O desenvolvimento do Heliômetro do Observatório Nacional e aplicação ao estudo do sistema Sol-Terra

Abstract

RESUMO.O presente trabalho traz o desenvolvimento e a construção do Heliômetro do Observatório Nacional. Com este instrumento se visa monitorar as variações do diâmetro solar, de modo comensurável com a precisão das observações embarcadas na próxima geração de satélites solares, e com duração com o ciclo solar de 11 anos. Uma revisão do método heliométricoé feita e são construídos e testados protótipos de 4 diferentes implementações. O instrumento definitivo tem uma objetiva em diedro, formado pela hemi-secção de um espelho parabólico. Toda uma metodologia própria foi criada, desde a confecção do espelho até a mecânica do telescópio. Os materiais que compõem o instrumento têm estabilidade térmica e mecânica em dex-7. A quantidade de peçasópticasé minimizada e a qualidade de suas superfíciesé superior a λ/12. Foram desenvolvidos softwares originais de coleta e análise automática das imagens. O projeto foi desenvolvido através de acréscimos experimentais sobre um heliômetro de testes. Com suaúltima versão completamente desenvolvida, foi realizada uma campanha observacional de 9 dias, derivando mais de 70.000 imagens heliométricas do Sol. Estes resultados indicam precisão de 0,5 arcos de segundo, sem viés instrumental, e limitada pela modelização atmosférica. Portanto, como objetivado, uma acurácia de 0,005 arcos de segundo, pode ser atingida. Para o projeto, a antiga cúpula da luneta fotoequatorial, no campus do Observatório Nacional e cedida pelo Museu de Astronomia e Ciências Afins, foi inteiramente reformada e adaptada para a utilização do novo instrumento solar. A reformaé atestada pelosórgãos de preservação do patrimônio. Um estudo da inter-relação entre o diâmetro solar e as medidas geomagnéticas foi feito. Uma correspondência entre os picos das séries ligadasà atividade solar, quais sejam, a do semidiâmetro solar, dos flares, e da contagem de manchas e os picos negativos da série da intensidade do campo geomagnéticoé encontrada. No entanto esta correspondênciaé complexa, requerendo modos diferenciados de resposta e fase dependendo da etapa do ciclo de atividade solar. A interpretação direta da evidência observacional indica que o semidiâmetro solar parece apresentar variações significativas precedendo a correspondentes variações do campo geomagnético. O efeitoé mais evidente na fase descendente do ciclo solar.ABSTRACT. This work presents the development and construction of the Heliometer of the Observatório Nacional/MCT. This instrument is designed to monitor changes on the solar diameter, to the accuracy of the observations of the next-generation of solar satellites, and on the duration of the 11 years solar cycle. A review is made of the heliometric method and the building and testing of 4 prototypes is described. The instrument has a split-mirror objective in dihedral formed by the hemi-section of a parabolic mirror. Original methodology was developed, from the making of the mirror to the mechanics of the telescope. The materials that form the instrument have thermal and mechanical stability to dex-7. Th...

A new approach for the heliometric optics

“…3). [10] The instrument had its first light in 2009, and entered in routine operation by the end of 2010 after a field test, during the 2010 total solar eclipse at Easter Island.…”