Telescopi Joan Oró | Instrumentació
LAIA i ARES
El TJO està equipat amb dos instruments:
Una càmera d’imatge (LAIA) i un espectrògraf de resolució mitja (ARES). També disposa d’una segona càmera d’imatge (MEIA2) com a càmera de substitució.
LAIA
Large Area Imager for Astronomy
L’instrument LAIA (Large Area Imager for Astronomy) és la càmera d’imatge òptica del TJO, operativa des de Desembre del 2018. Consisteix en dos components: la càmera CCD i la roda de filtres.
Càmera CCD
La càmera CCD és una Andor iKon XL amb un sensor 4kx4k back-illuminated:
Model: CCD230-84
Fabricant del sensor: e2v
Tipus de sensor: back-illuminated
Recobriment: BV
Nombre de píxels: 4096 x 4096 Mida del píxel: 15 x 15 um (0.4 x 0.4 arcsec al TJO)
Camp de visió sense vinyeteig al TJO: 30 arcmin
Mida del sensor: 61.4 x 61.4 mm
Eficiència quàntica: >90% des de 500 a 650 nm; >50% en tot el rang de 400 a 850 nm
Temperatura de treball típica: -50ºC
Corrent fosc: <0.01 e-/pixel/sec a -50ºC
Soroll de lectura: <9e- RMS a 1 MHz
Canals de lectura: 4
No-linealitat: <1%
Temps de lectura: 8 segons
Roda de filtres
La roda de filtres es troba físicament acoblada al telescopi, darrere del suport del mirall primari. Pot allotjar fins a 12 filtres de 3 polzades que se situen a l’eix òptic del telescopi mitjançant la roda de filtres rotatòria. Actualment, hi ha instal·lats 5 filtres fotomètrics Johnson-Cousins (fabricats per Custom Scientific): U, B, V, Rc i Ic; 4 filtres fotomètrics de Sloan Digital Sky Survey (fabricats per Asahi Spectra): g, r, i, z; i un filtre H-alpha (Asahi Spectra).
Vinyeteig
LAIA està dissenyat per tal de cobrir el camp sencer del pla focal del TJO. Amb els seus 4096 x 4096 píxels, LAIA pot cobrir un camp de 27.3 x 27.3 minuts d’arc. D’altra banda, el pla focal cobreix un camp circular de 30 minuts d’arc. Això causa que els extrems de les imatges de LAIA estiguin vinyetejats. Addicionalment, el mirall pick-off d’ARES també s’aprecia al camp de visió de LAIA amb un vinyeteig a l’extrem nord del camp. Com a resultat, les imatges de LAIA seran similars a la que es mostra a la imtage.
Procediment de calibratge estàndard
El sistema de control del TJO està dissenyat per tal d’executar periòdicament l’adquisició d’imatges de calibratge, incloent bias, darks i flats:
Bias: Es prenen habitualment en múltiples de 5 abans de l’inici i al final de cada nit. S’entreguen als observadors un mínim de 10 imatges bias.
Darks: S’obtenen just abans o després de les imatges bias. El temps d’exposició de les imatges dark correspondrà al màxim temps d’exposició de les imatges de ciència de la nit.
Flats de cel: Es prenen de manera rutinària a l’inici i final de la nit amb les condicions d’il·luminació del cel adequades. Quan les condicions del cel no ho permeten, es proporcionen als observadors les imatges flats més recents disponibles.
ARES
Astronomical mid-REsolution Spectrograph
L’instrument ARES (Astronomical mid-REsolution Spectrograph) és una espectrògraf de fibres instal·lat en una sala dedicada a la planta baixa de l’edifici del TJO. ARES permet l’observació d’estrelles brillants amb una resolució R=12000 en dues finestres espectrals centrades a 512 nm i 656 nm. Llegeix més (link a secció dedicada amb el contingut de sota).
Magnitud límit: S/N=10 per V=13 mag en una hora d’exposició
Transmisivitat global: >10%
Resolució espectral: R=12000
Dues finestres espectrals: verda (entre 405 i 530 nm), vermella (entre 630 i 673 nm)
Per tal d’aconseguir una alta transmisivitat global (>10%) s’utilitzen dos telescopis (fabricats per Takahashi) i dues VPHs en configuració Littrow.
VPHs
El sistema de dispersió de l’espectrògraf ARES es composa de dues VPHs desenvolupades per Wasatch Photonics, proporcionant les dues finestres espectrals i mantenint una alta transmisivitat. Ambdues VPHs es troben muntades en un carril (preparat per allotjar-ne 3) que permet un canvi ràpid entre elles.
Càmera CCD
El detector CCD utilitzat per ARES és una càmera Andor CCD Newton DU940P amb les següents característiques:
Tipus de sensor: BV- back-illuminated, optimitzat per VIS
Nombre de píxels: 2048 x 512
Mida dels píxels: 13.5 x 13.5 um
Mida del sensor: 26.7 x 6.9 mm
Mínima temperatura de treball: -100ºC
Soroll de lectura: 2.8 e-
Corrent fosc: 0.0002 e-/pixel/s
Linealitat: millor que el 99%
Espectres amb calibratge simultani
ARES està equipat amb tres fibres, proporcionant 3 espectres simultanis en cada exposició. Una de les fibres es troba centrada en l’objecte de tipus estel·lar d’interès, una altra serveix per obtenir l’espectre del fons de cel, i la tercera fibra, posicionada entre les altres dues, es pot utilitzar tant per obtenir flats d’una làmpada de calibratge com per obtenir arcs de calibratge en longitud d’ona.L’observador pot triar quin tipus d’espectre de calibratge s’insertarà a la imatge a l’hora de definir la configuració de les observacions.
A sota es mostren dos exemples, un d’ells mostrant les dues fibres de cel il·luminades, i l’altre amb una estrella centrada en una fibra de cel i un arc de calibratge simultani.
Procediment de calibratge estàndard
A banda del calibratge de l’espectre obtingut de forma simultània a les imatges, el sistema del control del TJO està dissenyat per obtenir de forma periòdica les imatges de calibratge, incloent bias, darks i flats espectroscòpics: