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Nuevo instrumento astronómico captura detalles sin precedentes de una estrella rica en químicos

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Un espectrógrafo de última generación inicia sus operaciones en Gemini Sur, Chile.

Gemini Sur, uno de los telescopios ópticos-infrarrojos más poderosos y productivos del mundo recibió una importante actualización con la instalación exitosa de un nuevo espectrógrafo de alta resolución llamado GHOST, el cual fue construido por un consorcio internacional de científicos. Este instrumento científico de vanguardia va a expandir la comprensión humana sobre las primeras estrellas, las huellas químicas de sistemas planetarios distantes y la formación y evolución de las galaxias. Gemini Sur es la mitad austral del Observatorio internacional Gemini, que opera AURA y NOIRLab de NSF en Chile.

El instrumento más nuevo del telescopio Gemini Sur, llamado GHOST (o Gemini High-resolution Optical SpecTrograph, por sus siglas en inglés) completó su primera observación capturando detalles impresionantes de una estrella extraordinariamente brillante y químicamente compleja llamada HD 222925, ubicada a más de 1.400 años luz en dirección a la constelación sureña de Tucana. Esta estrella es un excelente ejemplo del tipo de objeto que GHOST va a investigar. Gemini Sur es una parte del Observatorio internacional Gemini que es operado por NOIRLab de NSF.

“Este es un hito importante para los astrónomos del mundo que confían en Gemini Sur para estudiar el Universo desde su posición privilegiada en Chile”, expresó la Directora del Observatorio Gemini, Jennifer Lotz. “Una vez que este instrumento de próxima generación esté en servicio, será un componente esencial de las herramientas que utilizan los astrónomos”, agregó.

Los espectrógrafos se encuentran entre los instrumentos científicos más importantes en toda la astronomía. A diferencia de las cámaras de alta resolución que capturan impresionantes detalles de estrellas y galaxias distantes, los espectrógrafos analizan con precisión el espectro de la luz que emiten estos objetos, revelando información detallada sobre su composición química, movimiento y rotación, y de sus contrapartes antiguas en los límites del universo observable. 

Con una resolución espectral diez veces superior a la de GMOS, el otro espectrógrafo principal de Gemini, GHOST es el es el espectrógrafo de alta resolución más sensible en todo el rango de longitud de onda óptica de cualquiera de los espectrógrafos actualmente en operaciones en telescopios de tamaño similar [1].

El instrumento también proveerá observaciones de seguimiento de objetivos cruciales de diversos estudios actuales y futuros, tales como el Estudio del Legado del Espacio y Tiempo del Observatorio Vera C. Rubin, el estudio SkyMapper, y GAIA. El instrumento es de acceso abierto, lo que significa que cualquier investigador con un caso científico convincente puede presentar propuestas de observación para utilizar el instrumento en su investigación. NOIRLab proporcionará un canal de reducción de datos para los astrónomos que utilicen el instrumento.

El equipo GHOST es liderado por Óptica Astronómica Australiana (AAO por sus siglas en inglés) de la Universidad Macquarie, que incluye al Centro de Investigación Astronómica y Astrofísica Herzberg del Consejo de Investigación Nacional de Canadá (NRC, por sus siglas en inglés), y que fue responsable de la construcción del espectrógrafo, además de la Universidad Nacional Australiana (ANU), que lideró el software de reducción de datos y del sistema de control del instrumento.

El diseño y construcción de GHOST comenzó en 2010 y tomó 10 años completarlo. El instrumento se entregó a Gemini Sur a comienzos de 2020, pero las restricciones de la pandemia de COVID-19 obligó a los equipos de Canadá y Australia a esperar hasta comienzos de 2022. Con su instalación exitosa y las primeras observaciones, el equipo de puesta en marcha puso a GHOST a prueba para verificar que sus sistemas funcionan de acuerdo a como fueron diseñados. Una vez que se complete el proceso de puesta en marcha, GHOST se unirá al conjunto de instrumentos ópticos e infrarrojos avanzados de Gemini Sur y se ofrecerá a los astrónomos para su uso. 

“La instalación y la puesta en marcha han tardado mucho en llegar, pero el equipo ha estado trabajando de manera eficiente y rápida. Fue un día realmente especial cuando vimos nuestro primer arcoiris del instrumento”, expresó Steve Margheim, científico del proyecto GHOST en NOIRLab.

