Astropy

Visão Geral

Astropy é o pacote Python principal para astronomia, fornecendo funcionalidades essenciais para pesquisa astronômica e análise de dados. Use astropy para transformações de coordenadas, cálculos de unidades e quantidades, operações com arquivos FITS, cálculos cosmológicos, manuseio preciso de tempo, manipulação de dados tabulares e processamento de imagens astronômicas.

Quando Usar Esta Habilidade

Use astropy quando as tarefas envolverem:

• Conversão entre sistemas de coordenadas celestes (ICRS, Galáctica, FK5, AltAz, etc.)
• Trabalho com unidades e quantidades físicas (conversão de Jy para mJy, parsecs para km, etc.)
• Leitura, escrita ou manipulação de arquivos FITS (imagens ou tabelas)
• Cálculos cosmológicos (distância de luminosidade, tempo de retrocesso, parâmetro de Hubble)
• Manuseio preciso de tempo com diferentes escalas de tempo (UTC, TAI, TT, TDB) e formatos (JD, MJD, ISO)
• Operações com tabelas (leitura de catálogos, correspondência cruzada, filtragem, junção)
• Transformações WCS entre coordenadas de pixel e do mundo
• Constantes e cálculos astronômicos

Início Rápido

Visa Astropy 8.0.1. Exemplos numéricos e de arquivos sintéticos pequenos foram executados; blocos que usam nomes de arquivos de observação/catálogo, serviços online ou uma GUI são ilustrativos e requerem essas entradas. Veja evidências de revisão e fontes.

import astropy.units as u
from astropy.coordinates import SkyCoord
from astropy.time import Time
from astropy.io import fits
from astropy.table import Table
from astropy.cosmology import Planck18

# Units and quantities
distance = 100 * u.pc
distance_km = distance.to(u.km)

# Coordinates
coord = SkyCoord(ra=10.5*u.degree, dec=41.2*u.degree, frame='icrs')
coord_galactic = coord.galactic

# Time
t = Time('2023-01-15 12:30:00', scale='utc')
jd = t.jd  # Julian Date

# FITS files
data, header = fits.getdata('image.fits', ext=0, header=True)  # Select actual image HDU

# Tables
table = Table.read('catalog.fits')

# Cosmology
d_L = Planck18.luminosity_distance(1.0)

Capacidades Principais

1. Unidades e Quantidades (astropy.units)

Manipule quantidades físicas com unidades, realize conversões de unidades e garanta a consistência dimensional em cálculos.

Operações principais:

• Crie quantidades multiplicando valores por unidades
• Converta entre unidades usando o método .to()
• Realize aritmética com manuseio automático de unidades
• Use equivalências para conversões específicas de domínio (espectral, doppler, paralaxe)
• Trabalhe com unidades logarítmicas (magnitudes, decibéis)

Veja: references/units.md para documentação abrangente, sistemas de unidades, equivalências, otimização de desempenho e aritmética de unidades.

2. Sistemas de Coordenadas (astropy.coordinates)

Represente posições celestes e transforme entre diferentes quadros de coordenadas.

Operações principais:

• Crie coordenadas com SkyCoord em qualquer quadro (ICRS, Galáctica, FK5, AltAz, etc.)
• Transforme entre sistemas de coordenadas
• Calcule separações angulares e ângulos de posição
• Corresponda coordenadas a catálogos
• Inclua distância para operações de coordenadas 3D
• Manipule movimentos próprios e velocidades radiais
• Consulte objetos nomeados de bancos de dados online

Veja: references/coordinates.md para descrições detalhadas de quadros de coordenadas, transformações, quadros dependentes do observador (AltAz), correspondência de catálogos e dicas de desempenho.

3. Cálculos Cosmológicos (astropy.cosmology)

Realize cálculos cosmológicos usando modelos cosmológicos padrão.

Operações principais:

• Use cosmologias integradas (Planck18, WMAP9, etc.)
• Crie modelos cosmológicos personalizados
• Calcule distâncias (luminosidade, comovente, diâmetro angular)
• Calcule idades e tempos de retrocesso
• Determine o parâmetro de Hubble em qualquer desvio para o vermelho
• Calcule parâmetros de densidade e volumes
• Realize cálculos inversos (encontre z para uma dada distância)

Veja: references/cosmology.md para modelos disponíveis, cálculos de distância, cálculos de tempo, parâmetros de densidade e efeitos de neutrinos.

4. Manuseio de Arquivos FITS (astropy.io.fits)

Leia, escreva e manipule arquivos FITS (Flexible Image Transport System).

Operações principais:

• Abra arquivos FITS com gerenciadores de contexto
• Acesse HDUs (Header Data Units) por índice ou nome
• Leia e modifique cabeçalhos (palavras-chave, comentários, histórico)
• Trabalhe com dados de imagem (arrays NumPy)
• Manipule dados de tabela (tabelas binárias e ASCII)
• Crie novos arquivos FITS (extensão única ou múltipla)
• Use mapeamento de memória para arquivos grandes
• Acesse arquivos FITS remotos (S3, HTTP)

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