Presentaci

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Telescopios ópticos y técnicas de observación
Cúpula del 2.12m y el MEADE en OAGH, Sierra
Mariquita,Canaea, Sonora
Fotometría
Astrofotografía
Taller de Ciencia para Jóvenes 30 de julio del
2002
Espectroscopía
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Introducción
La única forma que podemos obtener información de
los objetos astronómicos es a partir de la luz
que nos llega de ellos.
NECESITAMOS ?
OJO TELESCOPIO

1. Sistema que colecte luz

1. Sistema que tome la información de la forma que
   queramos ? dispositivo para medir la luz
   (flujo).

INSTRUMENTO DETECTOR
? PLACA FOTOGRÁFICA FILTRO FOTÓMETRO CÁMARA
CCD ESPECTRÓGRAFO
Telescopio instrumento detector SISTEMA
ÓPTICO
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La ELECCIÓN de un INSTRUMENTO depende del tipo
de observación y de ciencia que queramos hacer ?
TÉCNICAS DE OBSERVACIÓN 4 tipos

• Fotometría

? las más importantes

• Espectroscopía

• Polarimetría y espectropolarimetría ? Sirve para
  medir componentes polarizadas de los objetos, en
  un rango de l (polarimetría) o en una l
  determinada (espectropolarimetría)

• Interferometría ? Sirve para mejorar la
  resolución angular de los objetos

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Reflector,1m Tonantzintla
Telescopios

• Funciones
• Captar la luz ? A mayor diámetro (D), más luz
  captan y podemos ver objetos más débiles (va con
  D2)
• Aumentar la resolución angular.
• Medir la posición de los objetos celestes
• Tipos
• Refractores. Utilizan lentes y funcionan bajo el
  principio de refracción de la luz.
• Reflectores. Utilizan espejos y funcionan bajo el
  principio de reflexión de la luz.
• Catadióptricos . Utilizan lentes y espejos

Refractor, 102 cm, Yerkes, Chicago
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Refractores

• Basan su funcionamiento en el principio de
  refracción de la luz.

i

• Utilizan dos lentes para formar la imagen de los
  objetos celestes lente objetivo y ocular. Se
  denomina apertura (D) al diámetro del objetivo.

Lente objetivo
Lente ocular
Punto focal F
?
Eje óptico
Distancia focal f
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• VENTAJAS
• No necesita mantenimiento
• Hay lentes de cualquier focal pero aumenta mucho
  el tamaño del telescopio
• Buena respuesta térmica

Refractor, 1m , Yerkes, Chicago

• DESVENTAJAS
• La luz que pasa por las lentes sufre dispersión
  ? hay pérdidas adicionales de luz.
• Los vidrios ordinarios no transmiten la luz
  Ultravioleta, limitando las observaciones en
  longitudes de onda cortas.
• Las dimensiones de los refractores están
  limitadas por el peso de las lentes, las cuales
  pueden provocar grandes distorsiones en las
  imágenes.

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Telescopios Reflectores
Espejo parabólico

• Se basan en el principio de reflexión de la luz
• Utilizan espejos, recubiertos por una delgada
  capa de aluminio
• Normalmente los espejos son parabólicos
  ?cualquier rayo que llega a la superficie del
  espejo se refleja al mismo punto (F).
• Defectos en su superficie causan aberración
  esférica (Hubble)

Con problemas
? Hoy en día todos los telescopios son de este
tipo. Principal ventaja disminuyen el tamaño del
telescopio
Sin problemas
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TIPOS DE TELESCOPIOS REFLECTORES
Foco primario
Espejo parabólico
Foco Primario. El foco se encuentra encima del
telescopio y es allí donde se coloca el
instrumento (caja del primario) . Problemas
mecánicos y que el instrumento oculta luz Foco
Newton. Utiliza un espejo plano para sacar el haz
de luz del telescopio. Problemas el telescopio
no se puede mover mucho porque se
desbalancea. Foco Cassegrain. Se utiliza un
espejo secundario parabólico para desviar el haz
de luz hacia la parte posterior el espejo
primario (F). Debido al hoyo central se pierde el
15. Ventajas como se corta el haz de luz el
tamaño del telescopio disminuye, el telescopio
esta balanceado, tienen alta resolución.
Foco Coudé. Usa espejos planos para desviar la
luz hacia un foco lejano y fijo donde se ponen
instrumentos pesados para hacer espectroscopia de
alta precisión
F
Foco Newton
Espejo plano
F
Foco Cassegrain
Espejo secundario
F
primario
Foco Coude
? Hoy en día todos los telescopios son tipo
Cassegrain
F
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Monturas
HORIZONTAL O AZIMUTAL o de Horquilla.
Un eje
es horizontal (DEC) y el segundo es vertical
(AR). VENTAJA fácil de construir y más estable
(telescopios grandes). DESVENTAJAPara compensar
el movimiento aparente de la esfera celeste el
telescopio debe moverse con velocidad variable
alrededor de los dos ejes.
ECUATORIAL. Un eje apunta hacia el PN (eje
polar). El segundo es perpendicular al primero
(eje de declinación). VENTAJA el movimiento
aparente de la esfera celeste se puede compensar
con un movimiento constante del telescopio
alrededor del eje polar. DESVENTAJA Son poco
estables si aumenta el peso (sólo telescopios
viejos)
2.12m de Cananea
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Nuevas Tecnologías
Al aumentar el diámetro de los espejos aumenta
mucho el peso de los mismo y aparecen problemas
mecánicos y técnicos posibles soluciones han
sido

• Dividir el área del espejo Un telescopio grande
  se puede dividir en telescopios más pequeños ( es
  más barato y sencillo), xEj MMT (Multi Mirror
  Telescope) Telescopio formado por 6 espejos
  pequeños de foco común.
• Espejos sementados en paneles, como el GTC
  (10.4m) y con óptica Activa.
• Óptica ADAPTATIVA Se hace un único espejo
  delgado (menisco delgado) con un sistema que
  mantiene la curvatura con un error mínimo. Se
  debe ir checando la curvatura y corrigiendo la
  forma para que el error sea lt 0.05mm. SUBARU, 8m
• Óptica ACTIVA Se consigue mejorar la imagen del
  telescopio midiendo a tiempo real el frente de
  onda y corrigiendo la forma del espejo con
  suspensores automatizados.

