Técnicas Observacionales

Transcripción

1 Técnicas Observacionales 1 Técnicas Observacionales 1. Técnicas generales y particulares 2. Instrumentos 2

2 1. Técnicas generales y particulares 1.1. Técnicas generales Análisis de la Posición Análisis del Flujo Análisis Espectal Análisis Polarimétrico 3 a) Análisis de la Posición Se refiere a localización de un cuerpo celeste respecto a un determinado sistema de coordenadas Normalmente se denomina Astrometría Existen varias aplicaciones en Astrofísica 4

3 a) Análisis de la Posición Ejemplo: Miembros de un cúmulo estelar DSS El cambio de posición de los objetos (moviemientos propios) permiten discriminar estrellas miembros (cúmulo) y estrellas no miembros (campo) en la dirección de un determinado cúmulo estelar El método es aplicable cuando los errores en los movimientos propios son muy bajos. Cúmulo Campo Discriminación de miembros en NGC 6397 a partir de los movimientos propios a partir de datos del HST en 1994 y 1997 (King et al. 1998). 5 b) Análisis del Flujo Fotometría de imagen Se refiere a la medida del número de fotones por unidad de tiempo En el óptico se denomina Fotometría Es la técnica más antigua de la astronomía Generalmente, ésta es la clase de información que se obtiene de los objetos más débiles Es la técnica que permite llegar a mayores distancias con un dado sistema de observación Fotometría de objeto 6

4 b) Análisis del Flujo Es la técnica que permite llegar a mayores distancias con un dado sistema de observación Ejemplo 1: CL J : Este es el cúmulo de galaxias más distante (z = 2.07). Localizado a aproximadamente 3000 millones de años luego del Big Bang. (Diciembe 2010) Instrumento: VIMOS y FORS2 del VLT ESO xias_maduro_mas_distante/ Técnicas Observacionales b) Análisis del Flujo Ejemplo 2: UDFj Este es el objeto más distante detectado. Se trata de una galaxia compacta de estrellas azules presente 480 millones de años luego del Big Bang (Enero de 2011) Distancia: 13.2 millones de años luz 8

5 c) Análisis Espectral Se refiere a la separación de los fotones con diferente longitud de onda Usualmente se denomina Espectroscopía De acuerdo a los objetos que se estudian en cada observacion se tiene: Espectroscopía mono-objeto Espectroscopía multi-objeto Espectroscopía de ranura Espectroscopía de campo De acuerdo a la dispersión utilizada se tiene: Espectroscopía de baja dispersión Espectroscopía de alta dispersión La astrofísica esta basada casi totalmente en los logros de la espectroscopía Composición química Campos de velocidad Turbulencias Temperatura, presión, gravedad Campos magnéticos 9 d) Análisis Polarimétrico Medida del porcentaje de polarización de la radiación recibida y del ángulo de la misma Usualmente se denomina Polarimetría Polarimetría de objeto Polarimetría de imagen o de ranura La polarización provee información acerca: De regiones de emisión particulares Del camino recorrido por la luz Campos magnéticos Scattering Estructuras de granos de polvo, etc La polarización presenta problemas de detección en el caso de muy bajas o en altas energias Polarimetría de imagen de V838 Mon 10

6 d) Análisis Polarimétrico Tr 27 Polarimetría de objeto en cúmulos abiertos NGC d) Análisis Polarimétrico Ejemplo: Resultado del estudio polarimétrico en microondas de la radiación cósmica de fondo (Marzo 2014) 12

7 1. Técnicas generales y particulares 1.2. Técnicas Particulares Fotometría Rápida: Obtención de sucesivas imágenes o medidas de intensidad a intervalos de tiempo muy cortos (p.e.: variables rápidas; speckle imaging ) Espectroscopía Rápida: Obtención de sucesivos espectros a intervalos de tiempo muy cortos (p.e.: flares solares, variables eruptivas, fenómenos de acreción, fuentes de rayos X) Espectroscopía e Imagen: Obtención de imágenes simultaneas en diferentes longitudes de onda (p.e.:electroheliogramas de actividad solar, mapeo de la corona solar en diferentes líneas de emisión en rayos X, mapeo de la velocidad de HI en la Galaxia) Espectrofotometría: Obtención del comportamiento absoluto de la intensidad en función de la longitud de onda Espectropolarimetría: Obtención tanto del comportamiento relativo de la intensidad como de la polarización en función de la longitud de onda Interferometría: Obtención y combinación de la radiación electromagntética proveniente de una dada fuente por diferentes caminos para mejorar las mediciones (usualmente la posición o la resolución angular) 13 Técnicas Observacionales 1. Técnicas generales y particulares 2. Instrumentos 14

8 Descripción general Son los últimos elementos del sistema de observación Con ellos se materializa el empleo de la técnica a llevar a cabo Instrumento 15 Cámara: Dispositivo para obtener (y posteriormente almacenar) la imagen de objetos celestes. Esta permite estudios de: La posición La morfología o distribución espacial (en el caso de objetos extendidos) y/o El brillo total o su variación espacial Fotómetro: Instrumento para medir la intensidad de la luz incidente (normalmente de objetos individuales) utilizando diferentes filtros Espectrógrafo: Instrumento para dispersar la luz incidente para obtener una medida de la intensidad en función de la longitud de onda VISTA camera (ESO) REOSC (CASLEO) Polarímetro: Instrumento para medir el grado de polarización de la luz inidente GMOS (Gemini) 16

9 Esquema básico Se pueden distinguir dos elementos: Sistema óptico Sistema óptico Este depende de la función que desempeña el instrumento. Puede consistir en filtros, redes de difracción, polarizadores y otros elementos auxiliares Detector Este depende del rango espectral de trabajo y7o características particulares (fotomultipicadora, CCD, CMOS, etc) Detector 17 Clasificiación Se pueden distinguir dos tipos de instrumentos: Sistema óptico Instrumentos dedicados Son aquellos que solo desempeñan una única función con leves variantes Instrumentos multimodo o multiproposito Son aquellos que admiten diferentes modos de funcionamiento alterando el sistema óptico interno Detector 18

10 Ejemplos CASLEO: CCD Directo: Imagen directa REOSC DS/DC: Espectrógrafo (disp. simple y cruzada) EBASIM: Espectrógrafo de banco CASPROF: Fotopolarímetro CASPOL: Fotopolarímetro 19 Ejemplos Gemini: Norte GMOS (visible) Imagen directa Espectrógrafo multiobjeto Espectroscopia de ranura larga Espectroscopia de campo integrado GNIRS (infrarrojo) Imagen directa Espectroscopía (varios modos) NIFS: (infrarrojo) NIRI: (infrarrojo) Espectrografo de campo integrado Imagen directa 20

11 Ejemplos Gemini: Sur FLAMINGOS-2: (infrarrojo) Imagen directa Espectrógrafo multiobjeto GMOS (visible) GPI: (infrarrojo) Imagen directa Espectrógrafo multiobjeto Espectroscopia de ranura larga Espectroscopia de campo integrado Imagen directa, Espectrografo Polarímetro GSAOI (infrarrojo) Imagen directa de alta resolución 21 Técnicas Observacionales 1. Técnicas generales y particulares 2. Instrumentos 22