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lunes, diciembre 5, 2022
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Japón creó un nuevo instrumento que captura luz de muchas estrellas para el telescopio Subarú

La colaboración internacional para desarrollar el Prime Focus Spectrograph (PFS) ha marcado un hito significativo en las pruebas al tomar con éxito espectros de estrellas objetivo.

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El PFS se montará en el Telescopio Subaru de 8,2 m en la cumbre de Mauna Kea, Hawái. Cuando esté terminado, el instrumento utilizará alrededor de 2.400 fibras ópticas para tomar exposiciones simultáneas de una gran cantidad de objetos celestes en el cielo nocturno, como estrellas y galaxias, y dividir su luz en sus diversas longitudes de onda. El conjunto de datos resultante se llama «espectro», que les dice a los investigadores varios detalles de un objeto celeste, incluido su movimiento, parámetros físicos y edad.

Figura 1. Resultados de la observación de un campo de NGC 1980. Esta es la imagen CCD sin sustracción del cielo procesada por ISR (eliminación de la firma del instrumento) de una exposición de 300 segundos de la cámara roja del módulo de espectrógrafo 1, que muestra claramente una número de espectros de las estrellas sobre y a través de las fibras. Crédito: Proyecto PFS
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Usando el PFS, los investigadores podrán descubrir información que solo se puede ver con espectros y no visualmente en imágenes. El equipo ha estado realizando pruebas en el telescopio desde 2018, pero ninguna ha sido más importante que su última prueba para capturar la luz de los objetos celestes en el PFS.

A fines de septiembre de este año, el equipo realizó observaciones de ingeniería en el Telescopio Subaru, donde realizaron escaneos de trama. Estos escaneos permiten a los investigadores probar qué tan bien alineado está su instrumento con los objetos que deberían capturar. Las fibras se colocan donde los investigadores creen que los objetos objetivo deberían existir en el plano focal del Prime Focus Instrument (PFI), luego el telescopio se difumina en un patrón de cuadrícula en el cielo y se toma una exposición del espectrógrafo en cada posición difuminada. Esto permite al equipo medir la discrepancia entre la posición real de la fibra y la posición real del objetivo.

Después de comenzar a tomar datos, el equipo continuó tomando más conjuntos de datos de escaneo ráster en muchas estrellas brillantes para corregir los errores y aplicar posibles optimizaciones, hasta que finalmente estuvieron satisfechos de que el instrumento había podido colocar las fibras con bastante precisión en sus objetivos.

«Los esfuerzos del equipo nuevamente fueron excelentes. Esta ejecución de septiembre se programó recientemente, pero reoptimizaron de manera eficiente las prioridades y los planes y completaron las tareas requeridas tanto en hardware como en software a tiempo. Y, de hecho, la ejecución fue exitosa y productiva. Yo mucho Los aprecio y estoy muy orgulloso de los miembros del equipo», dijo Naoyuki Tamura, director de proyecto de PFS y profesor asociado del proyecto Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe.

Figura 2. Este es el resultado de un escaneo de trama en el campo de NGC 1980. La imagen muestra una colección de conjuntos de datos de 3×3 sobre el campo de visión, cada uno de los cuales indica cuánta luz entró en cada fibra que observó una estrella brillante. Se asigna un color más brillante a un punto de datos donde se detectó más luz de la estrella a través de la fibra. El punto de datos más brillante se ve cerca del centro de la matriz de 3×3 en la mayoría de los casos y esto significa que las fibras se colocan a las de las estrellas en el plano focal con una precisión razonable. Crédito: Proyecto PFS
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Tamura dijo que este hito sigue siendo el resultado de un solo campo con una configuración de fibra específica. La alineación de la fibra con las estrellas aún no ha alcanzado niveles satisfactorios.

«Pero este es claramente un logro muy alentador. Basado en el hecho de que hemos podido capturar la luz estelar de nuestros objetos objetivo usando el PFS, diría que el equipo ha logrado Ingeniería Primera Luz y pasó al siguiente régimen del instrumento. puesta en servicio», dijo Tamura.

«Aunque PFS alberga alrededor de 2400 fibras, la proporción del área total ocupada por las fibras en el campo de visión de PFS es solo alrededor del 0,01 % (1/10 000). En otras palabras, incluso si observamos el cielo a ciegas con PFS, las fibras no pueden capturar la luz de los objetos (estrellas y galaxias) en el cielo. Esto está diseñado para observar de manera eficiente objetos débiles en el universo. El equipo de PFS dirigido por Naoyuki logró determinar con precisión la relación entre las posiciones de las fibras y las posiciones de estrellas en el cielo. Este éxito de la puesta en marcha de la observación es un gran primer paso hacia el objetivo final de revelar la naturaleza de la energía oscura que ocupa el universo actual a partir del mapa tridimensional del universo construido por PFS. Muy emocionante «, dijo Masahiro Takada, científico del proyecto PFS y profesor de Kavli IPMU.

«Es muy emocionante ver que podemos capturar la luz de las estrellas en nuestro espectrógrafo. Allana el camino hacia una ciencia asombrosa para que comprendamos cómo se formaron las estrellas y las galaxias, por qué el universo actual está envejeciendo, qué es la materia oscura y dónde. el universo se dirige. Este hito marca una increíble cantidad de trabajo realizado por nuestro equipo. Fue posible gracias a los esfuerzos en los posicionadores de fibra desarrollados por JPL y Caltech, la cámara y el espectrógrafo desarrollados por John Hopkins, Princeton y LAM, las fibras ópticas por el equipo brasileño y Prime Focus Instrument de ASIAA, Taiwán. No puedo agradecer más a todos los miembros del equipo», dijo Hitoshi Murayama, investigador principal de PFS y profesor de Kavli IPMU.

Figura 3. Imagen esquemática de los instrumentos PFS. Crédito: Proyecto PFS/Kavli IPMU/NAOJ

«Es realmente motivador para aquellos de nosotros que planeamos la ciencia futura con PFS ver fotones reales de objetos astrofísicos que han sido recolectados por las fibras ópticas individuales y transmitidos a través de los espectrógrafos a los detectores como resultado de la integración de un instrumento notable y un poderoso telescopio. Apreciamos enormemente el increíble esfuerzo del equipo del instrumento», dijo el copresidente del Grupo de Trabajo de Evolución de la Galaxia de PFS y Profesor Asociado de Kavli IPMU, John Silverman.

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Los datos que el equipo tomó durante esta observación continuarán siendo analizados y discutidos cuidadosamente.

Los subcomponentes y subsistemas del PFS han sido y aún están siendo construidos, ensamblados y probados por instituciones colaboradoras en los EE. UU., Francia, Brasil y Taiwán, antes de enviarse al Telescopio Subaru. Las operaciones están programadas para comenzar alrededor de 2024.

Proporcionado por Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe.

Con información de Phys.org

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Skycr_editorhttps://hdavila.com/
Homer Dávila. Máster en geología. Miembro de la International Meteor Organization. Astronomía, radioastronomía, cosmología y ciencia planetaria.
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