Roteiro Prático com Cartas Celestes utilizando o programa Cybersky
Thaisa Storchi Bergmann & Henrique Aita Fraquelli
(thaisa@if.ufrgs.br , ico@if.ufrgs.br)
Objetivos:
Revisar conceitos relacionados à esfera celeste,
sistemas de referência, a localização de objetos celestes no céu, bem como seu
movimento e propriedades físicas. Familiarizar-se com o programa Cybersky.
Estar habilitado a localizar objetos celeste no céu com a ajuda do programa Cybersky.
Roteiro Associado: Observando os movimentos do céu noturno
Introdução e contexto à consecução da
atividade:
A localização de objetos celestes no céu consiste em uma das principais habilidades a serem desenvolvidas, para que se compreenda e se tenha independência no tocante a astronomia de posição.
O
programa Cybersky permite que simulemos as observações dos astros em
qualquer horário e localidade sobre a superfície da Terra. Poderíamos dizer que
é um “planetário de computador”. Este
programa pode ser adquirido a partir do site: www.cybersky.com.
Seguindo
o roteiro de atividades proposto abaixo, você explorará as principais
“capacidades” do programa Cybersky. Respondendo as questões
identificadas por números romanos que estão em negrito, você revisará os
principais conceitos relacionados com a localização de objetos celeste no céu
noturno.
A
figura 1 mostra a tela do programa Cybersky, e permite facilitar a
exploração do programa com o uso deste roteiro.
Figura
1 - Tela do Cybersky.
Roteiro
de Atividades:
1)
Antes de iniciar o programa, verifique
a hora no computador e a corrija se estiver errada. Inicie o programa e
verifique se a localidade é Porto Alegre, senão a selecione (Options-Location),
ou introduza (Add) como nova localidade (longitude l=51 13´4.6” W (oeste), ou 3h 24m 53.24s;
latitude j=30° 01’52” S). (I) O que é longitude e latitude? Por que a
longitude pode ser expressa em unidades de tempo? Quanto é 1 hora em graus?
observação:
os dados constantes na parte direita da tela podem ser alterados com um clique
simples sobre os dados.
2 )
Façamos agora uma lista do significado de cada botão inferior:
2.1 - 
) Aciona as estrelas mais brilhantes do que magnitude aparente m=4.5. (II) O que é magnitude aparente? Qual é a
magnitude aparente do Sol?
2.2 - 
) Aciona o nome das estrelas;
2.3 - 
) Liga com linhas estrelas da
mesma constelação;
2.4 - 
) Aciona as bordas das
constelações;
2.5 - 
) Aciona o nome das constelações;
2.6 - 
) Aciona os objetos não estelares
também mais brilhantes do que m=4.5,;
2.7 - 
) Aciona os nomes dos objetos não estelares;
2.8 - 
) Aciona os planetas do sistema
solar;
2.9 - 
) Aciona os nomes dos planetas;
2.10 -
)
Aciona as linhas de referência do sistema de coordenadas equatoriais; (III)
Que linhas são estas? Quais são as
coordenadas correspondentes?
11 - 
)
Aciona as linhas de referência do sistema horizontal; (IV) Que linhas são estas? Quais são as
coordenadas correspondentes?
12 - 
)
Aciona a linha do equador; (V) O
que é o equador celeste?
13 - 
)
Aciona a linha da eclíptica; (VI) O
que é a eclíptica?
14- 
)
Aciona a linha do plano galáctico; (VII) O que é o plano galáctico?
15- 
)
Aciona toda a esfera celeste ou somente a parte acima do horizonte. (VIII)O
que é o horizonte?
Os
demais botões inferiores servem para localizar o Sol, a Lua e os planetas.
3)
Segue agora a lista do significado de cada botão superior (começando pelo
terceiro):
3.3
- 
)
Amplia o campo;
3.4
- 
)
Reduz o campo;
3.5
a 3.8- 
)
Céu observado se olharmos para o norte, leste, sul e oeste;
3.9
- 
)
Céu observado se olharmos para cima (zênite); (IX) O que é o zênite?
3.10
a 3.13- 
)
Mover-se na carta celeste para esquerda, para cima, para baixo e para direita;
3.14
- 
)
Aciona o texto explicativo do Cybersky;
3.15
- 
)
Possibilita trocar a hora de observação do céu;
3.16
a 3.19 - 
)
Voltar ou avançar um dia (D) ou uma hora (H);
3.20
a 3.24- 
)
Teclas de controle do modo de animação, com o intervalo de tempo entre cada
carta escolhido usando a opção “Animation” do menu superior.
4)
Menu superior:
1) File: fornece
possibilidade de salvar e imprimir as
cartas;
2) View: fornece opções de
visualização das cartas (superpõe-se um pouco às funções dos botões
superiores);
3) Options:
fornece opções para trocar local da observação, acionar ou não a luz do dia
quando não é noite;
4) Chart: fornece opção de
olhar o céu no modo Atlas ou modo Horizonte, bem como opções de como visualizar
os objetos celestes;
5) Time: fornece opção de
escolher a hora da observação, seja em tempo local, universal ou Juliano; (X)
O que é cada um destes tempos? Também
mostra o céu em horas especiais, como meia-noite, por do Sol, etc. A opção
“current time” volta para o tempo atual;
6) Search: permite encontrar objetos celestes
e dá as coordenadas atuais do centro da carta celeste;
7) Data: fornece informações
sobre os itens listados;
8) Animation:
permite alterar opções da animação, como intervalo de tempo (step);
9) Help: aciona o menu de
ajuda.
