The Gemini Multi-Object Spectrograph GMOS

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The Gemini Multi-Object Spectrograph

GMOS

Visão geral Componentes Imageamento Modos espectroscópicos

o Fenda longa, MOS, IFU

o Nod & Shuffle (fenda longa, MOS, IFU)

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Rio de Janeiro, março de 2009 Ricardo Schiavon 22

Gemini Multi-Object Spectrograph

GMOS Norte

GMOS Sul

- GMOS-N Instrument Scientist - Kathy Roth

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GMOS

Primeiro instrumento do Gemini (N and S)

Região espectral útil: 360nm - 1000nm (≥ 400nm) Modos de observação

Imageamento direto (5.5’ x 5.5’)

Espectroscopia: fenda longa, MOS, IFU (N & S)

Ruído de leitura e amostragem variáveis

Detetores: três 2048x4608 E2V (formerly EEV) chips (6144 x4608 pixels) - 13.5µm

Escala de placa 0.0727”/pix (GMOS-N), 0.073”/pix (GMOS-S)

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GMOS – Estrutura mecânica

Filtros

Redes _CCDs

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Componentes: filtros

Sloan: u’, g’, r’, i’, z’

Banda larga: GG455, OG515, RG610, RG780

Outros filtros: CaT. Ha, HaC, OIII, OIIIC, SII (os três últimos serão comissionados no Norte este ano)

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Componentes: Máscaras

Fenda longa: padrão

Larguras de 0.25”, 0.5”, 0.75”, 1”, 1.5”, 2” e 5” Fendas para N&S: 0.5”, 0.75”, 1”, 1.5’’ and 2”.

Comprimento: 108” (1/3 do CCD na direção y).

Multi-object spectroscopy (MOS)

Máscaras podem ser elaboradas com base em imageamento com GMOS (melhor) ou outros instrumentos (limitado)

Largura de fenda 0.5” ou maior

Desenho de máscara baseado no gmmps, fornecido pelo Gemini

Nod & shuffle: Fenda longa e MOS, para melhor subtração do céu (IFU somente no GMOS-S)

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GMOS: MOS

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Nod & Shuffle

Método transcende design original do GMOS

Subtração precisa das linhas de emissão telúrica. Técnica importada do infravermelho

Diferença: detetor não é lido após cada

deslocamento do telescópio

A imagem resultante contém dois espectros observados em cada fenda da máscara

Os espectros são armazenados em diferentes partes do CCD, sendo registrados pelo mesmo número de

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Nod: Movimento do telescópio no céu, frequentemente na direção da fenda

Shuffle: Deslocamento da carga no detetor, frequentemente na direção vertical

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Nod & Shuffle

Uma versão óptica de uma prática comum no IR

Tempos de exposição curtos devido à variação temporal das linhas de céu

Move o telescópio ao longo da fenda e subtrai as exposições subsequentes

Ao contrário do IV, CCDs não podem ser lidos tão rapidamente, ou tão frequentemente, devido ao ruído de leitura.

Franjas no vermelho distante

N&S ao invés de várias leituras sucessivas do CCD

Expõe na posição “A”

Move o tel. Para a posição “B” e desloca eletrônicamente a carga detectado na posição “A” para uma parte não exposta do CCD, armazenando informação enquanto executa a exposição na posição “B”

Volta para a posição “A” e traz a carga de volta para a posição anterior, recomeçando a exposição na posição “A”

Itera

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Subtração do fundo de céu - Demonstração

A B

A−B

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Resíduos menores

QuickTime™ and a TIFF (Uncompressed) decompressor

are needed to see this picture.

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GMOS components: gratings

Grating Rul. Dens.

Line/mm [Angstroms]Blaze wave. R [Angstroms]Coverage [Angs/pix]Dispersion B1200 1200 4630 3744 1430 0.23 R831 831 7570 4396 2070 0.34 B600 600 4610 1688 2760 0.45 R600 600 9260 3744 2860 0.47 R400 400 7640 1918 4160 0.67 R150 150 7170 631 10710 1.74

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IFU: Espectroscopia de campos resolvidos

espacialmente: em mode de duas fendas, campo de 5"x7", fenda única: 5"x3.5".

1500 fibras. Lenslets hexagonais. Cobertura: 400-1100 nm.

Dois campos separados por 1 arcmin.

Alvo 5”x7” (1000 lenslet). Céu 5”x3.5” (500 lenslet).

GMOS-S IFU: N&S capabilities: FOV: 5”x5”.

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GMOS setup e overheads

Conselho válido para todos os instrumentos:

Escreva uma justificativa científica convincente

Calcule o tempo de exposição necessário para atingir os objetivos científicos

Inclua o setup time (movimento do telescópio e outros overheads)

Tempo de leitura - varia com instrumento e configuração GMOS: tempo para mudar filtros, redes e máscaras

Tempo para aplicar pequenos deslocamentos no céu (offsets)

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Observando com o GMOS

Imageamento:

Definir filtros, padrão do mosaico, e deslocamentos Deslocamentos tem de ser grandes o suficiente para

corrigir para os gaps entre CCDs

Bias e flats de céu sáo considerados baseline

calibrations e não devem ser incluídos no programa

Espectroscopia (fenda longa, MOS and IFU):

Acquisição

Exposições ”científicas”

Incluem GCAL flat (Nighttime Partner calibration) Lâmpadas de calibração são opcionais – portanto

pagos pelo programa se incluídos na sequência

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Observando com o GMOS

IFU: Lâmpadas - incluir na sequência noturna

Deslocamento em lâmbda, para evitar perda de

informação devido aos gaps

Calibrações diúrnas (grátis)

Bias, CuAr, flats de céu (imageamento)

Calibrações noturnas, pagas pelo país-membro

GCAL flat: incluído na sequência noturna

Padrões espectrofotométricas (calibração relativa) -requer uma sequência de aquisição, devem ser

incluídas no programa

MOS: 3 lambdas cetrais para cobrir toda a região espectral requerida.

Calibrações noturnas pagas pelo programa:

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At 900nm - fringing amplitude is 76%.!!!

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Rio de Janeiro, março de 2009 Ricardo Schiavon 2424 At 900nm - fringing amplitude is 76%.!!!

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Informações Importantes

Variações no nível do bias

GMOS-N: 2-6 ADU Varia com CCD GMOS-S : 2-6 ADU

Os três CCDs variam da mesma forma

Refração diferencial

Afetam observações no azul (u’, g’, B600, B1200) a grandes massas de ar

Afetam:

Qualidade das imagens em boas condições de seeing

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Refração Diferencial: Banda i’

Modelo para banda i’, seeing 0.3 arcsec

Massa de ar 1.05

Massa de ar 1.5

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Refração Diferencial: Banda g’

Modelo para banda g’, seeing 0.3 arcsec

Massa de ar 1.05

Massa de ar 1.5

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Refração Diferencial: Espectroscopia

Observação executada com fenda quase alinhada com

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Refração Diferencial: Espectroscopia

Observação executada com

fenda nao alinhada ao ângulo

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