Calibraciones del espectrógrafo Boller & Chivens
7 de marzo 2002
Michael Richer
Resumen
El estado del espectrógrafo es
ahora muy parecido al que tenía en febrero 2001. Es decir, la eficiencia sigue
mala en el ultravioleta, pero es aceptable a partir del azul. Determinamos una
escala de placa de 1.05 segundos/pixel para el CCD SITe3 y medimos una resolución instrumental de 1.6±0.2 pixeles con este mismo detector.
Detalles
La noche del 30 de enero,
calibramos siete rejillas del espectrógrafo Boller
& Chivens y medimos la escala de
placa en el eje espacial.
El detector fue el CCD SITe3. La noche parece haber
sido fotométrica, aunque la transparencia fue mejor durante la segunda mitad de
la noche cuando calibramos las rejillas en el rojo. La noche del 4 de marzo,
calibramos dos rejillas más y la rejilla 600/13.0 en segundo orden. Esta noche tambíen parece haber sido fotométrica. En la tarde del 7 de
marzo, medimos la resolución instrumental del espectrógrafo.
La tabla y la figura que siguen muestran las eficiencias medidas. En todos casos, las rejillas
están indicadas según su número de líneas/mm y su
ángulo de blaze, p.ej., la
rejilla 300/4.30 es la rejilla con 300 l/mm y ángulo
de blaze de 4.30 grados. En la tabla, el color de los
números indica el filtro que se usó para determinar la eficiencia: no se usó un filtro si los
números están en negro, se usó el filtro BG39
si los números están en azul, el filtro GG455 si los números están en verde, el filtro OG550
si los números están en naranja y el filtro RG630 si los números están en rojo.
Las eficiencias medidas sin filtro al rojo de 7300Å no son muy confiables
debido a contaminación por segundo orden. El
incertidumbre en estas eficiencias es probablemente del orden de 10%.
Medimos estas eficiencias con una
rendija ancha de 700 micras, por lo cual no se debería esperar alcanzarlas con
fuentes puntuales en una rendija angosta.
En el caso de fuentes puntuales, se espera una eficiencia más baja,
hasta posiblemente un factor de 2-3, dependiendo de los tamaños relativos de la
rendija y del seeing.
Para fuentes resueltas, sí se espera alcanzar la eficiencia indicada en
la tabla y la figura debido a la mejor iluminación de la rendija.
Las eficiencias indican la
fracción de fotones detectados a una longitud de onda dada. Es decir, con la
rejilla 300/4.30 en una longitud de onda de 4000Å, se detectan 2% de los
fotones que llegan al espejo primario del telescopio. De la misma manera, a
4000Å, con la rejilla 600/13.0 en segundo orden con el filtro BG39, se detectan
1.2% de los fotones que llegan al espejo primario del telescopio.
Es evidente que se debe
generalmente seleccionar la rejilla según la necesidad de resolución espectral,
porque no hay grandes diferencias de eficiencia para la mayoría de las
rejillas. Para una resolución espectral dada, es obviamente ventajoso
seleccionar una rejilla optimizada para el rango espectral de interés, p.ej., el azul o el rojo. El único caso que parece salir de
esta regla concierna la rejilla 1200/26.1 en primer orden y la rejilla 600/13.0
en segundo orden en el azul. Ambas configuraciones dan la misma resolución
espectral, pero es la rejilla 600/13.0 en segundo orden con el filtro BG39 que
es la más eficiente de las dos para longitudes de onda al azul de 4800Å.
En el ultravioleta, parece que la
eficiencia de la óptica de la cámara es el factor que determina la eficiencia
del espectrógrafo. En comparación con las calibraciones de la eficiencia con el
CCD Thomson 2k, vemos solamente una mejora pequeña en
el ultravioleta que se debe a la diferencia en las eficiencias cuánticas de los
dos CCDs. Que la eficiencia sigue mala en el
ultravioleta, a pesar del aluminizado del colimador
en mayo del 2001, indica que la culpa queda con la óptica de la cámara del
espectrógrafo. El "vado" a 4700Å parece debido a la respuesta del CCD
SITe3, dado que aparece en todas las curvas de
eficiencia con este CCD mientras que no aparece en ninguna de las curvas de
eficiencia con el CCD Thomson 2k .
