refletor de 150 mm) o aglomerado se resolve plenamente e não deixa duvidas sobre a ausência de nebulosidade. A imagem que vejo em muito lembra a descrição de Dunlop em seu catalogo realizado em Paramatta , Austrália em 1827 :

" Lacaille descreveu este como três pequenas estrelas em linha com Nébula. Nenhuma nebulosidade existe na região. Um grupo de cerca de vinte estrelas de magnitude variada, formando uma figura irregular com 5´ a 6´ ..." 

                Dunlop também o situa na Via Láctea e alega que esta seria a nebulosidade que se poderia perceber na região.  Nas fotos que fiz percebe-se claramente as estrelas de fundo e de frente contaminando o campo e podendo simular alguma nebulosidade.

                Ngc 6025 apresenta algumas particularidades que tem grande interesse cosmológico e astronômico.

                O aglomerado é relativamente bem estudado e ao longo das pesquisas a distancia pouco variou mas ele foi ""remoçando aos poucos . Em 1971 foi estimada uma distancia de 2.900 anos luz de nós e uma idade de 100.000.000 de anos ( Feinstein). Quatro anos depois ele se afastou um pouco e  foi parar a 3.000 anos luz e com apenas 90.000.000 de anos nas contas de Killambi. Grosso e Levato (2011) o mantem a praticamente a mesma distancia ( 3.100 anos luz ) e atribuem 84 milhões de anos ao mesmo.  Sem tomar partido e consultando diversas fontes eu diria que 2700 anos luz e 90.000.000 de anos são valores bastante razoáveis...

                                   

                Eu conto algo entre 27 e 34 membros  visíveis na ocular. E pelas fotos cheguei  próximo a 50 . Archinal nos dá 139 membros espalhados por 15´de diâmetro e isto representa 11 anos luz . Sua idade torna 6025 contemporâneo das Plêiades ( M45) em Touro.

                Mas é a estrela mais brilhante do aglomerado que o torna extremamente interessante. Ela é um excelente exemplo para um dos caminhos mais recentes na teoria de evolução estelar e é a estrela retardaria Azul ( Blue Straggler) mais fácil de se observar que eu conheço.  

        HD 143448 é classificada na seguinte classe espectral como  B1. 5 V.  Uma estrela variável e que também é chamada de MQ TrA.

                               

                                                                 HD 143448 é a estrela a esquerda mais brilhante.

                Estrelas retardarias azuis seguem um caminho diferente das outra no diagrama H-R . Elas se comportam como mais jovens do que deveriam ser. Se recusam a abandonar a sequência principal mesmo que outra estrelas de massa semelhantes a elas e que pertencem ao mesmo aglomerado ( e que assim deveriam ter a mesma idade)  já tenham cantado para subir e já se encaminhem para etapas posteriores nos caminhos mais comuns da evolução estelar.

                Existem algumas hipóteses porque elas se comportam assim e como elas , como alquimistas cósmicos, simulam um "Elixir da Eterna Juventude".

                A mais obvia é que elas teriam se formado depois das outra estrelas no aglomerado. Há poucas evidencias que sustentem isto e parece pouco provável que em milhares de aglomerados estudados o comportamento não pareça comum. Especialmente em aglomerados abertos as estrelas geralmente são da mesma geração... E elas são mais comuns em Aglomerados globulares.

                Outra possibilidade é que estas sejam estrelas de campo ou estrelas capturadas e não verdadeiros membros do aglomerado. HD 143448 é arqui inimiga desta hipótese e séria candidata a carrasca da idéia.  Outro fato que atrapalha esta possibilidade é que "blue stragglers" geralmente estão em áreas centrais dos aglomerados aos quais pertencem.

                A ideia mais aceita é que elas são fruto de dois processos distintos e que envolvem duas estrelas. Seriam elas causadas  por colisão entre duas estrelas . Ou por transferência de massa entre duas estrelas.

