Flexiones con el espectrógrafo Boller & Chivens

22 enero 2009

Gennady Valyavin (gennady@astrosen.unam.mx)

Michael Richer (richer@astrosen.unam.mx)

Felipe Montalvo (montalvo@astrosen.unam.mx)

Resumen

A sugerencia de Gagik Tovmassian, se investigó la gravedad de flexiones en el espectrógrafo Boller & Chivens la noche del 18 de enero 2009. Se encontró que la posición en longitud de onda de una línea espectral puede variar hasta cinco píxeles entre posiciones extremas norte-sur del telescopio. Para un objeto dado, es factible encontrar variaciones en la posición en longitud de onda casi 1.0 píxeles/hora (durante el seguimiento). Como consecuencia, si su programa requiere de una calibración confiable en longitud de onda (para velocidades radiales, por ejemplo), sería prudente de tomar una exposición de la lámpara de calibración después de cada espectro.

Detalles

La mesa con la cual se acopla la botella del CCD al espectrógrafo tiene tres ejes de movimiento, dos para inclinación y otro para enfoque. Aunque todos los ejes tienen candados, el peso de la botella es sustancial y puede provocar flexiones entre la botella y la cámara. Estas flexiones se manifiestan en los espectros observados como un traslado del espectro en el plano de la imagen (un traslado en las coordenadas de columna y renglón). Evidentemente, un traslado en el eje espacial no es de gran importancia, pero un traslado en el eje espectral pueda impactar a la ciencia contemplada. En varias ocasiones, Gagik Tovmassian ha reportado la existencia de estas flexiones. La noche del 18 de enero, se tomaron exposiciones de la lámpara de CuHeNeAr en las posiciones indicadas en la tabla al final de este reporte. En cada exposición, se midió la posición en el eje espectral (la coordenada de columnas en este caso) de una línea espectral con imexam en IRAF. Los resultados se presentan en las gráficas que siguen.

Claramente, las variaciones en posición de la línea espectral son importantes, variando por casi cinco píxeles entre los valores extremos. Aun para observaciones a una declinación dada, como sucedería durante el seguimiento de un objeto, se encontraron variaciones de hasta casi 1 pixel en cambios de 1 hora de ángulo horario. La tendencia más sistemática es la variación de la posición de la línea espectral en función de la declinación. Esta dependencia sobre la declinación no es tan sorprendente dado que el eje espectral es paralelo a este eje de movimiento. Es también evidente que, para una declinación dada, hay una variación con el ángulo horario, pero esta dependencia es menos fuerte que la con la declinación. La variación con el ángulo horario no es simétrico con respecto al meridiano. Las variaciones más fuertes ocurren generalmente al oeste del meridiano, al menos para estas pruebas. Se intentará investigar este asunto de nuevo a futuro.

Se debe de tomar estas flexiones en cuenta si es necesaria una calibración confiable en longitud de onda. Un desplazamiento por 0.5 pixel en el eje de longitud de onda corresponde a un cambio de 0.52Å como mínimo (con la rejilla 1200/26.1; 1.98Å con la rejilla 300/4.3), lo cual equivale a 31 km/s en velocidad radial (a 5000Å) con la rejilla 1200/26.1 o 119 km/s con la rejilla 300/4.3. Tales incertidumbres serán importantes para estudios que requieren conocer la velocidad radial de manera confiable. En estos casos, obviamente conviene tomar espectros de la lámpara de calibración después de cada espectro del objeto bajo estudio (y posiblemente antes también).

declinación	ángulo horario	masa de aire	posición
(grados)	(horas)		(columna)
+50	-5	1.79	510.851
+50	-4	1.49	510.361
+50	-2	1.17	509.892
+50	0	1.06	509.614
+50	+2	1.15	509.227
+50	+4	1.49	509.294
+50	+5	1.84	510.163
+30	-5	2.25	511.440
+30	-4	1.59	511.223
+30	-2	1.11	510.576
+30	0	1.00	510.604
+30	+2	1.14	511.268
+30	+4	1.62	512.154
+30	+5	2.18	512.463
0	-4	2.39	512.008
0	-2	1.35	512.043
0	0	1.17	512.175
0	+2	1.35	512.190
0	+4	2.10	513.479
-20	-3	2.57	513.930
-20	-1	1.67	513.931
-20	+1	1.66	513.632
-20	+3	2.54	512.650