4 de abril 2001

Michael Richer

richer@astrosen.unam.mx

Con la publicación de las curvas de eficiencía del espectrógrafo Boller & Chivens en febrero 2001, resultó muy evidente que tenía una caida dramática de su sensibilidad al azul de 4000Å. Considerando las seis calibraciones en el azul, la sensibilidad cae por un factor de 43 ± 8 en promedio entre 4400Å y 3727Å. Dado el número de investigaciones de gas ionizado que se hacen con este espectrógrafo, esta caida tiene un impacto fuerte sobre la ciencia de mucha gente. Por eso, vale la pena entender el origen del problema.

• Podemos exculpar las rejillas mismas. Si consideramos las seis calibraciones en el azul, vemos que tienen un comportamiento muy similar a pesar de las propiedades ópticas de las distintas rejillas. Para todas las rejillas calibradas, la eficiencia cae hacia el azul en primer orden. Sin embaro, hay dos calibraciones en segundo orden para las cuales las rejillas tienen eficiencias teóricas que suben hacia el azul y, no obstante, esas calibraciones caen de manera muy similar a los otros casos. (Para las eficiencias teóricas de las rejillas, ver el manual impreso.)
• Podemos exculpar la (famosa) lente de campo, porque no estuvo puesto para ninguna de las calibraciones ya publicadas.
• Podemos exculpar los filtros. Dado sus curvas de transmisión, ninguno tiene una caida en el azul como se ve en la respuesta del espectrógrafo.
• Podemos exculpar el CCD Thomson 2k porque no vemos una caida particularmente notable en su respuesta en imagen directa. Según su curva de eficiencia cuántica, debería caer por un factor de menos de 3 entre 4400Å y 3727Å.
• Podemos exculpar la atmósfera porque introduce un factor de sólo 1.2 en extinción relativa entre 4400Å y 3727Å (ver la curva de extinción de SPM).
• Podemos exculpar la óptica del telescopio. La gráfica que sigue compara la respuesta en función de longitud de onda de los espectrógrafos B&Ch y echelle. Más precisamente, las curvas son funciones de sensibilidades para ambos espectrografos. Notar que el eje vertical es la sensibilidad instrumental en magnitudes (positivas) según la notación normal de IRAF. La línea continua representa la respuesta del B&Ch y la línea punteada la respuesta del echelle. La curva para el B&Ch es la calibración para la rejilla 400/6.50. La curva para el echelle está basada en observaciones de estrellas estándares que obtuvieron Leonid Georgiev y Anabel Arrieta en enero del 2001. Para ambas calibraciones, se usó el CCD Thomson 2k. Notar que la normalización vertical de las dos funciones de sensibilidad es arbitrario. Además, la calibración del B&Ch está basada en observaciones de estrellas estándares a través una rendija de 9" mientras que una rendija de 2" fue utilizada para la calibración del echelle, por lo cual es muy probable que se perdió parte del flujo para las observaciones con el echelle. Lo que importa es el comportamiento relativo en función de longitud de onda. La caida en funcion de longitud de onda que se ve con el echelle es más o menos lo que se esperaría dado la atmósfera, el CCD y la respuesta teórica del espectrógrafo. Vemos que la sensibilidad del B&Ch cae por alrededor de 4 magnitudes (un factor de 43) mientras que la del echelle cae por solamente alrededor de 2 magnitudes (un factor de 6.3). (Comparamos los máximos para cada orden del echelle con la respuesta del B&Ch.) Entonces, la caida de la sensibilidad del B&Ch es un factor de 7 mayor a la caida esperada.

En efecto, la gráfica arriba indica que la caida en la sensibilidad del B&Ch se debe a su propia óptica, porque la única diferencia entre las calibraciones para los dos espectrógrafos es el cambio de la óptica de los espectrógrafos.

En resumen, todo parece indicar que la fuerte caida de la sensibilidad del espectrógrafo B&Ch en el azul se debe a su propia óptica.

Agradezco a Alan Watson para varias discusiones y a Leonid Georgiev y Anabel Arrieta para el prestamo de sus observaciones de estrellas estándares con el echelle.