Dado que las curvas de eficiencia
suben fuertemente en el ultravioleta y azul, es extremadamente importante
utilizar un filtro para quitar la contaminación por segundo orden a longitudes
de onda al rojo de 7300Å si se espera una calibración fotométrica creíble. La
divergencia de las curvas de eficiencia para las dos rejillas de 150 l/mm al rojo de 7500Å, notablemente el cambio de pendiente a
9500Å, demuestra cuanto importante puede ser este efecto: a 1 micra, ¡90% de la
"eficiencia" de la rejilla 150/2.09 (sin filtro) se debe a
contaminación por segundo orden!
La
noche del 30 de enero, observamos también dos pares de estrellas en el cúmulo
NGC 2422 para medir la escala de placa con la rejilla 300/4.30. De los pares de
estrellas del Hubble Guide Star Catalogue (5409-01941, 5409-01929) y (5409-02533,
5409-02339), medimos una escala de placa de 1.05 segundos/pixel
en el eje espacial. El CCD SITe3 tiene pixeles de 24 micras.
La tarde del 6 de marzo, tomamos espectros de la lámpara de HeAr con la rejilla 1200/26.1 a través rendijas de
distintas anchuras entre 60 y 500 micras. Suponiendo que se puede considerar el
perfil instrumental tanto como el perfil de la rendija como gausianas,
calculamos que el perfil instrumental intrínseco es del orden de 1.6 pixeles. La experiencia muestra que esta anchura mínima del
perfil depende de la calidad del foco de la cámara del espectrógrafo y del
ángulo de la rejilla y que puede variar por ±0.2 pixeles
alrededor del valor de 1.6 pixeles cuando la cámara
está bien enfocada. En cuanto al enfoque de la cámara, ahora se hace moviendo e
inclinando la botella del CCD para que, idealmente, el plano que define el CCD coincide con el plano focal de la cámara. Esta maniobra
requiere el técnico mecánico de precisión y el foco obtenido parece depender
fuertemente de la temperatura ambiente. Una consecuencia es que no se
debe mover el colimador.
Como consecuencia del punto
anterior, tampoco no se debería esperar un foco espacial menor que 1.6±0.2 pixeles.
Es un gran placer agradecer a
Salvador Monrroy por su ayuda con las observaciones
durante ambas noches y a Alan Watson para su ayuda en
determinar el perfil instrumental.
|
150/2.09 |
150/3.43 |
300/4.30 |
400/6.50 |
400/9.73 |
400/13.9 |
600/8.63 |
600/13.0 |
1200/26.1 |
|
|
3400 |
