the gemini multi-object spectrograph gmos · move o telescópio ao longo da fenda e subtrai as...
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Rio de Janeiro, março de 2009 Ricardo Schiavon 11
The Gemini Multi-Object SpectrographGMOS
Visão geralComponentes� Imageamento� Modos espectroscópicos
o Fenda longa, MOS, IFU
o Nod & Shuffle (fenda longa, MOS, IFU)
Observando com o GMOSInformações importantes
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Gemini Multi-Object Spectrograph
GMOS Norte
GMOS Sul
- GMOS-N Instrument Scientist - Kathy Roth- GMOS-S Instrument scientist - Rodrigo Carrasco
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GMOS
Primeiro instrumento do Gemini (N and S)Região espectral útil: 360nm - 1000nm (≥ 400nm)Modos de observação� Imageamento direto (5.5’ x 5.5’)� Espectroscopia: fenda longa, MOS, IFU (N & S)� Ruído de leitura e amostragem variáveisDetetores: três 2048x4608 E2V (formerly EEV) chips (6144 x4608 pixels) - 13.5µm� Escala de placa 0.0727”/pix (GMOS-N), 0.073”/pix (GMOS-S)
Ruído dominado pelo céu: > 95% dos programas requerem céu escuro ou cinzento.
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GMOS – Estrutura mecânica
Filtros
Redes CCDs
Cassettes
Colimador
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Componentes: filtros
Sloan: u’, g’, r’, i’, z’
Banda larga: GG455, OG515, RG610, RG780
Outros filtros: CaT. Ha, HaC, OIII, OIIIC, SII (os três últimos serão comissionados no Norte este ano)
2 Rodas de filtros com espaço para 11 filtros cada
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Componentes: Máscaras
Fenda longa: padrão� Larguras de 0.25”, 0.5”, 0.75”, 1”, 1.5”, 2” e 5”� Fendas para N&S: 0.5”, 0.75”, 1”, 1.5’’ and 2”.
� Comprimento: 108” (1/3 do CCD na direção y).
Multi-object spectroscopy (MOS)� Máscaras podem ser elaboradas com base em imageamento com
GMOS (melhor) ou outros instrumentos (limitado)� Largura de fenda 0.5” ou maior� Desenho de máscara baseado no gmmps, fornecido pelo Gemini
Nod & shuffle: Fenda longa e MOS, para melhor subtração do céu (IFU somente no GMOS-S)3 cassettes suportam 18 máscaras, incluindo IFU
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Nod & Shuffle
Método transcende design original do GMOSSubtração precisa das linhas de emissão telúrica.Técnica importada do infravermelho� Diferença: detetor não é lido após cada deslocamento do telescópio
A imagem resultante contém dois espectros observados em cada fenda da máscaraOs espectros são armazenados em diferentes partes do CCD, sendo registrados pelo mesmo número de pixels e passando por exatamente o mesmo caminho óptico
Nod: Movimento do telescópio no céu, frequentemente na direção da fenda
Shuffle: Deslocamento da carga no detetor, frequentemente na direção vertical
O Que é o Nod & Shuffle ?
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Nod & Shuffle
Uma versão óptica de uma prática comum no IR� Tempos de exposição curtos devido à variação temporal das linhas de céu� Move o telescópio ao longo da fenda e subtrai as exposições subsequentes
Ao contrário do IV, CCDs não podem ser lidos tão rapidamente, ou tão frequentemente, devido ao ruído de leitura.Franjas no vermelho distante N&S ao invés de várias leituras sucessivas do CCD� Expõe na posição “A”� Move o tel. Para a posição “B” e desloca eletrônicamente a carga detectado na posição
“A” para uma parte não exposta do CCD, armazenando informação enquanto executa a exposição na posição “B”
� Volta para a posição “A” e traz a carga de volta para a posição anterior, recomeçando a exposição na posição “A”
� Itera Overhead maior, 10-20%
Cuillandre, J.C. et al. 1994, A&A 281, 603; Sembach, K. and Tonry, J.L. 1996, AJ 112, 797; Glazebrook, K. and Bland-Hawthorn, J. 2001, PASP, 113: 197
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Subtração do fundo de céu - Demonstração
A
B
A−B
Tipicamente A=60s/15 cy: 1800s exposure
Itera...
