Doutorado: Estudo e caracterização do instrumento Brazilian Tunable Filter Imager

Data: 
07/05/2015 - 10:00
Local: 
Sala 15 do IAG (Rua do Matão, 1226, Cidade Universitária)

Defesa de tese de doutorado
Aluno: Bruno Corrêa Quint
Programa: Astronomia
Título: Estudo e caracterização do instrumento Brazilian Tunable Filter Imager

Comissão julgadora
Profa. Dra. Claudia Lucia Mendes de Oliveira – IAG/USP
Prof. Dr. Jacques Raymond Daniel Lépine – IAG/USP
Prof. Dr. Roberto Dell' Aglio Dias da Costa – IAG/USP
Prof. Dr. Fabricio Ferrari – FURG/Rio Grande-RS
Prof. Dr. Bruno Vaz Castilho de Souza – LNA/Itajubá-MG
 
Resumo
Apresentamos neste trabalho um estudo sobre o instrumento astronômico chamado Brazilian Tunable Filter Imager, ou BTFI, desenhado e construído para trabalhar junto ao telescópio SOAR (SOuthern Astrophysical Research Telescope), no Chile. Como o seu próprio nome indica, o BTFI é um dispositivo que captura imagens utilizando um filtro espectral ajustável. O conceito de “filtro ajustável” envolve o fato de que podemos obter imagens variando continuamente o comprimento de onda selecionado. Para isto, o BTFI utiliza dois módulos: um Fabry-Perot, para dados com alta resolução espectral, e um novo tipo de filtro espectral ajustável chamado imaging Bragg Tunable Filter (iBTF), para dados com baixa resolução espectral.
O iBTF consiste em um dispositivo que utiliza duas redes de difração holográficas paralelas em si de modo que o feixe colimado proveniente do telescópio atravesse as duas sequencialmente. Ao passar pela primeira, a luz sofre difração. Este efeito é cancelado ao passar pela segunda rede recuperando, assim, a informação espacial para um certo comprimento de onda. Para um determinado par de redes, a seleção do comprimento de onda que chega aos detectores é feita através do ângulo de incidência da luz com elas.
Já o FP consiste em duas placas de vidro cilíndricas e coaxiais dispostas de modo a formarem uma cavidade óptica entre elas. A luz colimada que vem do telescópio passa pela primeira placa, sofre múltiplas reflexões nesta cavidade e, devido ao efeito de interferência ondulatória que ali ocorre, somente alguns comprimentos de ondas são transmitidos. Aqui, a seleção do comprimento de onda é dado através da variação da largura desta cavidade óptica.
Com estes dois filtros, o BTFI fornece cubos de dados com resolução espectral média de 17 no intervalo de 3800 Å e 6200 Å e de 2000 no intervalo de 6364 Å e 7044 Å com o iBTF. O BTFI conta com dois FPs: um com resolução espectral de 9500 dentro de um intervalo especral livre de 11,20 Å e outro com resolução espectral de 4400 dentro de um intervalo espectral livre de 49,6 Å.
Além disso, o BTFI faz uso de dois detectores do tipo Electron Multiplier que permitem rápida leitura das imagens com baixo ruído. O campo de observação com o BTFI é de 3 x 3 minutos de arco com uma amostragem de 0,12 segundos de arco por píxel. A largura da point-spread-function (PSF) instrumental foi medida abaixo de 0,3 segundos de arco.
Após a descrição e a caracterização da parte opto-mecânica do instrumento, apresentaremos também alguns dados observacionais obtidos com o BTFI bem como uma descrição do processo envolvido na redução destes dados. Por fim, teremos uma análise dos pontos críticos necessários para a entrega do BTFI à comunidade astronômica brasileira.
 
Palavras chave: Instrumentação Astronômica, Fabry-Perot, Óptica