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Técnicas Observacionales

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Técnicas Observacionales

G.L. Baume - 2016

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1. Técnicas generales y particulares

2. Instrumentos

Técnicas Observacionales

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

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3 G.L. Baume - 2016

1. Técnicas generales y particulares

1.1. Técnicas generales

Análisis de la Posición

Análisis del Flujo

Análisis Espectal

Análisis Polarimétrico

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 se denomina

Astrometría

Existen varias aplicaciones en Astrofísica

G.L. Baume - 2014 Astronomía Observacional:Técnicas Observacionales: Técnicas Observacionales

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Ejemplo: Miembros de un cúmulo estelar

El cambio de posición de los objetos

(moviemientos propios) permiten

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.

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).

Cúmulo Campo DSS G.L. Baume - 2014 5

1.1. Técnicas Generales

a) Análisis de la Posición

1.1. Técnicas Generales

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 más antigua de la astronomía

Generalmente, ésta es la clase de información que se obtiene de los objetos más débiles

Fotometría de imagen

Fotometría de objeto

Es la técnica que permite llegar a mayores distancias

con un dado “sistema de observación”

6 G.L. Baume - 2014 Astronomía Observacional:Técnicas Observacionales: Técnicas Observacionales

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1.1. Técnicas Generales

b) Análisis del Flujo

7 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/

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)

G.L. Baume - 2014

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 G.L. Baume - 2014 Astronomía Observacional:Técnicas Observacionales: Técnicas Observacionales

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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 9

G.L. Baume - 2014

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

1.1. Técnicas Generales

d) Análisis Polarimétrico

Polarimetría de imagen de V838 Mon 10 G.L. Baume - 2014 Astronomía Observacional:Técnicas Observacionales: Técnicas Observacionales

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1.1. Técnicas Generales

d) Análisis Polarimétrico

NGC 6231 Tr 27 Polarimetría de objeto en cúmulos abiertos 11 G.L. Baume - 2014

1.1. Técnicas Generales

d) Análisis Polarimétrico

Ejemplo:

Resultado del estudio polarimétrico en microondas de la radiación cósmica de fondo

(Marzo 2014)

G.L. Baume - 2014 Astronomía Observacional:Técnicas Observacionales: Técnicas Observacionales

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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) 13

G.L. Baume - 2014

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1. Técnicas generales y particulares

2. Instrumentos

Técnicas Observacionales

G.L. Baume - 2014 Astronomía Observacional:Técnicas Observacionales: Técnicas Observacionales

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15 G.L. Baume - 2016

3. Instrumentos

Descripción general

Son los últimos elementos del sistema de observación

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

Instrumento

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

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

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

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

VISTA camera (ESO)

REOSC (CASLEO)

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17 G.L. Baume - 2016 Sistema óptico Detector

3. Instrumentos

Esquema básico

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)

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

3. Instrumentos

Clasificiación

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

Sistema óptico

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19 G.L. Baume - 2016

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

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

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

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21 G.L. Baume - 2016

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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1. Técnicas generales y particulares

2. Instrumentos

Técnicas Observacionales

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Referencias

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