                As colisionais seriam formadas por estrelas binarias  em um processo de fusão. A fusão destas criaria uma estrela mais massiva e que se fosse  formada simultaneamente com as estrelas originais do aglomerado já deveriam ter evoluído para fora da sequência principal. Como retardarias azuis são mais comuns em nas áreas mais densas de aglomerados e especialmente junto aos núcleos de aglomerados globulares as coisas parecem se encaixar. como há mais estrelas e menos espaço as colisões são mais comuns. O calculo de colisões esperadas em globulares é consistente com o numero de "Blue Stragglers".

                As surgidas por transferência me lembram um pouco um processo comum em supernovas. Mas nem tudo é o que parece ser. Neste processo uma estrela mais massiva de um sistema binário evoluirá primeiro e conforme "incha" e "transbordando" sua massa acaba sendo rapidamente transferida para sua parceira menos massiva e assim se explicaria a presença de uma estrela mais massiva ainda na sequência principal. Há evidencias químicas na fotosfera de "blue stagglers" que corroboram com esta hipótese.

                Ngc 6025 é uma das mais belas jóias da coroa austral. E um excelente exemplo da categoria III do Catalogo Lacaile.

                E é ainda um curso relâmpago em evolução estelar. 

Ngc 5316 contra a Supermoon.

           

                Ninguém em são consciência escolheria um dia de Supermoon para caçar DSO´s. Especialmente um que há anos vem sendo uma pedra em seu sapato.

                  Logico que eu não poderia perder esta oportunidade.

                Pensei logo em um título bacana. Ngc 5316 contra a Super Lua. Me recordou na hora aqueles filmes classe B do tipo Crocossauro versus Supershark. Coincidentemente iria passar na TV um clássico do gênero e que eu tinha me comprometido a ver.

                Cowboys e Aliens.

                Este um filme B mas com orçamento de filme A. Não faz um ano que trabalhei com o fotografo deste marco da cinematografia.  Seu nome é Matthew Libatique e carrega em seu currículo títulos mais nobres. Entre outros "Black Swan" e "Requiem para um Sonho".  Queria ver se ele tinha feito a vida de seu Gaffer Yankee tão dura quanto a minha. Creio o cara foi democrático. Ambos ralamos para c...

                Com meu roteiro traçado parti para o primeiro plano.

                Aqui em casa sempre se começa pelo alinhamento polar. Apesar de minhas suplicas o telescópio nunca fica parado onde deveria estar na Stonehenge dos Pobres... Como sempre não é possível realizar o drift com apenas uma janela de ceu. E assim utilizo novamente Atria (Alpha Tri Australis) para me iniciar na busca.

                Devo me contentar com um horário vespertino e aproveitar até as 21:00 horas para realizar minhas fotos. De preferência antes da cara metade chegar do trabalho e enquanto a minha filha faz seus deveres de casa. E claro que a tempo de ver o filme...

                Eu estava decidido a localizar Ngc 5316. Um pequeno aglomerado aberto bem próximo a Beta Centauro. Já tinha tentado isto diversas vezes . Sempre sem sucesso.

                Na verdade este pequeno aglomerado já foi causa de confusão entre a nobreza astronômica. Ele situa-se entre Beta Cen e Ngc 5281 ( O Aglomerado deCheshire). Eu mesmo já tentara descobri lo e acabei por encontrar seu colega. Em seu "Southern Gems" O´Meara conta da confusão entre este e 5316 propriamente dito.  5281 é uma descoberta de Lacaille. e pela sua descrição permiti-se a duvida de que um seja o outro ( confuso?). Mas com uma analise atenta e procurando-se por diversas fontes parece acima de qualquer duvida que o objeto que procuro esta noite é uma descoberta original de Dunlop. Trata-se da entrada de numero 238 de seu catalogo.

                E apesar da Supermoon e da forte poluição luminosa eu rapidamente localizei (novamente) 5281. É sempre assim. Ele é muito mais evidente que a vitima de hoje. creio que com as modestas lunetas de Lacaille ele nunca tenha posto a vista em 5316.  Trata-se de uma jóia das mais discretas da Coroa Austral. Mas muito delicada.

                Acha-lo foi uma tarefa ingrata e houve um momento que achei que a Supermoon venceria o duelo.

