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CanHiS: very high resolution capability for the OAGH
JOANNES BOSCO HERNANDEZ AGUILA
MIGUEL Y ROSA MARIA CHAVEZ DAGOSTINO
EMANUELE BERTONE TARICCO
RAUL MUJICA GARCIA
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Astrophysics
Instrumentation
High-resolution spectroscopy
Quasi-littrow mounting
Stellar atmospheres
Lithium abundances
In this work we present the characterization and coupling process of the Cananea High-Resolution Spectrograph (CanHiS) of the Observatorio Astrofísico Guillermo Haro (OAGH), at Cananea, Sonora, from the acquisition of the instrument at the University of Arizona (UA), until its commissioning at the OAGH and the observation of the first spectra of stellar objects, aimed at determining the abundances of individual chemical species. We first carried out a complete characterization of the opto-mechanical CanHiS properties and optical performance analysis, culminating with a comprehensive optomechanical simulation of the spectrograph, and we showed the advantages offered by CanHiS. Its principal feature is the adjustable quasi-Littrow mounting, that, combined with the use of medium-band interference filters, makes CanHiS an instrument with very high spectral resolution capabilities and efficiency (R ≈ 85000 − 190000, and ∼ 36%, respectively). Since the original opto-mechanical specifications were incomplete and not precise, we carried out a complete and detailed characterization of the whole instrument. Finally, we conducted an analytical study of the expected performance and we compared it with the results of a commisioning observing run, showing an excellent match. Once CanHiS became fully operational at the OAGH, it was used to conduct, as part of its first scientific program, observations of the 6707.7 Å lithium line in a small set of 12 solar-type stars —spectral type between G0-G3, and luminosity class V—, bright enough to allow sensitive observations at high spectral resolution with CanHiS. We also performed a theoretical study of spectroscopic indices as tools for the determination of the leading atmospheric parameters of Sun-like stars, and we demonstrated the capabilities of diagnostic diagrams of theoretical indices in the determination of effective temperature and surface gravity. The diagrams were constructed after analyzing all possible index-index combinations of a variety of spectral features in the wavelength region 3800−4700 Å, observed at a moderate spectral resolution (FWHM 2.5 Å). Aimed at validating the proposed technique, we applied a set of diagnostic diagrams to a selected sample of 40 stars of M 67 and found that, under the assumption of solar chemical composition (perfectly compatible with the metallicity of M 67), we obtain a set of atmospheric parameters consistent with those determined from high resolution studies.
Se presenta el proceso de actualización y caracterización del espectrógrafo CanHiS (Cananea High-Resolution Spectrograph), actualmente en operación en el Observatorio Astrofísico Guillermo Haro (OAGH). El proceso incluye desde que se adquirió el instrumento (donado por la Universidad de Arizona), hasta su entrada en operación y primer campaña observacional en el OAGH, dedicado a la determinación de abundancias químicas en estrellas de tipo solar. Lo primero que se realizó fue una re-caracterización opto-mecánica completa del espectrógrafo y el análisis de su desempeño óptico, que culminó con una simulación integral (óptica y mecánica) del instrumento, mostrando las ventajas de su singular configuración óptica, la montura Quasi-Littrow, que combinada con el uso de filtros de paso de banda, en vez de un dispersor cruzado, generan una muy alta resolución espectral (R ≈ 85000 − 190000) con una eficiencia muy elevada (∼ 36%). Posteriormente se realizó un estudio analítico del desempeño esperado del espectrógrafo (adaptado al telescopio de 2.1-m del OAGH), incluyendo una simulación óptica, y se comparó con el desempeño real del instrumento, mostrándose el excelente desempeño óptico de CanHiS, muy parecido a los resultados esperados. Una vez que el instrumento entró en operaciones en el OAGH, como parte de sus primer programa científico observacional, se enfocó en el análisis en la línea de Litio a 6707.7 Å (algunas veces muy débil y por lo tanto difícil del observar, como en el caso del Sol), en una pequeña muestra de 12 estrellas de tipos solar, lo suficientemente brillantes para poder ser observadas a alta resolución con CanHiS. Se realizó además un estudio teórico sobre índices espectroscópicos como herramientas en la determinación de los parámetros atmosféricos principales de estrellas de tipo solar, y se mostró el potencial de diagramas de diagnóstico formados por estos índices teóricos en la determinación de la temperatura efectiva y la gravedad. Los diagramas se construyeron luego de analizar todas las posibles combinaciones de índices de una variedad de líneas espectrales en una región de longitud de onda entre 3800−4700 Å, observadas a una resolución espectral intermedia de 2.5 Å. Para probar la validez de esta técnica, se aplicaron dichos diagramas de diagnóstico a una muestra de 40 estrellas del cúmulo abierto M 67, cerca del turn-off de este cúmulo, y se encontró que, bajo la consideración de poseer metalicidad solar
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
06-08-2015
Tesis de doctorado
Inglés
Estudiantes
Investigadores
Público en general
Hernández-Aguila JB
INSTRUMENTOS ÓPTICOS
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