El Grupo de Telescopios Isaac Newton (ING) y el equipo del instrumento WEAVE presentan las observaciones de primera luz con el citado espectrógrafo, informa en su página web. WEAVE, explica, es un potente espectrógrafo multifibra de última generación instalado en el telescopio William Herschel (WHT) del Observatorio del Roque de Los Muchachos, situado en las cumbres de Garafía, que “se está poniendo en servicio y ya genera datos de alta calidad”. En sinergia “con el satélite Gaia de la Agencia Espacial Europea, el modo MOS de WEAVE se utilizará para obtener espectros de varios millones de estrellas en el disco y el halo de nuestra galaxia anfitriona, lo que permitirá la arqueología de la Vía Láctea. Se estudiarán galaxias cercanas y lejanas, algunas detectadas por el radiotelescopio LOFAR para conocer la historia de su crecimiento”.
Las primeras observaciones de luz, señala, se llevaron a cabo con “su gran haz de fibra de unidad de campo integral (LIFU), uno de los tres sistemas de fibra de WEAVE. Cuando se usa el LIFU, 547 fibras ópticas estrechamente empaquetadas transmiten la luz en un área hexagonal del cielo al espectrógrafo, donde se analiza y registra”.
El LIFU, añade, estaba dirigido a las constelaciones “NGC 7318a y NGC 7318b, dos galaxias en el corazón del Quinteto de Stephan, un grupo de galaxias en interacción. Se ha observado con Hubble, Spitzer, Chandra y muchos otros telescopios, y recientemente con JWST. También es famoso por su papel cinematográfico en la película navideña de 1946 It's a Wonderful Life . El grupo, a 280 millones de años luz de la Tierra en la constelación de Pegaso, está experimentando una gran colisión de galaxias y proporciona un laboratorio natural para las consecuencias de las colisiones de galaxias en la evolución de las galaxias”.
Marc Balcells, director de ING, explica: “Nuestro objetivo era albergar un instrumento único que permitiera a los astrónomos llevar a cabo investigaciones astronómicas de vanguardia. Ha sido fantástico recibir el generoso apoyo financiero de las agencias nacionales de investigación en los tres países socios, así como contribuciones de países que no pertenecen a ING. Ahora nos complace demostrar que la parte LIFU de WEAVE no solo funciona, sino que produce datos de alta calidad. Los telescopios de ING continuarán brindando resultados de alto impacto científico en los años venideros. espere anunciar pronto los eventos subsiguientes de primeras luces para los otros modos de observación, que ahora se someten a su propio ajuste y calibración finales”.
Gavin Dalton, investigador principal de WEAVE, dijo: “La riqueza de la complejidad revelada de esta manera por una sola observación detallada de este par de galaxias cercanas proporciona información sobre la interpretación de los muchos millones de espectros que WEAVE obtendrá de las galaxias en el Universo distante y proporciona una excelente ilustración del poder y la flexibilidad de la instalación WEAVE”.
Scott Trager, científico del proyecto WEAVE, apunta por su parte que “estas observaciones muestran el poder de WEAVE para desentrañar los fenómenos complejos involucrados en la evolución de las galaxias a lo largo de la historia del Universo. Los más de 500 miembros del equipo científico WEAVE y los miembros del ING más amplio La comunidad sin duda hará grandes descubrimientos con las nuevas y emocionantes capacidades de WEAVE”.
WEAVE, un espectrógrafo de última generación
WEAVE, explica el ING, es un espectrógrafo multimodo y multifibra instalado en el WHT en el Observatorio Roque de Los Muchachos (ORM). WEAVE fue construido por un consorcio de instituciones astronómicas europeas, liderado por el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología del Reino Unido para convertirse en la instalación espectroscópica de próxima generación para el WHT.
WEAVE, añade, utiliza fibras ópticas para recolectar luz de fuentes celestes y la transmite a un espectrógrafo de dos brazos. El espectrógrafo separa la luz en sus diferentes longitudes de onda, o colores, y las registra en detectores de luz CCD de gran formato. Los datos sin procesar se transfieren a través de Internet a computadoras en Cambridge y Tenerife, y los productos listos para la ciencia se almacenan en un archivo en La Palma para uso científico. Los espectros resultantes contienen la huella digital de las propiedades físicas y químicas de las estrellas, las galaxias y el gas interestelar e intergaláctico, que los astrónomos utilizan para probar sus teorías sobre el Universo.
La versatilidad de WEAVE, indica, es una de sus mayores fortalezas. Mientras que el modo LIFU aloja 547 fibras muy juntas para obtener imágenes de áreas extensas del cielo, en el modo MOS se pueden colocar por separado hasta 960 fibras individuales utilizando dos robots para recoger la luz de muchos cientos de estrellas, galaxias o cuásares. En el modo mIFU, las fibras se organizan en 20 unidades, cada una de las cuales consta de 37 fibras, que se utilizan para estudiar objetivos pequeños y extensos, como nebulosas y galaxias distantes.
WEAVE, continúa, proporciona velocidades a lo largo de la línea de visión, a través del efecto Doppler. Dependiendo del objetivo científico, los astrónomos eligen entre dos poderes de resolución espectral: a baja resolución, los espectros distinguen diferencias de velocidad de aproximadamente 5 km/s y, a alta resolución, 1,2 km/s. Incluso con su bajo poder de resolución, WEAVE registra las velocidades en la línea de visión de las estrellas con precisiones similares a las de las velocidades transversales medidas por el satélite Gaia de la ESA.
