RELAÇÃO DE HUBBLE ENTRE DESVIO PARA O VERMELHO E DISTÂNCIA1

Conceitos envolvidos: espectros, deslocamento Doppler, magnitude aparente, magnitude absoluta, módulo de distância, lei de Hubble.

Objetivos:
1. Usar um espectrógrafo simulado para adquirir espectros e magnitudes aparentes
2. Determinar distâncias usando a relação entre magnitude aparente e magnitude absoluta
3. Medir o deslocamento Doppler das linhas K e H do Cálcio para determinar velocidades
4. Calcular a taxa de expansão do Universo
5. Calcular a idade do Universo

Equipamento:
Computador com Vireo.exe o CLEA (Contemporary Laboratory Experiences in Astronomy)", lápis, régua, papel milimetrado ou quadriculado, calculadora.
Introdução:
A parte computacional deste exercício é uma simulação realista de um espectrômetro astronômico acoplado a um telescópio profissional, que você vai usar para obter espectros de galáxias distante.


Procedimento:
  1. Inicializar o programa e entrar as informações do estudante
  2. Selecione: File → Run Exercise → The Hubble Redshift-Distance Relation
  3. Selecione: Telescopes → Optical → Access 4.0 Meter
  4. Obtenção dos dados:
    Tabela 1


    Nome da galáxia Mag absoluta Mag aparente Distância em pc Distância em Mpc
    -M m
    -22
    -22
    -22
    -22
    -22
    -22
    -22
    -22
    -22
    -22
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    -22
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    -22
    -22
    -22
    -22
    -22
    -22
    -22
    -22
    -22
    d(pc) = 10(m-M+5)/5
    1 Mpc = 1×106 pc
    1 pc = 3,26 anos-luz
    Tabela 2

    Nome da galáxia lmedida lmedido Dl Dl z z Velocidade Velocidade Velocidade
    - linha K linha K linha H linha H linha K linha H linha K linha H média
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     



    λ0(K) = 3933,67 Å
    λ0(H) = 3968,47 Å
    Δλ = λmedido - λ0
    z = Δλ/λ0
    c = 3 ×105 km/s
    [v/c] = [((1+z)2-1)/((1+z)2+1)]
  5. Cálculo da taxa de expansão do Universo:
  6. Determinação da idade do Universo:

Notas:

1 CLEA - Contemporary Laboratory Experiences in Astronomy - Department of Physics, Gettysburg College, Gettysburg, PA 17325
Texto adaptado pelos professores Maria de Fátima Saraiva e Kepler Oliveira

Volta Astronomia e Astrofísica


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Modificada em 13 jun 2016