5)
Vamos observar agora o céu de Porto Alegre. Podemos fazer isto usando a opção Z
que coloca o zênite no meio do campo. Esta
seria a forma que observaríamos o céu inteiro, olhando para diretamente para
cima da nossa cabeça se tivéssemos um campo de visão de 360 graus. Os ícones
com as lentes permitem ampliar ou reduzir o campo a ser observado .Usando a
lente com o sinal menos, faça aparecer o campo completo, que corresponde a todo
o céu visível. Há diferentes opções de
direções: podemos olhar para leste (E), norte (N), oeste (W) ou sul (S), usando
os botões superiores correspondentes.
Pode-se
também usar o modo Atlas ou modo Horizonte. Experimente. No lado direito da
tela devem aparecer os tempos Local, Universal, a data Juliana e o tempo
Sideral, o tamanho angular do campo, as magnitudes limite dos objetos celestes
mostrados, a fase da Lua (de fato a percentagem do seu disco que está
iluminado, as coordenadas equatoriais RA (ascenção reta) e DEC (declinação) e
as coordenadas horizontais z (distância zenital) e A (azimute) do cursor
(mouse).
6) Acione as grades do sistema horizontal de
coordenadas dentro da opção Z, que coloca o zênite no meio do campo. Muitas
vezes se usa, ao invés de z, a altura h a partir do horizonte. (XI)
Verifique qual a coordenada sendo usada e liste o intervalo de seus valores.
Qual o valor da altura do zênite? E do horizonte? Qual é o intervalo de valores
de azimute? Qual é o azimute do zênite?
Quais os azimutes dos pontos cardeais?(XII) Localize o Polo Sul e liste também
suas coordenadas horizontais.
7)
Acione as grades do sistema equatorial de coordenadas. (XIII) Qual o valor da RA e DEC do Polo Sul? Ainda
com o zênite no meio do campo, anote as suas coordenadas RA e DEC. Compare o
valor de RA com a hora sideral. O que conclui? Por que isto acontece? (XIV) O
que é hora sideral? Verifique que este valor de RA corresponde não só ao zênite
mas a todo o meridiano local. (XV) O
que é o meridiano local? (XVI) Compare agora o valor da DEC com o da latitude
de Porto Alegre. O que conclui? Por que isto acontece?
8) Vamos agora observar o céu da noite de hoje
em Porto Alegre. Para fazermos isto, teremos que fazer o relógio andar para
frente, até as 22:00 horas, usando, por exemplo, a flecha que permite o avanço
em horas. (XVII) Localize o
equador, a eclíptica e o plano da Via-Láctea, acionando os botões inferiores.
Faça um esboço do céu visível às 22:00 da noite de hoje,
identificando o Pólo
Sul e as linhas acima. (XVIII) Liste as
constelações do zoodíaco visíveis a esta hora. Que são estas constelações? (XIX)
Agora faça passar a noite e liste
os planetas visíveis com as respectivas coordenadas equatoriais, juntamente com
a hora solar aproximada em que eles nascem ou se põem. Faça o mesmo para a Lua,
listando também a sua fase.
9)
Acione a animação e observe o movimento da esfera celeste, com os astros
nascendo a leste e se pondo a oeste. (XX) O que é o movimento diurno?
O movimento da esfera celeste (ou rotação da Terra) se dá no ritmo da hora
sideral, que anda um pouco mais rápido (4 minutos por dia, aproximadamente) que
a hora solar. (XXI) Verifique
isto anotando a hora sideral das 22:00h do dia de hoje e compare-a com a do dia
de amanha às mesmas 22:00h locais. Que diferença deve ocorrer após um mês? Por
que o céu que vemos a noite não é sempre o mesmo? (XXII) Verifique também quais
são as constelações circumpolares em Porto Alegre, anotando o seu nome. O que
são estas constelações? Finalmente anote as coordenadas da Lua no dia de amanhã e a hora de seu nascer e ocaso, comparando
com os valores do dia de hoje. (XXIII) Por que diferem além dos 4 minutos do
tempo sideral?
10) (XXIV) Voltando para as 22:00 h da noite
de hoje, identifique as 5 estrelas mais brilhantes, listando seu nome, tipo
espectral e classe de luminosidade, coordenadas equatoriais e magnitude. (XXV)
Idem para um aglomerado de estrelas, uma nebulosa e uma galáxia. Descreva em
poucas linhas (2-3) o que são cada um destes objetos celestes. Verifique onde
se concentram os aglomerados abertos; eles traçam o plano principal da nossa
galáxia, a Via-Láctea, cujo centro está na constelação de Sagitário. (XXVI)
Procure-a, anotando as coordenadas aproximadas do centro da nossa galáxia.
Quais são as outras constelações por onde passa o plano da Via-Láctea?
11) Vamos
agora observar o céu de hoje em outras tres localidades: no Pólo Sul, Equador e
em Nova York. Observe e descreva o movimento diurno observado nestas
localidades. Repare que o movimento diurno dos astros se dá sempre
paralelamente ao equador, que pode ser utilizado como referência. (XXVII)
Compare os movimentos diurnos destas localidades com o observado em Porto
Alegre. Em que diferem? Acompanhe e descreva o movimento diurno da Lua em cada
localidade. Por que a Lua observada em Nova York parece de “cabeça para baixo”
comparada com a Lua observada em Porto Alegre?
12) Voltando para Porto Alegre, compare o céu
da noite de hoje com o de aqui a 6 meses. Compare as constelações e os planetas
visíveis. (XXVIII) O que difere? O que fica igual? Por que?