智利Magellan三天的观测经历

2011年8月16-20日,我有机会和老板和师兄到Magellan观测三天,时间是组里师兄边福彦申请下来的,感谢组里带上我。仪器是FIRE,很不凑巧的是我们到的三天天气都很差,几乎没有观测,只在第一个晚上观测了一些备用亮源(一次观测应该准备主要的源,和备用的源。往往主要的源都是high-z source,很暗,所以一般准备备用的亮源对付薄云或seeing差的情况)。由于天气差,基本上science没有太多收获,但是也学到了怎样操作望远镜,在老板的指导下了解了Magellan上面的三个仪器,也算收获颇丰。下面就把学到的东西列在下面,也算是给大家介绍一下Magellan望远镜,让大家有个概念。由于中国一年貌似有三个晚上的Magellan时间,FIRE又是Magellan上面非常重要的一个仪器,所以这些东西还是跟大家都相关的,说不定你哪天就拿到时间了,到时候也可就具体问题进行交流。

题外话,顺便借机会扯两句proposal,自己或跟着别人也写过一些,失败的居多,也有成功的,总结起来,我个人认为,如果你有一些暗源(比如一些>22 AB magnitude的源测近红外中等分辨率(R~4000)光谱)要写Magellan的proposal,要注意你的proposal用2个晚上的时候是可以有一篇观测的publication的,如果不行,只是探索的的话就必须是特别重要的问题,且结合理论分析也可以写一篇文章。要么就是一篇文章就缺magellan的数据,而必须在南半球的观测或是必须是magellan上的仪器,特别特别关键的除了要说你的science为什么重要以外,要强调HST, MMT, Keck等等为什么都不行,如果有过了这村就没这店,今年必须给我这样的理由必须拽到Abstract的醒目位置。我的考虑主要是中国目前一年只有三天,所以观测完可以产生必须是publication,不可能两三年时间都给你,让你10个晚上之后写文章(将来希望有可能,现在不可能)。所以一定要强调2个晚上或即使一个半晚上就能写文章(考虑晴天比例),这样的proposal就是比较强的。切记Abstract一定要强,要强,要强,图一定要清楚,清楚,清楚(申proposal的人极有可能刚看完abstract和图就把你的proposal扔到纸篓里。)

 

Magellan简介:

 

麦哲伦望远镜(Magellan telescopes)位于智利La Campanas天文台,由2台独立的6.5米望远镜组成,是卡内基天文台(Carnegie Observatory, OCIW)与美国亚利桑那大学、哈佛大学、密歇根大学、麻省理工学院合作建造,由卡内基天文台负责管理运行。

magellan望远镜
magellan望远镜

其中图片上靠近我们的那台以美国天文学家沃尔特·巴德(Baade)的名字命名,远离我们的一台以慈善家兰顿·克莱(Clay)的名字命名。 Magellan telescope 计划始于1980年代中期,1993年卡内基天文台与亚利桑那大学开始建造第一块主镜。1995年12月哈佛大学的加入和 1996年2月密歇根大学、麻省理工学院的加入使得该计划有能力建造第二台望远镜。1999年11月,Baade望远镜的主镜从亚利桑那大学Steward Observatory Mirror Lab运抵Las Campanas天文台,2000年9月15日开始观测,同年12月9日正式开始运行。Clay望远镜的主镜于2001年7月运抵目的地,2002年9月7日开始观测。应该说还是一台很新的望远镜。凭借每年~320天晴天数和干燥宁静的大气条件(Las Campanas 平均0.5”–0.6” seeing),Magellan望远镜足以跻身最productive的望远镜行列,做出很多重要工作。 (参考前面Astroleaks Song Huang的文章: http://astroleaks.wordpress.com/2011/05/03/magellen1/ )

Magellan望远镜选址
Magellan望远镜选址

FIRE仪器简介:

Magellan Baade望远镜上目前装有三个仪器(不同时间可能不一样,一定要到网站和给Instrument PI发邮件查最新的更新),分别是Four Star (大视场红外照相机), IMACS(多缝光学光谱仪(可同时测多个源光谱,参阅astroleaks上面前面的文章: http://astroleaks.wordpress.com/2011/04/23/lae/)) 和我们今天要介绍的FIRE.

