{"id":18716,"date":"2018-11-29T08:50:35","date_gmt":"2018-11-29T11:50:35","guid":{"rendered":"http:\/\/www.astrofisicamas.cl\/?p=18716"},"modified":"2023-08-04T21:33:23","modified_gmt":"2023-08-04T21:33:23","slug":"fast","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/astrofisicamas.cl\/en\/fast\/","title":{"rendered":"Nuestra investigaci\u00f3n: FAST: Fully automatic Spectrograph for Transient"},"content":{"rendered":"

Por Jos\u00e9 Antonio Araiza Dur\u00e1n, investigador posdoctoral de MAS y Universidad Andr\u00e9s Bello<\/strong><\/em><\/h4>\n

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Existe una gran cantidad de fuentes visibles en el cielo que emiten luz de forma variable con respecto al tiempo y el estudio de su variaci\u00f3n forma parte de una valiosa herramienta que nos permite caracterizar la f\u00edsica de dicha fuente. El universo cercano es un laboratorio ideal para estudiar estos tr\u00e1nsitos dado que combina la alta resoluci\u00f3n espacial con la posibilidad de descubrir estas fuentes transientes justo despu\u00e9s de haber explotado y de monitorear el evento por un largo tiempo. Los actuales sistemas de monitoreo de campo amplio descubren en el cielo cientos de fuentes transientes por a\u00f1o. Sin embargo, dado a que los instrumentos de espectroscop\u00eda empleados por la comunidad astron\u00f3mica tienen una alta demanda y no son de r\u00e1pido acceso es que esto representa un limitante para el estudio de dichas fuentes.<\/strong> Por medio de una pronta respuesta con los instrumentos necesarios, dichas fuentes reci\u00e9n descubiertas podr\u00edan ser clasificadas y caracterizarlas de forma m\u00e1s precisa. En respuesta a esta necesidad, el Espectr\u00f3grafo Completamente Automatizado para Tr\u00e1nsitos (FAST, por sus siglas del ingl\u00e9s \u201cFully Automatic Spectrograph for Transient\u201d) nos proveer\u00e1 los espectros de los tr\u00e1nsitos en cuesti\u00f3n de minutos<\/strong> por medio de un sistema automatizado que no necesitar\u00eda intervenci\u00f3n humana. Debido a la naturaleza de la ciencia que se realizar\u00e1 con el instrumento, FAST ser\u00e1 un espectr\u00f3grafo de baja resoluci\u00f3n con m\u00faltiples modos de poder resolutor (R~250 y R~1000 considerando 6500\u00c5) \u00a0que cubrir\u00e1 un rango espectral que va desde los 3800\u00c5 a los 9200\u00c5.<\/p>\n

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Figura 1. Telescopio PROMPT-7. a) Telescopio, b) Parte posterior del telescopio con el componente que permite la separaci\u00f3n de los tres caminos \u00f3pticos, y c) Acercamiento a la estructura de los tres caminos \u00f3pticos.<\/figcaption><\/figure>\n

Despu\u00e9s de ardua b\u00fasqueda de un telescopio rob\u00f3tico que hospede al espectr\u00f3grafo, se lleg\u00f3 a un acuerdo con el Director de la Red de Telescopios Rob\u00f3ticos Skynet, Dan Reichart, para usar el telescopio PROMPT-7.<\/strong> El telescopio es un F\/7 de tipo Cassegrain, y utiliza una serie de lentes correctores con el fin de alcanzar un desempe\u00f1o de calidad de imagen limitada por las condiciones de cielo a lo largo de 1.5 grados. Este es un telescopio rob\u00f3tico que tiene control automatizado por computadora v\u00eda remota, y la precisi\u00f3n del guiado alcanza 0.4 arc sec RMS en un lapso de 5 minutos. FAST estar\u00e1 conectado al telescopio por medio de un espejo terciario que desviar\u00e1 la luz 90 grados para formar una imagen en la entrada del espectr\u00f3grafo (vea la Figura 2). El espejo terciario es un espejo el\u00edptico de 46mm x 33mm de di\u00e1metro, que con estas dimensiones alcanza a recibir un campo de visi\u00f3n de 11 x 11 arc min aproximadamente considerando un campo circular libre de vi\u00f1eteo.<\/p>\n

