PAUCam Juan De Vicente CIEMAT on behalf of PAU Survey collaboration
Proyecto PAU (Physics of Accelerating Universe) PAU surge para estudiar la aceleración en la expansión del Universo Objetivo: Medir las propiedades de la energía oscura o en su defecto inferir nuevas leyes gravitatorias a distancias cosmológicas Instrumento: PAUCam: incrementa la precision del redshift fotométrico en un orden de magnitud respecto a otras cámaras (DES, SDSS) Juan De Vicente et al.
PAUCam: Instituciones participantes Juan De Vicente et al.
Antecentes del grupo PAUCam: DECam (Chile) DECam DES-Spain Consortium ha participado de forma activa en la construcción de la cámara de DES Primera luz 2012 Telescopio Blanco Cerro Tololo (Chile) Foco primario 72 CCDs 6 filtros de banda ancha Contribución española -electrónica de lectura -simulaciones (MICE) -guiado del telescopio -science groups Juan De Vicente et al.
Antecentes del grupo PAUCam: DECam (Chile) DES-Spain Consortium ha sido co-responsable del diseño y fabricación de la electrónica de lectura de cámara DECam Juan De Vicente et al.
Antecentes del grupo PAUCam: DECam (Chile) 54 tarjetas de alta densidad y bajo rudio para la lectura de los 72 CCDs Fabricadas en España Juan De Vicente et al.
Cámara de gran campo que permite medir el redshift decenas de miles de galaxias simutáneamente NGC 1090 Juan de Vicente et al.
Photo-Z Exponer el mismo campo con distintos filtros para obtener un espectro de baja resolución de todas la galaxias DECam filters Cada espectro se compara con una serie de espectros patrones desplazados en redshift y se selecciona aquel con mayor concordancia Permite la medida simultánea del redshift de decenas de miles de galaxias en cada campo fotografiado Juan de Vicente et al. Photometric redshift
DES science La fotometría de redshift proporciona el número de galaxias y la precisión suficiente en redshift para estudiar las propiedades de la energía oscura mediante cuatro técnicas complementarias Galaxy Clusters Cluster abundance Supernovae Standard candel Credits: Martin White BAO Standard ruler Weak Lensing Juan de Vicente et al. Shape distortion
PAU Camera PAUCam 18CCDs (2kx4k) 6 filtros de banda ancha 42 filtros de banda estrecha Intercambiador de filtros Field of view 1 grado AB magnitude i~23 (banda estrecha) AB magnitude i~24 (banda ancha) Foco primario del WHT
William Herschel Telescope (WHT) in La Palma (4.2-m diameter) PAU Camera Telescopio WHT Ubicación: La Palma Diámetro: 4.2 m Foco primario: 11.73 m Focal ratio: f/2.8 FoV: 1 Ø Scale: 0.26 /pixel
Sistema de filtros 6 broad-band filters ugrizy (DES, SDSS) 42 narrow-band filters (spectral range 4300-8600?, steps: 100?) Mejora la precisión en la medida del redshift fotométrico en un orden de magnitud
Survey (narrow band) Redshift ( z=0.0035 (1+z)) 30000 galaxies /noche 5000 stars 1000 quasars Un survey de 200 grados cuadrados (100 noches) tiene 10 veces más densidad o 200 veces más área que cualquier otro survey espectroscópico actual
Suvey
Ciencia Estudiar las propiedades de la energía oscura por medio de tres técnicas: Red-shift Space Distortions (RSD) Redshift = cosmological+peculiar (Spectroscopic sample) Weak Lensing Magnification (MAG) (photometric sample) Cross-correlation between samples (Gaztañaga et al. 2012) SDSS press release, April 26, 2005
PAU Camera Swam neck Electronic crates Camera vessel
PAUCam: CCDs Hamamatsu Photonics Size: 2Kx4K Readout noise: 5 e- rms at 133 Khz Full-well: 150 e- Dark current: 3-4 e-/pixel/h Alta eficiencia cuántica en el infrarrojo cercano
Setups de lectura y caracterización de CCDs Barcelona y Madrid IFAE/ICE CIEMAT C, IDL routines Python routines Más del 60% de los CCDs están testeados
Plano focal 18 CCDs 2Kx4K HPK FoV
18 CCDs 2Kx4K HPK Plano focal
Sistema de Adquisición de Datos (DAQ) DAQ PC Control System ETHERNET PC panview sci_1 PC panview gui_1 PC panview sci_2 PC panview gui_2 Science Monsoon crate Guiding MCB Science Monsoon crate Guiding Video Clock MIX board PREAMP board CCD video cable clock cable kapton cable optical fiber
Electrónica de lectura Back-End Front-End Preamp board (x18) Focal plane 2x18 =36 boads (5 types) Mix board (x6) Fabricadas en España (CIEMAT, IFAE/ICE)
Estructura de la camara en fibra de carbono Peso máx. foco primario WHT: 230 Kg Molde IFAE/ICE Fabricada en Teruel Vacío: 2x10E-7 mbar
Sistema de intercambio de filtros Opera en vacío Bandejas de filtros segmentadas (x14) Sistema diseñado y construido en España (IFAE)
Sistema de intercambio de filtros
Control System
PAU Camera: Data Management
Otros componentes Sala limpia: operativa Ventana camara: recepcionada Pasamuros: testeado Shutter: en proceso de ensamblaje
PAUCam: simulador del telescopio
Conclusiones PAUCam incrementa la precisión del redshift fotométrico en un orden de magnitud respecto a DECam y SDSS es un instrumento competitivo en el estudio de la energía oscura desarrollada integramente por grupos de investigación españoles (electrónica, mecánica, control, data management, etc.) tecnologías innovadoras: Cámara desarrollada en fibra de carbono Sistema de intercambio de filtros operando en vacío ha suscitado el interés de otros grupos extranjeros