0.00017 |
|
0.00017 |
0.00020 |
|
|
|
|
|
|
3500 |
0.00041 |
|
0.00038 |
0.00044 |
|
|
|
0.00048 |
|
|
3600 |
0.0011 |
|
0.00099 |
0.0011 |
|
|
|
0.00078 |
0.00023 |
|
3700 |
0.0029 |
|
0.0026 |
0.0029 |
0.00017 |
|
0.0030 |
0.0016 |
0.00059 |
|
3727 |
0.0037 |
|
0.0033 |
0.0037 |
0.00023 |
|
0.0040 |
0.0019 |
0.00074 |
|
3800 |
0.0070 |
|
0.0063 |
0.0069 |
0.00052 |
|
0.0074 |
0.0038 |
0.0014 |
|
3900 |
0.015 |
|
0.013 |
0.014 |
0.0014 |
|
0.014 |
0.0079 |
0.0027 |
|
4000 |
0.025 |
|
0.023 |
0.024 |
0.0030 |
|
0.024 |
0.012 |
0.0049 |
|
4100 |
0.037 |
|
0.034 |
0.036 |
0.0056 |
|
0.034 |
0.017 |
0.0073 |
|
4200 |
0.048 |
|
0.048 |
0.049 |
0.0093 |
|
0.047 |
0.020 |
0.010 |
|
4300 |
0.059 |
|
0.055 |
0.056 |
0.013 |
|
0.055 |
0.021 |
0.012 |
|
4400 |
0.067 |
|
0.064 |
0.062 |
0.017 |
|
0.063 |
0.022 |
0.014 |
|
4500 |
0.072 |
|
0.072 |
0.071 |
0.022 |
|
0.068 |
0.023 |
0.016 |
|
4600 |
0.077 |
|
0.072 |
0.072 |
0.025 |
|
0.069 |
0.023 |
0.017 |
|
4700 |
0.084 |
|
0.078 |
0.078 |
0.030 |
|
0.074 |
0.022 |
0.019 |
|
4800 |
0.10 |
|
0.099 |
0.094 |
0.042 |
|
0.092 |
0.025 |
0.024 |
|
4861 |
0.12 |
|
0.12 |
0.11 |
0.053 |
|
0.11 |
0.028 |
0.031 |
|
4900 |
0.13 |
|
0.13 |
0.12 |
0.059 |
|
0.12 |
0.029 |
0.035 |
|
5000 |
0.15 |
|
0.14 |
0.13 |
0.068 |
|
0.13 |
0.027 |
0.044 |
|
5100 |
0.16 |
|
0.14 |
0.14 |
0.076 |
|
0.14 |
0.023 |
0.055 |
|
5200 |
0.16 |
|
0.15 |
0.14 |
0.083 |
|
0.14 |
0.020 |
0.062 |
|
5300 |
0.16 |
|
0.15 |
0.14 |
0.089 |
|
0.14 |
0.018 |
0.064 |
|
5400 |
0.16 |
0.0071 |
0.15 |
0.14 |
0.099 |
|
0.16 |
0.015 |
0.060 |
|
5500 |
0.17 |
0.039 |
0.15 |
0.14 |
0.100 |
|
0.15 |
0.013 |
0.057 |
|
5600 |
0.17 |
0.072 |
0.14 |
0.14 |
0.097 |
|
0.15 |
|
|
|
5700 |
0.17 |
0.089 |
0.14 |
0.13 |
0.100 |
|
0.15 |
|
|
|
5800 |
0.16 |
0.099 |
0.14 |
0.13 |
0.10 |
|
0.14 |
|
|
|
5900 |
0.16 |
0.10 |
0.15 |
0.13 |
0.11 |
|
0.14 |
|
|
|
6000 |
0.16 |
0.11 |
0.14 |
0.12 |
0.11 |
|
0.14 |
|
|
|
6100 |
0.16 |
0.11 |
0.13 |
0.11 |
0.11 |
|
0.13 |
|
0.052 |
|
6200 |
0.16 |
0.11 |
0.13 |
0.11 |
0.11 |
|
0.13 |
0.075 |
0.056 |
|
6300 |
0.16 |
0.11 |
0.12 |
0.10 |
0.11 |
|
0.12 |
0.12 |
0.056 |
|
6400 |
0.16 |
0.11 |
0.12 |
|
0.13 |
|
0.12 |
0.14 |
0.056 |
|
6500 |
0.15 |
0.11 |
0.11 |
|
0.13 |
|
0.11 |
0.14 |
0.055 |
|
6563 |
0.15 |
0.11 |
0.11 |
|
0.13 |
|
0.11 |
