Espectroscopia de Campo Integral y de Múltiples Objetos

La espectroscopia de campo integral y de múltiples objetos multiplica la eficiencia de los espectrógrafos al registrar un espectro en cada punto a través de un campo pequeño, o para muchos objetivos separados a la vez.

Definition

La espectroscopia de campo integral registra un espectro para cada elemento espacial a través de un campo contiguo, produciendo un cubo de datos de posición y longitud de onda, mientras que la espectroscopia de múltiples objetos registra espectros de muchos objetivos discretos simultáneamente utilizando fibras o múltiples rendijas.

Scope

Este tema abarca las unidades de campo integral construidas a partir de matrices de microlentes, haces de fibras o rebanadores de imagen que producen un espectro en cada muestra espacial, los cubos de datos tridimensionales resultantes, los espectrógrafos de múltiples objetos que utilizan fibras configurables o posicionadores robóticos o máscaras de rendija, y los desafíos de reducción de datos y sustracción del cielo que plantean estas técnicas.

Core questions

• ¿Cómo se puede obtener un espectro en cada punto de un campo a la vez?
• ¿En qué se diferencian las unidades de campo integral de microlentes, fibras y rebanadores de imagen?
• ¿Cómo se registran simultáneamente los espectros de cientos de objetivos?
• ¿Qué desafíos de reducción de datos introducen estas técnicas?

Key theories

Reformateo de campo integral

Las matrices de microlentes, los haces de fibras o los rebanadores de imagen reorganizan el campo bidimensional para que un espectrógrafo convencional pueda dispersar cada muestra espacial, reconstruyendo un cubo de datos de posición-posición-longitud de onda.

Espectroscopia de objetivos multiplexados

Las fibras posicionadas por robots o placas de conexión, o las máscaras de múltiples rendijas, introducen la luz de muchos objetivos en un espectrógrafo a la vez, aumentando la velocidad de los estudios para la espectroscopia en órdenes de magnitud.

Sustracción y reducción del cielo

Debido a que las fibras y las rebanadas muestrean diferentes partes del cielo y del instrumento, la sustracción precisa del fondo y la calibración fibra a fibra son esenciales para recuperar espectros débiles.

Clinical relevance

Estas técnicas impulsan grandes estudios espectroscópicos de galaxias y estrellas y el estudio espacialmente resuelto de galaxias, nebulosas y cúmulos; los cubos de datos de campo integral mapean los campos de velocidad y la composición a través de objetos extendidos en una sola exposición.

History

La espectroscopia de campo integral fue pionera con el instrumento TIGER en las décadas de 1980 y 1990, y le siguieron los rebanadores de imagen y los grandes sistemas de fibra. Los espectrógrafos de múltiples objetos con cientos o miles de fibras ahora impulsan importantes estudios que mapean las posiciones y movimientos de un vasto número de galaxias y estrellas.

Key figures

• Roland Bacon
• Guy Monnet

Seminal works

• bacon1995
• eversberg2015

Frequently asked questions

¿Qué es un cubo de datos en espectroscopia de campo integral?

Es un conjunto de datos tridimensional con dos ejes espaciales y un eje de longitud de onda, de modo que cada punto en el campo de imagen tiene un espectro completo. Cortar el cubo en una longitud de onda produce una imagen, mientras que extraer un punto espacial produce un espectro, lo que permite a los astrónomos mapear cómo varían la composición y el movimiento a través de un objeto.

¿Cómo acelera la espectroscopia de múltiples objetos los estudios?

En lugar de observar un objetivo a la vez, las fibras configurables o las máscaras de múltiples rendijas introducen la luz de muchos objetivos en un solo espectrógrafo a la vez. Un estudio que tomaría años estrella por estrella se puede completar mucho más rápido registrando cientos o miles de espectros por exposición.