Espectroscopia de Campo Integral e de Múltiplos Objetos

A espectroscopia de campo integral e de múltiplos objetos multiplica a eficiência dos espectrógrafos ao registrar um espectro em cada ponto de um pequeno campo, ou para muitos alvos separados simultaneamente.

Definition

A espectroscopia de campo integral registra um espectro para cada elemento espacial em um campo contíguo, produzindo um cubo de dados de posição e comprimento de onda, enquanto a espectroscopia de múltiplos objetos registra espectros de muitos alvos discretos simultaneamente usando fibras ou múltiplas fendas.

Scope

Este tópico abrange unidades de campo integral construídas a partir de arranjos de microlentes, feixes de fibras ou fatiadores de imagem que produzem um espectro em cada amostra espacial, os cubos de dados tridimensionais resultantes, espectrógrafos de múltiplos objetos usando fibras configuráveis ou posicionadores robóticos ou máscaras de fenda, e os desafios de redução de dados e subtração do céu que essas técnicas impõem.

Core questions

• Como um espectro pode ser obtido em cada ponto de um campo de uma só vez?
• Como as unidades de campo integral de microlentes, fibras e fatiadores de imagem diferem?
• Como os espectros de centenas de alvos são registrados simultaneamente?
• Que desafios de redução de dados essas técnicas introduzem?

Key theories

Reformatação de campo integral

Arranjos de microlentes, feixes de fibras ou fatiadores de imagem rearranjam o campo bidimensional para que um espectrógrafo convencional possa dispersar cada amostra espacial, reconstruindo um cubo de dados de posição-posição-comprimento de onda.

Espectroscopia de alvo multiplexada

Fibras posicionadas por robôs ou placas de encaixe, ou máscaras de múltiplas fendas, alimentam a luz de muitos alvos em um único espectrógrafo, aumentando a velocidade de levantamento para espectroscopia em ordens de magnitude.

Subtração e redução do céu

Como as fibras e fatias amostram diferentes partes do céu e do instrumento, a subtração precisa do fundo e a calibração fibra a fibra são essenciais para recuperar espectros fracos.

Clinical relevance

Essas técnicas impulsionam grandes levantamentos espectroscópicos de galáxias e estrelas e o estudo espacialmente resolvido de galáxias, nebulosas e aglomerados; cubos de dados de campo integral mapeiam campos de velocidade e composição em objetos estendidos em uma única exposição.

History

A espectroscopia de campo integral foi pioneira com o instrumento TIGER nas décadas de 1980 e 1990, e fatiadores de imagem e grandes sistemas de fibra se seguiram. Espectrógrafos de múltiplos objetos com centenas a milhares de fibras agora impulsionam grandes levantamentos mapeando as posições e movimentos de um vasto número de galáxias e estrelas.

Key figures

• Roland Bacon
• Guy Monnet

Seminal works

• bacon1995
• eversberg2015

Frequently asked questions

O que é um cubo de dados em espectroscopia de campo integral?

É um conjunto de dados tridimensional com dois eixos espaciais e um eixo de comprimento de onda, de modo que cada ponto no campo imageado possui um espectro completo. Fatiar o cubo em um comprimento de onda fornece uma imagem, enquanto extrair um ponto espacial fornece um espectro, permitindo que os astrônomos mapeiem como a composição e o movimento variam em um objeto.

Como a espectroscopia de múltiplos objetos acelera os levantamentos?

Em vez de observar um alvo por vez, fibras configuráveis ou máscaras de múltiplas fendas alimentam a luz de muitos alvos em um único espectrógrafo simultaneamente. Um levantamento que levaria anos, estrela por estrela, pode ser concluído muito mais rapidamente registrando centenas ou milhares de espectros por exposição.