Sistema de Informação Heliográfico Heliographic Information System

1. Sistema de Informação HeliográficoHeliographic Information System João Carlos Pombeiro Gaspar Orientador: Prof. Doutor João Fernandes Mestrado Engenharia Geográfica FCTUC Novembro 2007

2. O presente trabalho tem como principal objectivo o desenvolvimento de uma aplicação que permita a referenciação de eventos solares ocorridos à data de registo dos espectros solares, em diferentes riscas e associar esta informação numa base de dados. A informação contida na base de dados é composta por 15.057 espectros solares dos 30.000 existentes no arquivo do Observatório Astronómico de Coimbra obtidos desde 1926. A base de dados utilizada para arquivo dos espectros solares tem associada informação das efemérides astronómicas do sol (data e hora do registo). Os espectros solares estão em suporte digital no formato TIFF e JPEG. Para a referenciação dos eventos solares serão utilizados diferentes sistemas de coordenadas (heliográficos,heliocêntricos e helio-projectadas). Resumo

3. Sistemas de coordenadas para referenciação de eventosna superfície solar. Sistemas de Coordenadas Heliográficas Sistemas de Coordenadas Heliocêntricas Sistemas de Coordenadas Helio-projectadas Sistemas de Coordenadas Solar

4. Sistemas de Coordenadas Solar • Origem na intersecção do equador solar com o meridiano central visto da Terra à data de observação • Latitude Θ • Equador = 0º • [ -90º ; 90º ] • 90º S a 90º N • Longitude Φ • Meridiano Central = 0º • [ 0º ; 360º [ • 180º E a 180º W • Distância radial r • ao centro do sol Coordenadas Heliográficas Stonyhurst

5. Sistemas de Coordenadas Solar • Origem na intersecção do equador solar com o primeiro meridiano de Carrigton • Latitude Θ • Equador solar = 0º • [ -90º ; 90º ] • Longitude Φc • Φc = Φ+ L0 • L0 - Longitude Carrington do meridiano central como observado da Terra. • [ 0º ; 360º [ • Distância radial r • ao centro do sol • Número de Rotações Carrigton (1853) Coordenadas Heliográficas Carrington

6. Sistemas de Coordenadas Solar • Sistema de Coordenadas Cartesianas (x, y, z) com eixos ortogonais entre si. • Coordenada Cartesiana x • Na origem x = 0 • Toma valores + e - • Coordenada Cartesiana y • Na origem y = 0 • Toma valores + e - • Coordenada Cartesiana z • z = 0 • Toma valores + e - • eixo definido paralelo à linha de observação Terra – Sol e ┴ ao plano XoY Coordenadas Cartesianas Heliocêntricas

7. Sistemas de Coordenadas Solar • Sistema de Coordenadas Radiais • (ρ, ψ, z). • Partilha o mesmo eixo de z com o sistema de coordenadas cartesianas • Coordenada Radial ρ(parâmetro de impacto) • Na origemρ= 0º • [-90º ; 90º] • Coordenada Radial ψ • Na origem ψ = 0º • [ 0º ; 360º [ • Coordenada Cartesiana Heliocêntrica z • Na origemz = 0 • z = sistema coordenadas cartesianas Coordenadas Radiais Heliocêntricas

8. Sistemas de Coordenadas Solar • As coordenadas Helio-projectadas cartesianas são equivalentes às coordenadas heliocêntricas cartesianas, em que x e y são substituídos pelos ângulos θx e θy. • θxé a longitude e θyé a latitude • O equivalente à coordenada z é a coordenada ζ, definida por: • ζ = D - d • D- Distância do observador ao centro do sol e d é a distância do observador à superfície. • Próximo do sol:ζ ≈ z Coordenadas Celestes Helio-projectadas

9. Sistemas de Coordenadas Solar Coordenadas Celestes Helio-projectadas • As coordenadas Helio-projectadas radiais são equivalentes às coordenadas heliocêntricas radiais, em que o parâmetro de impactoρé substituído pelo ângulo θρ. • Declinação: • δρ=θρ- 90º • As coordenadas helio-projectadas radiais são (θρ, ψ) em que: • θρ= δρ+ 90º

10. Projecção Gnomónica:TAN Utilizada na representação de imagens sinópticas do sol (EIT) ( EIT - The SOHO Extreme ultraviolet Imaging Telescope ) Projecção usualmente associada ao sistema de coordenadas heliográficas Carrington Sistema de coordenadas helio-projectadas cartesianas Projecções Cartográficas

