A Instrumentação do GMT

O que é Instrumentação Científica? 

O conjunto dos instrumentos que analisa a luz coletada por um telescópio é normalmente chamado de "Instrumentação".

Para que a luz coletada por um telescópio possa fornecer informação científica, é necessário que ela seja analisada por um "instrumento". Este instrumento pode ser um imageador, polarímetro ou, o que é mais comum, um espectrógrafo.

Os espectrógrafos "dispersam" a luz como num arco-íris, porém com altíssima nitidez em cor. 

Com isso podemos obter preciosas informações sobre velocidade, idade, temperatura, massa, abundâncias dos elementos químicos, etc dos objetos em estudo. 

 

Conheça o conjunto de instrumentos do GMT:

 

ComCam - Commissioning Camera

comcam2

A câmera de comissionamento será usada para validar o desempenho do sistema de óptica adaptativa de solo (GLAO) e do subsistema de óptica adaptativa do telescópio GMT. Também será necessário para o alinhamento inicial do telescópio e para verificar o desempenho óptico da qualidade de imagem natural no modo de operação campo gregoriano direto estreito.

 

Objetivo da Ciência

Comissionamento – alinhamento e verificação da qualidade da imagem, verificação do desempenho do sistema óptico adaptativo de solo (GLAO).
Ciência – imageamento profundo em banda larga (por exemplo, populações estelares, morfologia de galáxias), imageamento profundo em banda estreita (por exemplo, nebulosas planetárias  até 100 mpc)

 

Especificações Técnicas

Faixa de comprimento de onda: 3,600 – 9,500 Å
Escala de pixel: 0.06 arcsec/pix
Distorção< 0.6%
Qualidade da imagem: ~0.10 arcsec FWHM
Campo de visão: 36 arcmin2

 

Leia mais  aqui!

 

 

 

 

G-CLEF - GMT Consortium Large Earth Finder

gclef2

O G-CLEF é um espectrógrafo Echelle para o visível de uso geral que  fornece medidas precisas de velocidade radial. O G-CLEF residirá em um ambiente invariante por gravidade e com temperatura controlada, no disco de azimute do telescópio. Um sistema de transmissão óptico e de fibra transfere a luz do telescópio para o G-CLEF. O instrumento suporta vários modos de observação com uma gama de resoluções espectrais e tamanhos de abertura de entrada.

 

Pesquisador Principal: Andrew Szentgyorgyi  (SAO/Harvard)

 


Objetivo da Ciência

Exoplanetas – velocidades precisas, propriedades atmosféricas
Estrelas – abundâncias, isótopos e velocidades
Galáxias Anãs – abundâncias, matéria escura
Cosmologia – evolução química, constante de estrutura fina


Especificações Técnicas

Resolução Espectral: 19,000, 35,000, 108,000
Faixa de Comprimento de Onda: 3500 – 9500 Å
Precisão de velocidade: <50 cm/s por observação; <10 cm/s ao longo do tempo
Modos: alta taxa de transferência, média resolução, alta resolução, precisão de velocidade radial, multi-objetos  (com o MANIFEST)
Campo de Visão: 300 arcmin2 (com o sistema de fibra do MANIFEST)

 


Publicações

SPIE Proc 8446-052. Szentgyorgyi, A. et al. (2012)

SPIE Proc 9147-78. Szentgyorgyi, A. et al. (2014)

Uma lista completa de publicações do G-CLEF pode ser encontrada  aqui!

Leia mais aqui!

 

 

 

 

GMACS - GMT VISIBLE MULTI-OBJECT SPECTROGRAPH

gmacs_2

O espectrógrafo de múltiplos objetos do visível (GMACS - espectrógrafo astronômico e cosmológico de múltiplos objetos do GMT) abrange um campo relativamente amplo e usa a multiplexação de comprimento de onda para fornecer uma grande nitidez espectral. Espelhos dicróicos alimentam as câmeras otimizadas em faixas de banda única. O instrumento completo fornecerá espectroscopia de resolução moderada (r = 1500 - 5000) sobre um grande campo de visão, das regiões ultravioleta próximo à região do infravermelho próximo do espectro. A equipe do GMACS está refinando o conceito do instrumento, considerando compromissos entre o campo de visão, cobertura de comprimentos de onda, resolução e modos de operação. O conceito mostrado acima, com dois canais espaciais e dois canais de comprimento de onda, foi desenvolvido por uma equipe da Texas A&M e Carnegie como parte do projeto conceitual inicial.

Pesquisadores Principais: Darren DePoy & Jennifer Marshall (Texas A&M)


Objetivo da Ciência

Galáxias distantes – função de luminosidade Lyα em z <6,5, enriquecimento químico de meio interestelar (ISM), pesquisas com desvio para o vermelho
Galáxias próximas – história de enriquecimento químico, distribuição de matéria escura, populações e evolução estelares, acompanhamento de eventos

Especificações Técnicas

Resolução Espectral1,000 – 6,000
Campo de Visão (diâmetro): 7.4 arcmin
Faixa de comprimento de onda: 3200 – 10000 Å
Contagem de máscaras multi-fenda: 24 máscaras com 50-100 fendas/máscara
Entrada alternada: 100s de fibras usando o MANIFEST
Campo de visão (MANIFEST): 300 arcmin2


Publicações

Artigos e pôsters da SPIE 2018

Artigo da SPIE 2012: SPIE Proc 8446-058. DePoy D. L. et al.

