AbstractsAstronomy & Space Science

Wind measurements in Saturn's atmosphere using Doppler velocimetry techniques from ground-based observations

by Miguel Gonçalves Silva




Institution: Universidade de Lisboa
Department:
Year: 2016
Keywords: Saturno; Atmosferas; Astrofísica e cosmologia; Teses de mestrado - 2016; Domínio/Área Científica::Ciências Naturais::Ciências Físicas
Posted: 02/05/2017
Record ID: 2073707
Full text PDF: http://www.rcaap.pt/detail.jsp?id=oai:repositorio.ul.pt:10451/24648


Abstract

Tese de mestrado em Física, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2016 O projecto desenvolvido e aqui apresentado, centra-se no esforço para caracterizar a dinâmica atmosférica de Saturno, utilizando observações realizadas a partir do solo, complementando assim as medições obtidas pela missão Cassini. Este mestrado foi realizado sob a orientação do Doutor Pedro Mota Machado, investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA). Os trabalhos foram realizados no antigo Centro de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Lisboa (CAAUL), agora o pólo de Lisboa do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, localizado na Tapada da Ajuda. Os trabalhos desenvolvidos ao longo da primeira fase do meu projecto de investigação basearam-se em observações efectuadas com o Very Large Telescope (VLT) do ESO (Observatório de La Silla - Paranal - Chile), associado ao espectrógrafo de alta resolução Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph (UVES). A partir dos espectros de alta resolução obtidos, foi aperfeiçoada a técnica de medição de ventos a partir dos desvios Doppler nas riscas espectrais da radiação absorvida pela camada de nuvens (a uma altitude onde a profundidade óptica atinge a unidade). Neste trabalho utilizou-se um processo de medição directa dos ventos planetários baseado em espectroscopia de alta resolução na banda do visível, com comprimentos de onda entre 300 e 1100 nm, designado de velocimetria Doppler. Esta técnica foi originalmente sugerida e desenvolvida em (Connes , 1985) e mais recentemente aperfeiçoada e refinada para o caso do estudo da dinâmica atmosférica de Vénus em Machado et al. 2012. A fi de cobrir uma gama representativa de latitudes e longitudes foi utilizada uma configuração de fenda longa (0,3 segundos de arco de largura e 25 segundos de arco de comprimento). Obteve-se uma resolução espacial de aproximadamente 1100 km no centro do disco planetário. Foi usada uma configuração de observação com a fenda espectroscópica alinhada perpendicularmente relativamente ao eixo de rotação planetário, com a posição da fenda inicialmente alinhada com um paralelo sobre o disco de Saturno. Para esta geometria foi possível fazer o cálculo directo da magnitude dos ventos zonais, velocidade instantânea, para cada latitude observada. As observações das quais provieram os dados tratados realizaram-se entre os dias 18 de Abril e 3 de Maio de 2004. A escolha das datas das observações permitiu combinar a necessidade de maximizar o diâmetro angular de Saturno (resolução espacial sobre o disco planetário) e minimizar o ângulo de fase da observação. A técnica, com base na espectroscopia de fenda longa combinada com a alta resolução espacial permitida pelo VLT, poderá proporcionar, pela primeira vez, a caracterização do perfil latitudinal do vento zonal na atmosfera de Saturno a partir de observações a partir da Terra. Permitirá também a realização de um mapa de ventos em Saturno, assim como a obtenção de novas restrições sobre a variabilidade do vento em função da hora… Advisors/Committee Members: Machado, Pedro Miguel Borges do Canto Mota,1967-.