Como a Poluição Luminosa Afeta as Estrelas: Leitores de Magnitude

Para saber como a poluição luminosa afeta a visibilidade das estrelas, fazendo medições e cálculos.

• Usar equipamentos e ferramentas simples para reunir dados e ampliar os sentidos.
• Usar os dados para construir uma explicação razoável sobre a poluição luminosa.
• Descrever como a poluição luminosa afeta a visibilidade das estrelas.
• Aplicar as competências científicas inquiry, as capacidade e as atitudes associadas com a ciência.
• Estimar o impacto da poluição luminosa numa localização em particular.

Coloque a magnitude limite e número de estrelas perdidas num mapa da sua cidade, especificamente no local onde os estudantes recolheram as medições. Discutir os resultados e as seguintes perguntas com os alunos:

• Qual o resultado que achas que deveria ser (Ex.: quantas estrelas se perderam) se realizar a medição próxima de um povoado ou cidade?
• E o quê esperar quando estás mais afastado?
• As luzes exteriores são fortes ou fracas?
• Elas são tão brilhantes como uma Lua Cheia?
• Quantas são?
• A que distância elas estão?
• Como cada estrela se compara com os dados de outros estudantes no contexto das suas situações de iluminação exterior (ex.: em diferentes localizações)?
• Em situações de luz mais brilhante, foram as mesmas estrelas menos brilhante ou mais brilhante?
• Qual é a precisão desses dados?
• Qual é o impacto da poluição luminosa? Como podemos reduzir o seu impacto?

Transparências para impressoras (1 transparência para 3 leitores de magnitude)

• Tesouras (1 por estudante ou podem partilhar)
• Cartões de índice (1 por estudante) ou pequena cartolina preta
• Fita-cola
• Uma moeda (opcional) (1 por estudante)
• Modelos para transparências (1 template de impressão faz 3 templates)

Poluição Luminosa:

A poluição luminosa é luz difusa emitida a partir de instalações de iluminação mal projetadas e direcionadas. Isso acontece principalmente nos centros urbanos, onde as luzes da cidade diminuem a visão das estrelas e dos planetas. Imagens de satélite, na nossa noite, mostra a poluição luminosa, podendo observar regiões brilhantes ao redor e nas áreas urbanas.

Magnitude:

Magnitude é a medida logarítmica da luminosidade de um objeto, em astronomia, num determinado comprimento de onda ou intervalos específicos, geralmente na região visível ou no infravermelho. O Sol tem uma magnitude aparente de -27, uma lua cheia -13 e para Vênus , nas medição mais brilhantes, -5. Os mais brilhantes objetos criados pelo homem, Iridium Flares, são classificados com -9 e a Estação Espacial Internacional com -6.

Preparação:

Antes de fazer o leitor de Magnitude na sala de aula, sobrepor a transparência no modelo de impressão. Observe que o modelo para impressão repete um padrão de retângulos, rotulados de 1 a 5, três vezes. Corte o modelo de impressão e a transparência em terços, preservando esse padrão de retângulos. Faça muitos modelos conforme o número de estudantes.

Escolha a constelação que irá observar na atividade e encontre uma foto da mesma (como acontece com Orion nesta atividade). Imprimir 1 foto da constelação por aluno. (Durante os meses de inverno no Hemisfério Norte e nos meses de verão no Hemisfério Sul, Orion é uma constelação facilmente reconhecível no início da noite).

Antes da estimação da magnitude das estrelas feita pelos estudantes, poderá querer fazer uma festa de estrelas (observação nocturna) para ensinar aos alunos a encontrar a constelação e como usar seus leitores magnitude para estimar as magnitudes estelares na constelação escolhida.

Construção do Leitor de Magnitudes:

Passo 1

Peça aos alunos para recortar os 5 retângulos (anexo 1) que estão identificados com os números de 1 a 5 com a transparência sobreposta em cada template. A partir deste ponto, os alunos seguirão os passos.

Passo 2

Use uma moeda para traçar e recortar 5 círculos no cartão de índices ou, em vez disso, dobrar ligeiramente o cartão longitudinalmente a meio e corte 5 ‘V’s de forma a criar 5 diamantes para recortar. Certifique-se de que os orifícios de recorte são todos um pouco espaçados numa linha em toda a parte mais larga do cartão de índice.

Passo 3

Rotular os 5 buracos recortados desde o #1 a 5, da esquerda para a direita, através do cartão de índice, como mostrado na figura abaixo. Cole o pedacinho de transparência #1 ao longo do buraco #1, certificando-se de que a peça da transparência abrange esse buraco. Em todas estas etapas, quando cola a peça de transparência ao cartão de índice, a fita não deverá cobrir os buracos. Não importa se o lado áspero da transparência está voltada para cima ou para baixo.

Passo 4

Cole a peça de transparência #2 ao longo dos buracos #1-2, tenha a certeza que a peça de transparência abrange os dois buracos.

Passo 5

Cole a peça de transparência #3 ao longo dos buracos #1-3, tenha a certeza que a peça de transparência abrange os buracos.

Passo 6

Cole a peça de transparência #4 ao longo dos buracos #1-4, tenha a certeza que a peça de transparência abrange os buracos.

