Espectro Electromagnético, Telescopios, y Detectores

1. Espectro Electromagnético, Telescopios, y Detectores Luis F. Rodríguez, CRyA, UNAM, Morelia ¿Cómo obtenemos información los astrónomos? El espectro electromagnético Telescopios Detectores

2. ¿Cómo puede obtener información el astrónomo sobre el Universo? Para objetos muy “cercanos” (en nuestro Sistema Solar) contamos con la exploración directa y con la radar astronomía.

3. Robot en Marte

4. Pero… • La exploración directa sólo es aplicable a los objetos de nuestro Sistema Solar. • Las naves espaciales mas rápidas viajan a unos 20 kilómetros por segundo, o sea que tardarían unos 50,000 años en llegar a la estrella más cercana, Proxima Centauri. • Ya no digamos recorrer toda nuestra Galaxia o ir a otras galaxias.

5. Escalas del Universo

6. Hay otra manera “activa” de estudiar el Universo • La radar astronomía. • Con esta técnica se envían ondas de radio a cuerpos cercanos del sistema solar, donde rebotan y parte de ellas regresan al radiotelescopio que las envió.

7. Radiotelescopio de Arecibo

8. Imágenes de un asteroide mediante radar astronomía (el asteroide en si es emisor muydébil de ondas de radio)

9. ¿Porqué la radar astronomía está tan limitada? • El flujo de fotones que recibimos de un cuerpo decrece como la distancia al cuadrado. • En la radar astronomía la intensidad de la señal “rebotada” decae ¡como la distancia a la cuarta potencia!

10. D L

11. D F’

12. La mayoría de la astronomía se hace de manera “pasiva” • Detectamos partículas u ondas que se produjeron en el pasado por los objetos cósmicos estudiados. • Por esto se dice que somos “observadores” y no “experimentadores”.

13. ¿Cuáles son estos mensajeros del espacio? • Rayos cósmicos • Neutrinos • Ondas gravitacionales • Pero en realidad, la mayor parte del trabajo observacional se hace mediante la detección de fotones, tambien conocidos como ondas electromagnéticas (dualidad partícula-onda)

14. Proyecto Auger Rayos Cósmicos

15. Neutrinos

16. Ondas gravitacionales LIGO

17. El espectro electromagnético

18. El espectro electromagnético en la vida diaria

19. Para las ondas electromagnéticas: l n = longitud de onda = frecuencia c = velocidad de la luz

20. En la radioastronomía se mide la componente eléctrica del campo electromagnético, la cual se amplifica mediante equipo electrónico. En contraste, en el visible o en los rayos X, se detecta el fotón como si fuera “partícula”.

25. Debido a que nuestra atmósfera es opaca a los rayos X y rayos g, esta astronomía ha estado siempre ligada con la industria aeroespacial En otras palabras, la astrofísica de altas energías sólo se pudo comenzar a desarrollar en la década de los 1950´s.

26. Telescopios • Del radio al ultravioleta, la mayoría de los telescopios son superficies parabólicas. ¿Porqué?

27. La parábola tiene dos propiedades cruciales: • Concentra los rayos en el foco (aumentando la sensitividad). • El camino recorrido por los rayos es el mismo (de modo que las ondas llegan en “fase”).

28. Signal path:

47. Hasta los años 1960s la resolución angular de los telescopios de rayos X era muy mala. Esto se debía a que los rayos X no rebotan en un espejo, sino que lo penetran. Sin embargo, los rayos X sí rebotan cuando llegan al espejo casi rasantes. Giacconi propuso el concepto de los espejos cilíndricos embebidos en los que los rayos X llegaban rasantes.

48. El primer telescopio de rayos X se utilizaría en la misión “Einstein”

50. Uno de los tres telescopios del observatorio XMM-Newton. 58 espejos rasantes anidados. Angulo de incidencia = 0.5 grados. Cubiertos de oro