Four star 仪器,近红外大视场(10'x10')照相机,安装在Magellan Baade上面
Four star 仪器,近红外大视场(10'x10')照相机,安装在Magellan Baade上面

FIRE仪器设计结构:

FIRE 是一个红外的光谱仪,用一个衍射光栅(diffraction grating)和4个棱镜(prism)和组成,高分辨的Echelle mode光谱分辨率达到R=6000(关于光谱分辨率,可参考:Wiki page的简介 ; 这里是关于Echelle grating的简介,一个重要特点说就是这种光谱仪可以兼顾宽的波长覆盖范围和光谱高分辨率)。同时,FIRE上面也有低分辨的模式,R=1200。FIRE的覆盖波长是从8500A–25100A,也就是完全覆盖了z band– K band。FIRE 只有一个缝,并不是多缝光谱仪,所以一般只能一个源一个源的做。狭缝的长度有7 arcseconds, 宽度可以从0.45-1.0 arcsecond选择。FIRE在焦点平面(focal plane)的位置上有一个2000×2000 pixels的红外探测器,整个光学和探测器在77K的环境下工作。

FIRE内部光路图(做仪器的同学可以留意)
FIRE内部光路图(做仪器的同学可以留意)
FIRE的内部设计
FIRE的内部设计
FIRE 仪器在望远镜上面的的位置
FIRE 仪器在望远镜上面的的位置

观测中CCD的读出模式:

虽然晚上观测,但一般下午就要到天文台上去,主要是熟悉操作界面,和一些额外的仪器相关的知识(如Readmode等等), 拍一些0秒的曝光照片,叫做dark(用以消除CCD dark current对于观测的影响),还有平场照片(用均匀的光照在CCD上,用以消除CCD各个地方感光不一样对观测造成的影响)。   FIRE主要是用control GUI来控制,与去过的其他望远镜不同的是,FIRE让你选择CCD的读出模式,这就要求我们对FIRE CCD的读出模式事先就有一定了解,选用哪种CCD读出模式要根据自己的科学。FIRE上,主要有两种读出模式,一个是所谓”Fowler N”(可以是Fowler 1, Fowler2… Fowler 8),  另一个叫SUTR. 其中,”Fowler N”模式就是在每次曝光前读N次,然后是曝光,然后再在曝光结束时读N次。这样,一次曝光探测器读了2N次,那么等待CCD读出的时间就是2N*每次读出时间(10.6sec)。这样的好处是读了2N次,可以把读出噪声降低成原来的1/sqrt(2N). SUTR模式是连续读出,不需要在曝光前后的等待,所以省时间,但是问题就是曝光时间一定要是一次读出时间(10.6sec)的整数倍的时候才可以用这种读出模式。综上所述,一般长时间曝光(对于science的源),都用SUTR模式读出,对于短时间曝光,比如拍dark, flat field, 这些准备工作,一般用Fowler N mode.   先扯这么多,有具体观测的问题欢迎大家随时跟我联系。现在与美国欧洲综合实力比起来还差很远(主要是认真做天文人的数量和仪器质量),但只要中国天文学家精诚团结将来就一定能超过美国,做出好的science! (相反,如果还是各占山头,闭塞不交流,只甘于当窝里老大,永远SB,长此以往,国家必亡)

 

延伸阅读:

用FIRE观测前一定要阅读的网站:

http://web.mit.edu/~rsimcoe/www/FIRE/ob_manual.htm

 

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4 Replies to “智利Magellan三天的观测经历”

  1. sunway

    Chromium 14.0.835.186 Linux

    为什么要用棱镜呢?不会产生额外的色散吗?看上去棱镜的作用就是改变光路与聚焦,用镜子不就行了?

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