Passo 7

Cole a peça de transparência #5 ao longo do comprimento do cartão de índice.

Passo 8

O primeiro furo deverá ter cinco camadas de transparência e o quinto furo apenas uma camada.

Estimando a Magnitude das Estrelas:

Durante os meses de inverno no hemisfério Norte e os meses de verão no hemisfério Sul, a constelação Orion é visível na primeira metade da noite. Pode optar por usar o desenho de Orion (anexo 1) ou a de outra constelação que seja visível durante a noite em outra época do ano. Peça aos estudantes para sair numa noite sem lua, sem nuvens para o quintal ou rua ao pé de casa, apenas por alguns minutos, com o desenho da constelação e um lápis na mão, e pedir-lhes para encontrar a constelação no céu noturno. As luzes do quintal devem ser desligadas. Os estudantes devem esperar que pelo menos 5 minutos lá fora para que os olhos se adaptem ao escuro.

Os estudantes visualizam cada estrela na constelação através do Leitor de Magnitude. Para cada estrela no desenho da constelação, os alunos devem anotar o menor número dos orifícios através do qual podem ver a estrela. Esta é uma estimativa da magnitude ou o brilho da estrela. Por exemplo, uma estrela que tem uma magnitude de 3 vai ser visto através dos furos #3, 4 e 5. Mas o estudante irá escrever somente o buraco #3.

Note-se que os estudantes não serão capazes de ver algumas das estrelas do desenho por causa da poluição luminosa. Uma vez que tenham registado a amplitude para todas as estrelas mostradas no desenho da constelação de Orion, a maior magnitude (maior número registado) será a magnitude limite global (a estrela mais fraca) que pode ser vista na constelação de Orion. Os estudantes também devem registrar a situação de iluminação, onde os dados são recolhidos. Peça aos estudantes para trazer os resultados para a aula. Comparar os resultados da turma. Lembre-se que quanto menor o número das magnitudes, maior o brilho das estrelas; maiores magnitudes, implicam estrelas com brilho mais fraco. Os estudantes podem, em seguida, estimar quantas estrelas perderam (por exemplo, que eles são incapazes de ver) em toda o céu por causa da poluição luminosa existente na sua localização.

Extensão: Estimando Quantas Estrelas foram Perdidas

(Baseado em ‘Calculating Stars Lost’ por Fred Schaaf em Seeing the Sky, John Wiley & Sons, 1990) A fim de concluir esta atividade, vai precisar determinar a magnitude limite do local usando os resultados da atividade “Estimar a magnitude das estrelas” descrita anteriormente.

Até agora sabe que o número de estrelas visíveis é afetada pela qualidade do céu noturno. A Lua, as condições atmosféricas e a poluição luminosa podem tornar difícil ou impossível ver as estrelas mais fracas. Também já deve ter descoberto que os astrónomos usam a escala de magnitude para medir o brilho das estrelas. Lembre-se que a magnitude 1 corresponde a estrelas mais brilhantes do que as estrelas de magnitude 2, que são mais brilhantes que as estrelas de magnitude 3, e assim por diante. Através da atividade “Estimando as magnitudes das estrelas”, os estudantes aprenderam a medir a magnitude limite do seu céu noturno, ou seja, quais são as estrelas mais escuras que podem ser vistas. Sob condições perfeitas - sem lua, céu claro e sem qualquer interferência de quaisquer luzes - o olho humano pode ver as estrelas até cerca de 6 ou 7 de magnitude. De acordo com a tabela abaixo, uma magnitude limite de 7 é cerca de 14000 estrelas!

Agora os alunos poderão calcular quantas estrelas estão em falta no local onde foi feita a observação. Para isso, faz-se a subtração do número aproximado de estrelas visíveis a partir da localização com o número 14000. Por exemplo, se a magnitude limite é 3, pode ver-se cerca de 150 estrelas a olho nu, mas está a perder-se cerca de 13850 estrelas (14000 - 150 = 13850)!

Additional activity: citizen science

Your students can contribute to real scientific research on light pollution! Check out the citizen science projects:

• http://www.space-awareness.org/en/games/globe-night/
• http://www.space-awareness.org/en/games/dark-skies-iss/
• http://www.space-awareness.org/en/games/lost-night/
• http://www.space-awareness.org/en/games/loss-night/

Space Awareness curricula topics (EU and South Africa)

Our wonderful Universe, the science of Astronomy

National Curricula UK

GCSE, physics: AQA Science A/Edexcel/OCR A/OCR B/WJEC GCSE, astrophysics: Edexcel A level, physics: Edexcel, OCR A, OCR B, WJEC A level, science: Earth and space

National Curricula PT

Básico: Física

• O que é a Poluição Luminosa: http://www.globeatnight.org/learn_light.html
• Jogo Interativo sobre a Poluição Luminosa: http://www.globeatnight.org/learn_orionsky.html
• Sistema de Magnitudes Estelar: http://www.skyandtelescope.com/howto/basics/Stellar_Magnitude_System.html
• A escala de magnitude astronómica: http://www.icq.eps.harvard.edu/MagScale.html