¿Quién usará WEAVE?
En los próximos cinco años, el ING destinará el 70% del tiempo disponible en el WHT a ocho grandes sondeos con WEAVE, seleccionados entre los propuestos por las comunidades astronómicas de los países socios. Juntos, estos estudios requerirán espectros de varios millones de estrellas y galaxias, un objetivo que ahora se puede lograr gracias a la capacidad de WEAVE para observar casi 1000 objetos a la vez.
El ING también pondrá a disposición el 30% del tiempo para proyectos seleccionados de forma competitiva entre los propuestos por astrónomos de los países socios del ING. Estos proyectos aprovecharán la versatilidad de WEAVE para brindar respuestas rápidas a preguntas inmediatas. También existen canales para programas que explotan conjuntamente WEAVE y las diversas capacidades de los telescopios de los Observatorios de Canarias como el Gran Telescopio Canarias de 10,4 metros.
Ocho encuestas con WEAVE
Más de 500 astrónomos de toda Europa, añade el ING, han organizado ocho estudios importantes utilizando WEAVE, que cubren estudios de evolución estelar, ciencia de la Vía Láctea, evolución de galaxias y cosmología. En sinergia con el satélite Gaia de la Agencia Espacial Europea, el modo MOS de WEAVE se utilizará para obtener espectros de varios millones de estrellas en el disco y el halo de nuestra galaxia anfitriona, lo que permitirá la arqueología de la Vía Láctea. Se estudiarán galaxias cercanas y lejanas, algunas detectadas por el radiotelescopio LOFAR para conocer la historia de su crecimiento. Y los cuásares se utilizarán como balizas para mapear la distribución espacial y la interacción del gas y las galaxias cuando el Universo tenía solo alrededor del 20% de su edad actual.
WEAVE, financiamiento y construcción
ING, señala, inició planes para construir WEAVE después de una extensa consulta con la comunidad de usuarios de ING sobre lo que se necesitaba para el futuro. Hubo un amplio consenso en que se requería un espectrógrafo multiobjeto de campo amplio de clase mundial para explotar desde tierra los enormes estudios que están realizando telescopios potentes como el Gaia de la ESA, ayudando así a abordar los principales desafíos astrofísicos previstos para el la próxima década más o menos.
En 2016, los países de la asociación ING (Reino Unido, España y los Países Bajos), junto con Francia e Italia, firmaron un acuerdo para diseñar y construir WEAVE, en el que cada país contribuye con los componentes principales que se enumeran a continuación, y el ING proporciona componentes auxiliares. sistemas y gestión general del proyecto.
El equipo de construcción de instrumentos está dirigido por Gavin Dalton de la Universidad de Oxford como investigador principal, Scott Trager de la Universidad de Groningen como científico del proyecto, Don Abrams de ING como director del proyecto y Chris Benn de ING como científico de instrumentos. Los componentes principales de WEAVE son:
- Fiber–positioner, desarrollado por la Universidad de Oxford y RAL Space en el Reino Unido, con el apoyo del IAC.
- Corrector Prime-focus, diseñado por ING y SENER, proporcionado por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) en España y fabricado por SENER. Apoyo del Observatorio Konkoly (HU). Las lentes fueron pulidas por KiwiStar en Nueva Zelanda, financiadas por STFC, NOVA, INAF e ING, y montadas en SENER Aeroespacial (España) por SENER e ING.
- Espectrógrafo, construido por NOVA en los Países Bajos con diseño óptico de RAL Space en el Reino Unido, óptica fabricada en INAOE (MX) y apoyo de INAF (IT) y el IAC (ES).
- Field Rotator, proporcionado por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) en España y fabricado por IDOM (España).
- Fibras ópticas, proporcionadas por el Observatoire de Paris en Francia, fabricadas en Francia, Canadá y EE.UU.
- LIFU, construido por NOVA (NL).
- Sistema de detectores CCD, proporcionado por la Universidad John Moores de Liverpool en el Reino Unido.
- Procesado, análisis y archivo de datos, liderado por la Universidad de Cambridge (UK) con el apoyo del IAC (ES) y el INAF (IT).
- Sistema de control de observación, construido por el ING.
La construcción de WEAVE ha sido financiada por el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología (STFC, Reino Unido), la Escuela de Investigación de Astronomía de los Países Bajos (NOVA, NL), la Fundación de Ciencias Holandesa (NWO, NL), el Grupo de Telescopios Isaac Newton (ING, Reino Unido /NL/ES), el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC, ES), el Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO, ES), el Ministerio de Ciencia e Innovación (MCI), el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (Feder), el Instituto Nacional de Astrofísica (INAF, IT), Centro Nacional Francés de Investigaciones Científicas (CNRS, FR), Observatorio de París – Universidad de Ciencias y Letras de París (FR), Observatorio de Besançon (FR), Región île de France (FR), Región Franche-Comté (FR), Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE, MX), Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT, MX),Observatorio Lund (SE), Universidad de Uppsala (SE), Instituto Leibniz de Astrofísica (AIP, DE), Instituto Max-Planck de Astronomía (MPIA, DE), Universidad de Pensilvania (EE. UU.) y Observatorio Konkoly (HU).