Técnicas Observacionales

Astronomía Observacional: Técnicas Observacionales: Técnicas Observacionales G.L. Baume - 2016 Técnicas Observacionales 1 Astronomía Observacional:

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Astronomía Observacional: Técnicas Observacionales: Técnicas Observacionales G.L. Baume - 2016

Técnicas Observacionales

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Técnicas Observacionales

1. Técnicas generales y particulares

2. Instrumentos

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1. Técnicas generales y particulares 1.1. Técnicas generales  Análisis de la Posición

 Análisis del Flujo

 Análisis Espectal  Análisis Polarimétrico

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1.1. Técnicas Generales a) Análisis de la Posición  Se refiere a localización de un cuerpo celeste respecto a un determinado sistema de coordenadas  Normalmente Astrometría

se

denomina

 Existen varias Astrofísica

aplicaciones

en

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1.1. Técnicas Generales a) Análisis de la Posición Ejemplo: Miembros de un cúmulo estelar

DSS

 El cambio de posición de los objetos propios) permiten (moviemientos discriminar estrellas miembros (cúmulo) y estrellas no miembros (campo) en la dirección de un determinado cúmulo estelar  El método es aplicable cuando los errores en los movimientos propios son muy bajos.

Cúmulo

Campo

Discriminación de miembros en NGC 6397 a partir de los movimientos propios a partir de datos del HST en 1994 y 1997 (King et al. 1998).

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1.1. Técnicas Generales Fotometría de imagen

b) Análisis del Flujo  Se refiere a la medida del número de fotones por unidad de tiempo  En el óptico se denomina Fotometría  Es la técnica astronomía

más

antigua

de

la

 Generalmente, ésta es la clase de información que se obtiene de los objetos más débiles Es la técnica que permite llegar a mayores distancias con un dado “sistema de observación” Fotometría de objeto

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1.1. Técnicas Generales b) Análisis del Flujo  Es la técnica que permite llegar a mayores distancias con un dado “sistema de observación”  Ejemplo 1: CL J1449+0856: Este es el cúmulo de galaxias más distante (z = 2.07). Localizado a aproximadamente 3000 millones de años luego del Big Bang. (Diciembe 2010)

Instrumento: VIMOS y FORS2 del VLT – ESO http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/1011/1011.1837v2.pdf http://noticiasdelaciencia.com/not/610/el_cumulo_de_gala xias_maduro_mas_distante/

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1.1. Técnicas Observacionales b) Análisis del Flujo  Ejemplo 2: UDFj-39546284 Este es el objeto más distante detectado. Se trata de una galaxia compacta de estrellas azules presente 480 millones de años luego del Big Bang (Enero de 2011)

Distancia: 13.2 millones de años luz http://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/science/farthest-galaxy.html 8

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1.1. Técnicas Generales c) Análisis Espectral  Se refiere a la separación de los fotones con diferente longitud de onda  Usualmente se denomina Espectroscopía  De acuerdo a los objetos que se estudian en cada observacion se tiene: • Espectroscopía mono-objeto • Espectroscopía multi-objeto • Espectroscopía de ranura • Espectroscopía de campo  De acuerdo a la dispersión utilizada se tiene: • Espectroscopía de baja dispersión • Espectroscopía de alta dispersión  La astrofísica esta basada casi totalmente en los logros de la espectroscopía • Composición química • Campos de velocidad • Turbulencias • Temperatura, presión, gravedad • Campos magnéticos

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1.1. Técnicas Generales d) Análisis Polarimétrico  Medida del porcentaje de polarización de la radiación recibida y del ángulo de la misma  Usualmente se denomina Polarimetría • Polarimetría de objeto • Polarimetría de imagen o de ranura  La polarización provee información acerca: • De regiones de emisión particulares • Del camino recorrido por la luz • Campos magnéticos • Scattering • Estructuras de granos de polvo, etc  La polarización presenta problemas de detección en el caso de muy bajas o en altas energias

Polarimetría de imagen de V838 Mon 10

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1.1. Técnicas Generales d) Análisis Polarimétrico