Por su parte el Jefe del Programa Gemini en la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos, Martin Still, expresó que “con la exitosa puesta en marcha de GHOST, la NSF felicita al equipo del instrumento por brindar a la comunidad astronómica internacional una mayor capacidad para explorar planetas, estrellas y galaxias. Esperamos ansiosamente los nuevos descubrimientos”.

Se espera que GHOST esté disponible para la comunidad astronómica durante la primera mitad de 2023.

Notas

[1] GHOST es un espectrógrafo echelle que está compuesto por tres componentes principales: la unidad Cassegrain que se encuentra instalada en el telescopio; el banco del espectrógrafo, ubicado en el laboratorio del pilar para la estabilidad de la longitud de onda y de las imágenes; y un cable de fibra óptica que conecta ambos.

Enlaces

Contactos

Jennifer Lotz
Director, International Gemini Observatory
Correo electrónico: jennifer.lotz@noirlab.edu

Amanda Kocz
Communications Manager
NSF’s NOIRLab
Tel: +1 520 318 8591
Correo electrónico: amanda.kocz@noirlab.edu

Los dos espectros de GHOST. Este mosaico muestra los dos espectros que GHOST obtuvo de HD 222925, una estrella extraordinariamente brillante y químicamente compleja. Esta estrella es un excelente ejemplo del tipo de objeto que investigará GHOST. Los dos espectros de GHOST que se muestran aquí, y que se produjeron en la misma observación, miden la luz desde alrededor de 350 nm hasta alrededor de 1015 nm. La luz que es "más azul" que 380 nm es ultravioleta y es invisible para nuestros ojos. La luz que es "más roja" que alrededor de 750 nm, es infrarroja y también es invisible para nuestros ojos. Las líneas oscuras en el arcoíris son como las huellas dactilares de los gases presentes en la estrella, que incluyen hidrógeno, calcio, hierro y oro. Credit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/GHOST Consortium

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The two GHOST spectra (labeled). This mosaic shows the two GHOST spectra of HD 222925, a remarkably bright, chemically complex star. This star is a prime example of the type of object that GHOST will investigate. The dark lines in the rainbow are absorption lines — fingerprints of the gasses present in the star, including hydrogen, calcium, and also numerous metals like iron and gold. To the right a number of features from molecules in the Earth’s own atmosphere are seen. Any ground-based observation is subject to contamination from telluric (Earth-originating) sources like water vapor and oxygen. The effect of these lines is normally removed in subsequent steps of the analysis process. Credit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/GHOST Consortium

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El espectro completo de GHOST. La imagen muestra una representación de todo el espectro que obtuvo GHOST de HD 222925, una estrella extraordinariamente brillante y químicamente compleja. Esta estrella es un excelente ejemplo del tipo de objeto que investigará GHOST. El espectro mide la luz desde cerca de 350 nm hasta cerca de 1015 nm. La luz que es más “azul” que 380 nm es ultravioleta y es invisible para nuestros ojos. La luz que es más “roja” que alrededor de 750 nm es infrarroja y también es invisible para nuestros ojos. La línea ondulada representa los datos medidos que revelan información detallada sobre la composición química de la estrella. Credit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/GHOST Consortium

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Diagram of GHOST. Este diagrama muestra los tres componentes de GHOST y cómo están organizados en Gemini Sur. GHOST es un espectrógrafo echelle que está formado por tres componentes principales: la unidad Cassegrain que está instalada en el telescopio; el banco del espectrógrafo que se ubica en el laboratorio del pilar del telescopio, para estabilidad de las imágenes y de las longitudes de ondas; y un cable de fibra óptica que une ambos. Credit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/GHOST Consortium

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GHOST instalado en Gemini Sur. El personal de NOIRLab en el piso del telescopio con el instrumento GHOST a sus espaldas. Credit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/M. Paredes

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Cosmoview Episodio 48: Nuevo instrumento astronómico captura detalles sin precedentes de una estrella rica en químicos. Credit: Imágenes y Videos: International Gemini Observatory/PROGRAM/NOIRLab/NSF/AURA, S. Brunier/Digitized Sky Survey 2, E. Slawik, J. da Silva (Spaceengine), NASA’s Goddard Space Flight Center/Scott Wiessinger, J. Bassett, Caltech/IPAC Procesamiento de imágenes: T.A. Rector (University of Alaska Anchorage/NSF’s NOIRLab), M. Zamani (NSF’s NOIRLab) & D. de Martin (NSF’s NOIRLab) Música: Stellardrone - Airglow

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