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Figura 2.Estructura de los tres caminos \u00f3pticos con FAST instalado. El camino \u00f3ptico del lado opuesto es ocupado por la c\u00e1mara de guiado, la cual no se muestra en el dibujo<\/figcaption><\/figure>\n

FAST es un instrumento completamente di\u00f3ptrico que trabajar\u00e1 con m\u00faltiples modos de poder resolutor y con la capacidad de trabajar en modo imagen directa. Por el momento, FAST est\u00e1 considerando trabajar en modo espectroscop\u00eda con una sola rendija de 1.5 arc sec. El colimador producir\u00e1 un haz paralelo de 15mm de di\u00e1metro el cual incidir\u00e1 y cruzar\u00e1 por un filtro o un elemento dispersor de tipo grism (dependiendo de la modalidad de trabajo) y ser\u00e1 enfocado en el detector conservando la misma escala de placa que el telescopio. Al conservar el mismo N\u00famero F del telescopio obtenemos un pixel que estar\u00eda correspondiendo a 0.5 arc sec de cielo, esto considerando un tama\u00f1o de pixel de 13 \u03bcm. La curva de eficiencia cu\u00e1ntica del detector indica que el rango espectral en que trabajaremos se encuentra por encima del 40% de eficiencia. En cuanto a los criterios de calidad de imagen en modo imagen directa, el 80% de la energ\u00eda se encuentra concentrada en una c\u00edrculo de 0.5 arc sec de di\u00e1metro, mientras que en los bordes del campo alcanza 0.9 arc sec aproximadamente. El desenfoque producido por los filtros y los grism al ser introducidos en el camino \u00f3ptico se espera que sea despreciable.<\/p>\n

Entre los principales retos del dise\u00f1o del instrumento se encuentran al considerar los requisitos de la ciencia y la estructura del telescopio. Primero que nada, el espectr\u00f3grafo deber\u00e1 entregar una r\u00e1pida respuesta de la clasificaci\u00f3n espectral de objetos transientes de baja luminosidad (m ~17) lo cual indica que el dise\u00f1o \u00f3ptico deber\u00e1 priorizar el tener una alta eficiencia del instrumento. Segundo, el telescopio PROMPT-7 tiene un di\u00e1metro de apertura de 800mm con una montura de tenedor ecuatorial y por tanto un espacio muy limitado en donde se pueden colocar nuevos instrumentos. Con la finalidad de poder mantener la precisi\u00f3n del guiado y el desempe\u00f1o \u00f3ptimo del telescopio, es que se considerar\u00e1 el utilizar la soluci\u00f3n m\u00e1s compacta y ligera. En resumen, el dise\u00f1o \u00f3ptico de FAST tiene que cumplir con el criterio de calidad \u00f3ptico, tener una alta eficiencia en cuanto a la recolecci\u00f3n de luz, y buscar una soluci\u00f3n compacta y ligera.<\/p>\n

El instrumento FAST es un proyecto liderado por Giuliano Pignata, investigador asociado MAS, y los cient\u00edficos involucrados directamente en el grupo de trabajo son: Jos\u00e9 A. Araiza (Parte \u00d3ptica) y Anna Brucalassi (Parte Mec\u00e1nica y de Ciencia). En adici\u00f3n, se tiene una colaboraci\u00f3n con Andrea Bianco y Alessio Zanutta, miembros del Instituto Nazionale di Astrofisica – Breira (Italia), quienes fueron los encargados de dise\u00f1ar y caracterizar los elementos dispersores bajo estudio que se utilizar\u00e1n en FAST.<\/strong> Actualmente el proyecto acaba de pasar de la etapa de dise\u00f1o a la etapa previa a la construcci\u00f3n, entre las actividades que se realizan en esta etapa son: an\u00e1lisis de tolerancia, dibujos finales, estudio de la expectativa de desempe\u00f1o real, as\u00ed como de conseguir las cotizaciones finales de los elementos que constituyen al instrumento. Durante el primer semestre del a\u00f1o 2019 se espera comenzar la construcci\u00f3n de instrumento con la intensi\u00f3n de que sea instalado en el segundo semestre. FAST permitir\u00e1 a los investigadores del MAS obtener los primeros espectros de seguimiento de los tr\u00e1nsitos brillantes que se presenten de manera pronta y de esta forma maximizar el retorno cient\u00edfico de tales descubrimientos.<\/strong><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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