Tr 27

Polarimetría de objeto en cúmulos abiertos NGC 6231 11

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1.1. Técnicas Generales d) Análisis Polarimétrico Ejemplo: Resultado del estudio polarimétrico en microondas de la radiación cósmica de fondo (Marzo 2014)

http://nextbigfuture.com/2014/03/big-bang-gravity-waves-may-have-been.html

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1. Técnicas generales y particulares 1.2. Técnicas Particulares  Fotometría Rápida: Obtención de sucesivas “imágenes” o medidas de intensidad a intervalos de tiempo muy cortos (p.e.: variables rápidas; “speckle imaging”)  Espectroscopía Rápida: Obtención de sucesivos espectros a intervalos de tiempo muy cortos (p.e.: flares solares, variables eruptivas, fenómenos de acreción, fuentes de rayos X)  Espectroscopía e Imagen: Obtención de imágenes simultaneas en diferentes longitudes de onda (p.e.:electroheliogramas de actividad solar, mapeo de la corona solar en diferentes líneas de emisión en rayos X, mapeo de la velocidad de HI en la Galaxia)  Espectrofotometría: Obtención del comportamiento absoluto de la intensidad en función de la longitud de onda  Espectropolarimetría: Obtención tanto del comportamiento relativo de la intensidad como de la polarización en función de la longitud de onda  Interferometría: Obtención y combinación de la radiación electromagntética proveniente de una dada fuente por diferentes caminos para mejorar las mediciones (usualmente la posición o la resolución angular)

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1. Técnicas generales y particulares

2. Instrumentos

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3. Instrumentos Descripción general  Son los últimos elementos sistema de observación

del

 Con ellos se materializa el empleo de la técnica a llevar a cabo Instrumento

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3. Instrumentos  Cámara: Dispositivo para obtener (y posteriormente almacenar) la imagen de objetos celestes. Esta permite estudios de: • La posición • La morfología o distribución espacial (en el caso de objetos extendidos) y/o • El brillo total o su variación espacial

VISTA camera (ESO)

 Fotómetro: Instrumento para medir la intensidad de la luz incidente (normalmente de objetos individuales) utilizando diferentes filtros

REOSC (CASLEO)

 Espectrógrafo: Instrumento para dispersar la luz incidente para obtener una medida de la intensidad en función de la longitud de onda  Polarímetro: Instrumento para medir el grado de polarización de la luz inidente GMOS (Gemini)

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3. Instrumentos Esquema básico Sistema óptico

Se pueden distinguir dos elementos:  Sistema óptico Este depende de la función que desempeña el instrumento. Puede consistir en filtros, redes de difracción, polarizadores y otros elementos auxiliares  Detector Este depende del rango espectral de trabajo y7o características particulares (fotomultipicadora, CCD, CMOS, etc)

Detector

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3. Instrumentos Clasificiación Sistema óptico

Se pueden distinguir dos tipos de instrumentos:  Instrumentos dedicados Son aquellos que solo desempeñan una única función con leves variantes  Instrumentos multimodo o multiproposito Son aquellos que admiten diferentes modos de funcionamiento alterando el sistema óptico interno

Detector

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3. Instrumentos Ejemplos  CASLEO: http://www.casleo.gov.ar/instru.php • CCD Directo: Imagen directa • REOSC DS/DC: Espectrógrafo (disp. simple y cruzada) • EBASIM: Espectrógrafo de banco • CASPROF: Fotopolarímetro • CASPOL: Fotopolarímetro

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3. Instrumentos Ejemplos  Gemini: http://www.gemini.edu/node/10002  Norte  GMOS (visible)

Imagen directa Espectrógrafo multiobjeto Espectroscopia de ranura larga Espectroscopia de campo integrado

 GNIRS (infrarrojo) Imagen directa Espectroscopía (varios modos)  NIFS: (infrarrojo) Espectrografo de campo integrado  NIRI: (infrarrojo)

Imagen directa

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3. Instrumentos Ejemplos  Gemini: http://www.gemini.edu/node/10002  Sur  FLAMINGOS-2: (infrarrojo) Imagen directa Espectrógrafo multiobjeto  GMOS (visible)

Imagen directa Espectrógrafo multiobjeto Espectroscopia de ranura larga Espectroscopia de campo integrado

 GPI: (infrarrojo)

Imagen directa, Espectrografo Polarímetro

 GSAOI (infrarrojo) Imagen directa de alta resolución

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2. Instrumentos

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