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Resíduos menores
QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
Melhoria para objetos débeis em comprimentosDe onda maiores que ~ 770 nm.
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GMOS components: gratings
Grating Rul. Dens. Line/mm
Blaze wave. [Angstroms]
R Coverage [Angstroms]
Dispersion [Angs/pix]
B1200 1200 4630 3744 1430 0.23
R831 831 7570 4396 2070 0.34
B600 600 4610 1688 2760 0.45
R600 600 9260 3744 2860 0.47
R400 400 7640 1918 4160 0.67
R150 150 7170 631 10710 1.74
Grating turret support only 3 gratings + mirror
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IFU: Espectroscopia de campos resolvidos espacialmente: em mode de duas fendas, campo de5"x7", fenda única: 5"x3.5".1500 fibras. Lenslets hexagonais.Cobertura: 400-1100 nm.Dois campos separados por 1 arcmin. � Alvo 5”x7” (1000 lenslet).� Céu 5”x3.5” (500 lenslet).
GMOS-S IFU: N&S capabilities: FOV: 5”x5”.
Componentes: IFU
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GMOS setup e overheads
Conselho válido para todos os instrumentos:� Escreva uma justificativa científica convincente� Calcule o tempo de exposição necessário para atingir os objetivos
científicos� Inclua o setup time (movimento do telescópio e outros overheads)
� Tempo de leitura - varia com instrumento e configuração� GMOS: tempo para mudar filtros, redes e máscaras� Tempo para aplicar pequenos deslocamentos no céu (offsets)
Estas informaçoes estão disponíveis na home page do Gemini, assim como no OT.
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Observando com o GMOS
Imageamento: � Definir filtros, padrão do mosaico, e deslocamentos� Deslocamentos tem de ser grandes o suficiente para corrigir para os gaps entre CCDs
� Bias e flats de céu sáo considerados baseline calibrations e não devem ser incluídos no programa
Espectroscopia (fenda longa, MOS and IFU):� Acquisição� Exposições ”científicas”
� Incluem GCAL flat (Nighttime Partner calibration)
� Lâmpadas de calibração são opcionais – portanto pagos pelo programa se incluídos na sequência noturna (caso contrário, calibração diurna, grátis)
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Observando com o GMOS
� IFU: Lâmpadas - incluir na sequência noturnaDeslocamento em lâmbda, para evitar perda de informação devido aos gapsCalibrações diúrnas (grátis)� Bias, CuAr, flats de céu (imageamento)Calibrações noturnas, pagas pelo país-membro� GCAL flat: incluído na sequência noturna� Padrões espectrofotométricas (calibração relativa) -requer uma sequência de aquisição, devem ser incluídas no programa� MOS: 3 lambdas cetrais para cobrir toda a região espectral requerida.
Calibrações noturnas pagas pelo programa:padrões telúricas, de largura equivalente, e v.r.
Rio de Janeiro, março de 2009 Ricardo Schiavon 2323
At 900nm - fringing amplitude is 76%.!!!
Franjas nas bandas i’ e z’
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At 900nm - fringing amplitude is 76%.!!!
Franjas nas bandas i’ e z’
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Informações Importantes
Variações no nível do bias� GMOS-N: 2-6 ADU
� Varia com CCD � GMOS-S : 2-6 ADU
� Os três CCDs variam da mesma formaRefração diferencial� Afetam observações no azul (u’, g’, B600, B1200) a grandes massas de ar� Afetam:
� Qualidade das imagens em boas condições de seeing� Espectroscopia no azul em geral
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Refração Diferencial: Banda i’
Modelo para banda i’, seeing 0.3 arcsec
Massa de ar 1.05
Massa de ar 1.5
Massa de ar 2.0
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Refração Diferencial: Banda g’
Modelo para banda g’, seeing 0.3 arcsec
Massa de ar 1.05
Massa de ar 1.5
Massa de ar 2.0
Rio de Janeiro, março de 2009 Ricardo Schiavon 2828
Refração Diferencial: Espectroscopia
Observação executada com fenda quase alinhada com ângulo paralático a alta massa de ar
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Refração Diferencial: Espectroscopia
Observação executada com fenda nao alinhada ao ângulo paralático a massa de ar um pouco mais baixa