0.14 |
0.055 |
|
6600 |
0.15 |
0.11 |
0.11 |
|
0.13 |
|
0.10 |
0.14 |
0.054 |
|
6700 |
0.14 |
0.11 |
0.11 |
|
0.13 |
|
0.098 |
0.14 |
0.051 |
|
6800 |
0.13 |
0.10 |
0.10 |
|
0.13 |
|
0.088 |
0.14 |
0.047 |
|
6900 |
0.12 |
0.098 |
0.098 |
|
0.13 |
|
0.077 |
0.11 |
0.042 |
|
7000 |
0.11 |
0.093 |
0.092 |
|
0.12 |
|
0.068 |
0.096 |
0.037 |
|
7100 |
0.11 |
0.089 |
0.085 |
|
0.12 |
|
0.063 |
0.100 |
0.033 |
|
7200 |
0.10 |
0.085 |
0.079 |
|
0.11 |
0.075 |
|
0.097 |
0.031 |
|
7300 |
0.094 |
0.080 |
0.073 |
|
0.11 |
0.076 |
|
0.093 |
|
|
7400 |
0.085 |
0.072 |
0.067 |
|
0.10 |
0.077 |
|
0.089 |
|
|
7500 |
0.077 |
0.065 |
0.062 |
|
0.094 |
0.075 |
|
0.081 |
|
|
7600 |
0.069 |
0.059 |
0.057 |
|
0.087 |
0.073 |
|
0.074 |
|
|
7700 |
0.063 |
0.054 |
0.052 |
|
0.079 |
0.069 |
|
0.065 |
|
|
7800 |
0.057 |
0.049 |
0.047 |
|
0.071 |
0.066 |
|
0.058 |
|
|
7900 |
0.052 |
0.044 |
0.042 |
|
0.064 |
0.063 |
|
0.053 |
|
|
8000 |
0.047 |
0.039 |
0.037 |
|
0.057 |
0.058 |
|
0.046 |
0.017 |
|
8100 |
0.043 |
0.035 |
0.031 |
|
0.051 |
0.052 |
|
0.039 |
0.013 |
|
8200 |
0.039 |
0.031 |
0.027 |
|
0.046 |
0.047 |
|
0.039 |
0.010 |
|
8300 |
0.034 |
0.028 |
0.024 |
|
0.041 |
0.043 |
|
0.036 |
0.0090 |
|
8400 |
0.031 |
0.024 |
0.021 |
|
0.037 |
0.040 |
|
0.033 |
0.0081 |
|
8500 |
0.027 |
0.021 |
0.019 |
|
0.033 |
0.037 |
|
0.030 |
0.0070 |
|
8600 |
0.024 |
0.017 |
0.017 |
|
0.029 |
0.034 |
|
0.027 |
0.0056 |
|
8700 |
0.022 |
0.015 |
0.015 |
|
0.026 |
0.031 |
|
0.024 |
0.0044 |
|
8800 |
0.020 |
0.013 |
0.013 |
|
0.023 |
0.029 |
|
0.021 |
0.0036 |
|
8900 |
0.019 |
0.012 |
0.011 |
|
0.021 |
0.027 |
|
0.019 |
0.0031 |
|
9000 |
0.018 |
0.010 |
0.0099 |
|
0.018 |
0.024 |
|
0.017 |
0.0031 |
|
9100 |
0.017 |
0.0084 |
0.0085 |
|
0.016 |
0.021 |
|
0.015 |
0.0027 |
|
9200 |
0.016 |
0.0069 |
0.0071 |
|
0.013 |
0.018 |
|
0.012 |
0.0025 |
|
9300 |
0.015 |
0.0057 |
|
|
|
|
|
|
|
|
9400 |
0.014 |
0.0049 |
|
|
|
|
|
|
|
|
9500 |
0.013 |
0.0042 |
|
|
|
|
|
|
|
|
9600 |
0.013 |
0.0035 |
|
|
|
|
|
|
|
|
9700 |
0.014 |
0.0027 |
|
|
|
|
|
|
|
|
9800 |
0.014 |
0.0021 |
|
|
|
|
|
|
|
|
9900 |
0.015 |
0.0016 |
|
|
|
|
|
|
|
|
10000 |
0.016 |
0.0012 |
|
|
|
|
|
|
|
|
10100 |
0.016 |
0.00084 |
|
|
|
|
|
|
|
|
10200 |
0.016 |
0.00051 |
|
|
|
|
|
|
|
|
10300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|