eShel


El espectrógrafo eShel es el equipo más versátil para la toma de espectros estelares en el Observatorio de la Universidad de los Andes. Con éste, se realizan desde proyectos de estudiantes de primer semestre hasta mediciones con fines investigativos.

Descripción del equipo:

El instrumento “eShel” (fabricado por la firma francesa Shelyak Instruments) consta de tres elementos básicos: 

- Un espectrógrafo de tipo “echelle” (incluye cámara CCD)

- Una unidad de acople al telescopio

- Una unidad de calibración con varias lámparas para tomar espectros de referencia.

 

 

Figura 1: a) Espectrógrafo de tipo “echelle”, b) Unidad de acople al telescopio, c) Unidad de calibración.

Además, como se ve en la imagen 1b se usan dos fibras ópticas: Una lleva la luz de la lámpara de calibración a la unidad de acople, y la otra va de allí al espectrógrafo. La conexión mediante fibra óptica evita que el espectrógrafo tenga que ser colgado directamente del telescopio; eso implica menos carga para el telescopio, y además evita que el espectrógrafo se mueva durante la sesión de observación. 

La unidad de acople, que conecta la fibra al telescopio, incluye un espejo y una cámara de video para encontrar la estrella, enfocarla, y ubicarla sobre la fibra.

Para la obtención de espectros de calibración se usa la unidad de calibración que produce luz de una lámpara de torio y argón, y espectros continuos de un bombillo de tungsteno y un conjunto de LEDs azules. Esta luz de referencia va por una segunda fibra óptica a la unidad de acople. Allí hay un espejo móvil con el cual se puede elegir si la fibra del espectrógrafo recibe luz del telescopio o de la fibra de calibración. El hecho de enviar la luz de calibración a través de la unidad de acople permite intercambiar las fuentes de luz sin necesidad de tocar el espectrógrafo, lo cual es importante para evitar cualquier deformación o desajuste del instrumento entre la toma del espectro de calibración y la del espectro del objeto. El espectrógrafo está ubicado en un lugar aislado donde nadie lo toca.

Respecto al funcionamiento del espectrógrafo, a diferencia de la mayoría de los espectrógrafos, eShel tiene una combinación de densidad baja y orden alto (la rejilla de difracción tiene sólo 79 surcos por milímetro, pero usa los órdenes de n = 32 a n = 52). Los varios órdenes superpuestos se separan en dirección transversal por medio de un prisma: si la dispersión espectral es horizontal, el prisma ubica los órdenes menores (de λ mayor) más arriba y los órdenes mayores (de λ menor) más abajo. De esta manera, en una misma imagen sale el espectro completo partido en muchos segmentos.

La siguiente imagen muestra el espectro continuo de un bombillo de tungsteno tomado con el instrumento eShel. Cada franja corresponde a un determinado valor de “n” (es un número entero llamado “orden espectral”): la franja superior corresponde a  n=30 y la inferior a  n=49.

La imagen que sigue muestra el espectro de una lámpara fluorescente (bombillo ahorrador) con vapor de mercurio:

Para recorrer el espectro en orden creciente de λ, se comienza abajo a la izquierda y se termina arriba a la derecha. Es evidente que el sistema de eShel combina una buena resolución con una amplia cobertura espectral.

Para más información sobre eShel, su proceso de calibración, detalle teórico de su funcionamiento, software y reducción de espectros, puede visitar la sección de Documentación, donde encontrará el manual de usuario y la dirección a la página oficial del espectrógrafo.