                Inicialmente tentei localiza lo "dançando"com o telescópio. É um método que muito utilizo mas de eficiência controversa. Simplesmente solto todas as travas do   telescópio , tanto de AR com de declividade,  o "abraço  e o "carrego pelo salão " enquanto namoro a buscadora. Em áreas interessantes ou em caso de alguma suspeita continua a dança utilizando a ocular de 26 mm. 

                Desta forma suspeitei ter me deparado com algo. Me parecia um campo estelar mas de qualquer forma achei que valeria o esforço e fiz algumas fotos. Serviria ao menos para eu localizar a região que eu me encontrava depois de tanto bailar. Fotos feitas e uma visita ao site da Astrometry vi que estava longe de onde deveria e que Ruprecht 17 seria a vitima a se procurar por ali. Baila-se eu mais um pouco teria achado o que eu não procurava.

Procurando... 10 X 25 seg+ 5 darks. DSS

                Como não restam muitos DSO´s fáceis para serem localizados da Janela da Stonehenge dos Pobres tenho feito deste sistema um habito. Primeiro busco pela região próxima a vitima. E com o auxilio do Astrometry e do Cartes du Ciel  eu faço uma localização inicial .. E deste ponto parto para o star Hoop. O Cartes du Ciel é muito mais eficiente para este processo que o Stellarium. Principalmente por identificar as estrelas utilizando o Catalogo HD. Assim como o Astrometry. Além de ter uma biblioteca de DSO´s muio mais completa que o Stellarium.

                Resolvo  voltar ao telescópio .Desta vez de uma forma menos romântica e mais metódica . Com Hadar centralizada e com a 25 mm calçada no telescópio faço um ensaio do caminho utilizando o Stellarium Que para isto é superior ao CdC. Afinal é só indicar qual ocular você esta usando e ele se comporta exatamente como o telescópio em questão. Deveria deixar Hadar ( Beta Cen) no canto inferior esquerdo da ocular e dar um pequeno "Hoop" para leste. E voilá . Tivesse feito isto ha muito tempo e eu não teria conhecido Ngc 5128.

                Ngc 5316 é um pequeno aglomerado aberto. Sua classificação Tumpler nos diz assim II 1 p . Ou seja , relativamente pobre , destacado e com estrelas de magnitude semelhante. Mas ele é bem mais charmoso do que pode aparentar pelo categorização feita por Ruprecht em 1975.  Suas estrelas são pequeninas e fracas . Mas são bem unidas e apresenta um interessante colorido. Diversas gigantes vermelhas já  habitam o aglomerado que possui por volta de 120 milhões de anos.  Ele se encontra  a aproximadamente 3800 anos luz de nós.

                Com as péssimas condições para observação ele não dá nem sinal de existência na buscadora. Se tornara um objeto fotográfico. Mesmo com a 17 mm como ocular ele só se apresenta com periférica com algumas estrelas flicando no campo. Bem discreto mesmo. Quanto olhei a primeira foto fiquei até surpreso com sua área ( 15´) . Ao vivo parecia muito pequeno...   certeza que em condições mais "humanas" o aglomerado será uma bela visão na ocular . Bastante com condensado e com pequenas estrelas formando um belo campo.... A esquerda das fotos podemos perceber HD 121454. É uma boa escolha para ser sua guia.

                Fiz apenas 3 exposições de 25 segundos e com o aglomerado meio fora do esquadro. depois de tanto lutar para acha-lo sua posição já ia extremamente baixa.  Fiz mais alguma fotos com este melhor centralizado mas ele já ia tão baixo no horizonte que começara a se apagar.

3 X25 seg+ 3 Darks . Deep Sky Stacker

Ngc 5316 a direita da imagem. Foram realizadas 3  exposições de 25 seg ; Asa 3200 . Deep Sky Stacker e Photoshop( curves) . Foi necessario utilizar um threshold bem baixo no Deep Sky Stacker para que aceit-se as fotos. Muito drift e ruido...

Mesmas fotos . Agora empilhadas no Rot n´Stack. Modo Mean . Mais semelhante ao que se observa pela ocular...

                Na luta contra a SuperMoon nosso herói sobreviveu.  

Adoro quando dá a louca no Rot n´Stack.