11. Projecção Gnomónica:TAN Utilizada na representação de imagens da coroa solar (UVCS) The SOHO Ultraviolet Coronagraph Spectrometer (UVCS) Projecção usualmente associada ao sistema de coordenadas helio-projectadas radiais Projecções Cartográficas

12. Projecção Azimutal / Zenital Perspectiva:AZP Projecção usualmente associada ao sistema de coordenadas heliográficas Projecção Ortográfica: SIN É um caso particular da projecção AZP, quando se considera que D é demasiado grande. Projecção Plate Carrée: CAR A projecção Plate Carrée é um caso particular de uma projecção cilíndrica em que o espaçamento entre meridianos e paralelos é igual. Projecção usualmente associada ao sistema de coordenadas heliográficas Stonyhurst ou Carrigthon Projecções Cartográficas

13. Aplicação: Sistema de Informação Heliográfico Sistema Informação Referenciação e Discos Stonyhurst Espectro Solar Utilizadores Efemérides Base de Dados (Observatório Astronómico) Aplicação

14. Aplicação: Sistema de Informação Heliográfico Espectros solares (Espectroheliogramas) ≈ 30.000 Catalogados na Base de Dados ≈ 15.057 Data e hora de registo dos espectros Riscas H-alpha, K1-V e K3 Formato TIFF e JPEG (8 bits - N.D. [0; 255])  FITS ? Sistema Informação Risca H K1V K3

15. Aplicação: Sistema de Informação Heliográfico Física Solar (Efemérides do Sol) P = ao ângulo de posição do eixo polar com respeito ao ponto N. Esse ponto é obtido na intersecção da circunferência do disco solar com a linha imaginária que passa pelo centro do disco e pelo pólo norte celeste. Bo = latitude heliográfica do centro do disco. Lo = longitude heliográfica do centro do disco. Sistema Informação

16. Aplicação: Sistema de Informação Heliográfico Base de Dados do Observatório Astronómico de Coimbra Sistema de Gestão de Base de Dados relacional Firebird Desenvolvida no sistema operativo UNIX  Windows ? Sistema Informação

17. Aplicação: Sistema de Informação Heliográfico Aplicação dos discos Stonyhurst aos espectros solares Sistema Informação Coordenadas Heliográficas Stonyhurst Coordenadas Heliográficas Carrington Coordenadas Heliocêntricas Cartesianas Coordenadas Heliocêntricas Radiais Coordenadas Helio-projectadas Cartesianas Coordenadas Helio-projectadas Radiais Sistemas de

18. Aplicação: Sistema de Informação Heliográfico Objectivos da Aplicação SIH Fornecer à comunidade de utilizadores uma ferramenta prática que disponibilize informação relativa aos espectros solares, desenvolvida no: Sistema Operativo Microsoft Windows (XP e Vista) Sistema de Base de Dados Relacional (Firebird) Gestão dos Espectroheliogramas Dados das Efemérides do Sol Coordenadas Heliográficas, Heliocêntricas e Helio-projectadas Arquivo de informação a respeito de Eventos Solares: Protuberâncias, Filamentos, Manchas, Erupções, etc. Sistema Informação

19. Aplicação: Sistema de Informação Heliográfico Objectivos da Aplicação SIH Desenvolvimento de um conjunto de ferramentas para auxílio à gestão e estudo dos espectros solares. Potenciar o futuro desenvolvimento de aplicações especialmente vocacionadas para o estudo do sol. Contribuir para o estudo da astronomia na FCTUC. Sistema Informação

20. Cronograma

21. Thompson, W.T.; - Coordinate systems for solar image data; Astronomy & Astrophysics manuscript no. 4262thom, 2005 Hanisch, R. J.; Wells, D. G.; - World Coordinate Systems Representations Within the FITS Format, 1988 Greisen, E. W.; Calabretta, M. R.; - Representations of world coordinates in FITS; Astronomy & Astrophysics, 2002 Observatório Astronómico de Coimbra; http://www.astro.mat.uc.pt/novo/observatorio/site/index.html FITS World Coordinate Systems; http://www.atnf.csiro.au/people/mcalabre/WCS/index.html Telescope Data Center; http://tdc-www.harvard.edu/software/wcstools.html The European Home Page for the NASA/ESA Hubble Space Telescope; http://www.spacetelescope.org/index.html SOHO Solar and Heliospheric Observatory; http://sohowww.nascom.nasa.gov/ The FITS Support Office at NASA/GSFC; http://fits.gsfc.nasa.gov/fits_home.html Referências

22. Obrigado … Agradecimentos