Diseño del espejo primario del GTC
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Telescopios en México tres grandes
observatorios

• Tonantzintla
• 1m de Tonantzintla (OAN)
• Montura de horquilla
• Foco Cassegrain
• Apertura de 1 m
• Instrumentos espectrógrafo, CCD-mil, fotómetro
• Cámara Schmidt (INAOE)
• 1m de apertura (efectivo, 80 cm)
• Montura ecuatorial
• Espejo primario esférico
• Campos de 5grados
• Placas fotográficas ( ver el acerbo de
  Tonantzintla)
• Carta del cielo (OAN)
• Refractor de 33 cm

Cámara CCD en el foco Cassegrain, 1m de
Tonantzintla
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OAGH, Cananea, Sonora (INAOE)

• Telescopio de 2.12 m
• Montura Horizontal
• Foco R-C Cassegrain
• Diámetro 2.12m
• Instrumentos Espectrógrafo, Cámara CCD, LFOSC
  (objetos débiles), cámara infrarroja, CANICA, y
  en proyecto , espectrógrafo de multifibras y
  espectrógrafo de alta resolución
• MEADE Medidor de la extinción de la atmósfera
  (16 pulgadas)

Secundario
Buscador
Primario
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OAN de San Pedro Mártir, Baja California (UNAM)
El observatorio óptico más importante de México

• 2.12 m Casi gemelo del 2.12m de Cananea
• Montura de Horquilla pero con tope
• Foco R-Ch Cassegrain
• Instrumentos Echelle, Fabry-Perot,
  Espectrógrafos de alta y resolución intermedia y
  varias cámaras CCD. Infrarrojo Camila, y
  Camaleón (Espectrógrafo)
• 1.5 m
• Instrumentos Espectrógrafo, cámara CCD y
  fotómetro
• 84 cm
• Instrumentos Espectrógrafo, cámara CCD y
  fotómetro

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PROYECTOS MEXICANOS
GTC, hoy

• OPTICO
• GTC (Observatorio del Roque de los Muchachos,
  Canarias, España) mayor telescopio óptico del
  mundo, 10.4m
• GTB (La Negra, México), 2 de 8m
• INFRAROJO
• TIM, (OAN, México) 6.4 m
• MILIMETRICO
• GTM (La Negra, México) Mayor telescopio
  milimétrico del mundo 50 m

GTM,Junio
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CONDICIONES DE UN SITIO PARA SER UN BUEN
OBSERVATORIO

• Sin nubes
• Latitud entre 10-300 N y 0-400S
• Sin humedad (sobre todo en IR y mm) ?Zonas altas
  y desérticas
• Lejos de ciudades (evitar contaminación lumínica)
• Buen seeing (turbulencia atmosférica, tiene el
  efecto de aumentar el tamaño imagen y de diluir
  la energía Buen seeing 1. El seeing mejora con
  la altura ? sobre 2 Km.)

• Zona sin montañas cercanas que produzcan
  turbulencias
• Sin árboles cercanos
• Sin viento
• Dentro de la cúpula cuidar que este bien
  ventilado y que no haya maquinas que produzcan
  calor.

• Los mejores seeing
• Hawai (EE.UU.) 0.1
• ESO (Chile) 0.2
• La Palma (España) 0.5
• SPM y Cananea (México) 0.8

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FOTOMETRÍA
La utilizamos cuando nos interesa medir los
flujos (energías ) de objetos puntuales
(estrellas) o el brillo superficial de objetos
extendidos (xEj. galaxias). Otra posible
aplicación es calcular posiciones de astros.
Instrumentos Fotómetros, filtros CCD y placas
fotográficas

• Técnicas
• Fotometría de apertura ? para objetos puntuales
• Ajuste a PSF (Point Spread Function) ? para
  objetos extendidos o en campos con muchos objetos
  y/o muy cercanos

UGC 5605
M22
Posiciones
5'
Estrella apertura - cielo
5'
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ESPECTROSCOPIA.
Mediante el uso de prismas o rejillas de
difracción conseguimos descomponer la luz que
recibimos en las distintas ? que la componen
Espectro distribución de intensidad en l o n
Espectro de una A0
?Ha
La utilizamos cuando nos interesa ver la energía
que se emite o se absorbe en cada l. Esta
distribución se relaciona con diferentes
procesos. Quiero determinar composición,
abundancias químicas, condiciones físicas de las
regiones que emiten, tipo de objeto, corrimiento
al rojo, velocidades (anchuras de líneas)...
Instrumentos Espectrógrafos y cámara CCD o
placa fotográfica
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Proceso de reducción
Imagen sin corregir
Imagen reducida
Una vez tomamos la imagen en una cámara CCD y
antes de empezar a trabajar con ella, debe
limpiarse de todos los efectos que introducen los
detectores ? REDUCCIÓN

• Corregir de
• BIAS
• DARK
• FLAT-FIELD
• Rayos Cósmicos

Proceso de Análisis Tratamiento de los datos de
forma científica
? IRAF ?