 

Leia mais aqui!

 

 

 

 

MANIFEST - FACILITY FIBER OPTICS POSITIONER 

manifest

 

O Many Instrument Fiber System (MANIFEST) é um sistema de implementação de fibras ópticas. O GMT tem um campo de visão muito grande para um telescópio de sua classe. Embora alguns dos instrumentos propostos usem uma parte significativa do campo, nenhum deles utiliza o diâmetro de 20'. O MANIFEST fornece um meio de observar vários alvos em todo o campo de visão com um ou mais espectrógrafos, incluindo o GMACS e o G-CLEF. Os ganhos por multiplexação variam para cada espectrógrafo, dependendo do comprimento da fenda disponível e do tipo de entradas de fibra empregadas. O conceito do MANIFEST usa “starbugs” - cabeças de fibras ópticas autônomas aderidas em uma placa de vidro. O MANIFEST oferece um meio pelo qual o GMT pode ser otimizado para pesquisas com grande campo sem re-imagear o plano focal completo.

Pesquisadores Responsáveis: Lawrence / Colless (AAO-MQU) / (ANU)


Objetivos de Ciência

 

Sistema de alimentação de fibra para espectrógrafos

Galáxias –  composição química, distribuição, evolução, velocidades radiais, matéria escura
Estrelas – cinemática, abundância
Planetas – química atmosférica
Meio Intergaláctico  – composição química, dinâmica dos gases, estados de ionização


Especificações Técnicas

Campo de visão: 314 arcmin2
Faixa de comprimento de onda: 3,600 – 16,000 Å (fibras ópticas e infravermelhas)
Número de fibras~5,000
Precisão de posicionamento0.02 arcsec
Tempo de posicionamento: <3 minutos
Instrumentos suportadosGMACS, G-CLEF, futuro espectrógrafo multi-objetos no Infravermelho (simultaneamente)


Publicações

SPIE Proc 8446-289. Goodwin, M. et al.

 

Leia mais  aqui!

 

 

 

 

GMTIFS - NEAR-IR IFU AND ADAPTIVE OPTICS IMAGER 

gmtifs

O espectrógrafo de campo integral GMT (GMTIFS) baseia-se no legado do instrumento NIFS do Gemini. Ele usa um sistema de micro-espelhos para fatiar imagens, e reformatar o plano focal no detector. São fornecidas escalas Spaxel de 8 a 50, mas e todas alimentam um espectrógrafo com R = 5000 que pode cobrir qualquer uma das bandas J, H ou K em uma única configuração. O instrumento também possui um canal de imagem que cobrirá o campo da tomografia a laser do sistema de óptica adaptativa enquanto estiver amostrando criticamente a PSF na banda J.

Pesquisador ResponsáveI: Rob Sharp (ANU)

 

Objetivos de Ciência

Estrelas jovens – processos de formação de estrelas e planetas
Galáxias próximas – histórico de enriquecimento químico
Primeiras Galáxias – estrutura e configuração
Buracos Negros Massivos – massas e física dos núcleos de galáxias
Explosões de raios gama – meio intergaláctico em z ~ 7


Especificações Técnicas

Resolução espectral: 5,000 and 10,000
Faixa de comprimento de onda: 0.9 – 2.5 μm
Resolução espacial (IFU): 6, 12, 25, or 50 mas
Campo de visão (IFU): variando de 0.5”x0.25” a 4”x2”
Resolução espacial (Imageador): 0.005 arcsec/ pix
Campo de visão (imageador): 20 x 20 arcsec


Publicações

SPIE Proc 8446-053. McGregor, P.J. et al.

 

Leia mais  aqui!

 

 

 

 

GMTNIRS - IR ECHELLE SPECTROGRAPH 

gmtnirs

O espectrógrafo GMT Near-IR (GMTNIRS) é um Echelle de 1,1 - 5,4 mícrons otimizado para estudos de objetos estelares jovens, discos de detritos e sistemas proto-planetários. Ele usará grades de imersão em silício para obter alta resolução espectral em um formato compacto. Usando fendas bem adaptadas ao tamanho da imagem no limite de difração a partir de um único segmento, o GMTNIRS fornecerá espectros com R = 50 - 100k em 5 janelas atmosféricas (JHKLM) em uma única exposição. Isso representa um enorme ganho na eficiência das observações em comparação com os espectrógrafos atuais que coletam apenas uma fração de uma banda em uma única configuração.

Pesquisador Responsável: Dan Jaffe (Universidade do Texas em Austin)


Objetivos de Ciência

Exoplanetas – química atmosférica, estrutura interna
Estrelas – formação de estrelas, discos e planetas, abundâncias dos elementos químicos
Galáxias próximas – história da evolução química e composição estelar atual
Galáxias distantes – composição do Universo nos sistemas Lyα, abundâncias químicas e evolução


Especificações Técnicas

Resolução espectral: 65,000 (JHK), 85,000 (LM)
Faixa de comprimento de onda: 1.1 – 5.4 μm
Comprimento da fenda: 1.2 arcsec


Publicações

SPIE Proc 7735. Lee, S. et al.

 

Leia mais  aqui!