Espectrógrafo Baader DADOS: primeras impresiones

[Fran70]

Finalmente me decidí. Y este pasado mes de julio adquirí mi primer espectrógrafo con cara y ojos. Después de practicar un poco con el SA100, enseguida me di cuenta que si quería hacer espectroscopía en serio, con esto no era suficiente.

Así que, después de pensarlo un poco y consultar con gente experta en el tema, me incliné por adquirir el espectrógrafo de rendija DADOS que comercializa la marca alemana Baader Planetarium. Las otras opciones que valoraba eran el LHIRES III y el Alpy 600, ambos de la casa francesa Shelyak. Fueron rechazadas por ser un espectrógrafo quizás demasiado avanzado para un novato (caso del LHIRES) y porque el Alpy, aunque muy sencillo de usar y más liviano, está restringido a trabajar con baja resolución (R=600), siendo el DADOS más versátil, ya que también puede trabajar a media resolución.

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[size=8pt]Baader DADOS con cámara Atik 314L+ de captación, ASI 120 MM de autoguiado y Barlow GSO 2X (apenas se ve).[/size]

Además, al ser un espectrógrafo de red de difracción, la dispersión es casi lineal y eso facilita la calibración. Para baja resolución dos líneas pueden bastar para calibrar, mientras que el Alpy, al ser un grisma, necesita más líneas y un ajuste un poco más pulido. Para media-alta resolución sí que será necesaria una calibración más cuidadosa.

El espectrógrafo me llegó apenas hará unos días, después de solventar un problema inesperado que me ha dejado realmente perplejo y que cuestiona el estereotipado perfeccionismo alemán (y eso antes del escándalo de una conocida marca de coches germánica). Pero bueno, solucinado el incidente, ya lo tengo aquí.

El espectrógrafo viene con varios accesorios para observación tanto visual como fotográfica: dos oculares Kellner de 20 y 10 mm, piezas adaptadoras varias, unos guantes para cambiar la red de difracción... A diferencia del Alpy, que es modular, el DADOS ya lleva todo el sistema integrado: en el primer segmento o «dado», se ubica las rendijas o slits y los espejos que permite situar la estrella en el slit correspondiente y guiar. Podemos emplear un ocular o bien una cámara CCD o CMOS para autoguiado. Decir que el espejo que contiene los 3 slits (de 25, 35 y 50 um) no lo es tal: es una especie de papel altamente reflectante. Ya explicaré si me veo con ganas, cómo he sabido esto.

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[size=8pt]El interior del primer "dado" tal como se ve a través del ocular de guiado. Las rayas verticales son un defecto de fabricación, felizmente solucionado.[/size]

Estos slits pueden iluminarse con una luz roja de intensidad variable que lleva incorporada, muy útil para ver dónde están los slits, aunque desde mis cielos contaminados no la necesito.

El segundo «dado» contiene la red de difracción. De serie viene con una red de 200 l/mm pero admite redes de 600, 900 y 1200 l/mm, lo que permite un buen abanico de posibilidades. Extrañamente Baader solo vendía la red de 900 l/mm hasta hace poco. Actualmente vende también la de 1200 l/mm però no la de 600 l/mm. No he probado a cambiarla però parece cosa fácil.

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[size=8pt](Las intimidades del DADOS)[/size]

Además de la red, contiene los colimadores ópticos, un sistema micrométrico que permite centrar el espectro en el ocular o cámara, y un sistema de enfoque que en el momento de probarlo con una Atik 314L+ no me hacía foco. Tuve que poner una extensión de 2 cm.

Lo que se echa a faltar es un sistema de lámparas para calibrar el espectro o hacer flats, cosa que sí incorporan el LHIRES III y el Alpy (opcional en este caso), pero no es un serio inconveniente, pues no cuesta nada poner una hoja de papel traslúcida en la boca del telescopio e iluminarla con una lámpara de calibración.

En cuanto a la resolución, el manual asegura que con un Meade LX200 12”, una CCD ST-8XME (curiosamente tengo exactamente ese equipo) y la red de 200 l/mm se alcanza una resolución de 500 y una magnitud límite de 8. Las pruebas que he realizado con un Newton 8” f/4.7 y una Atik 314L+ me han permitido alcanzar una resolución de 700, es decir, superior. Y tengo referencias de gente que ha llegado más lejos, acercándose a 1.000 y magnitudes de 13. Eso sí, empleando la mencionada Atik 314L+, que al tener un píxel más pequeño, permite mejores resoluciones. Con la red de 900 l/mm y la Atik no será difícil alcanzar una resolución de 5.000, y con la de 1.200, posiblemente lleguemos a 7.000-8.000, lo que ya nos acerca a la alta resolución, terreno donde hay que recurrir a diseños tipo Lithrow (LHIRES III) o “échelle” (eShell o BACHES). Aunque no me sorprendería que con una CCD de píxel más pequeño como la Atik 460 EX podamos rozar una resolución de 10.000.

En todo caso, creo que la Atik 314L+ o cualquier CCD basada en el chip Sony ICX285 AL es una alternativa magnífica a la ST-8XME (KAF-1603ME), al ser más liviana y barata. Eso sí, chips más pequeños los desaconsejo, pues con la Atik 314L+ a duras penas cubrimos todo el visible: de 3800 a 7200 A es posible observar todo el espectro, pero perdemos la zona del NIR. Si además podemos observar con una Atik460 EX o cualquier CCD que incorpore el chip Sony ICX694, mejor, pues tendremos mayor resolución.

Para observar con el Newton, he tenido que interponer una Barlow GSO 2X de 2”, ya que el DADOS está optimizado para trabajar a f/10 (como el LHIRES III). Aún así, la palanca que ejerce es considerable, lo que exige ser muy cuidadoso a la hora de equilibrar el conjunto.

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[size=8pt](Newton 200 f/4.7 sobre HEQ5 Syntrek con el DADOS preparado para observar. ¡Menuda palanca que hace! :flasheado: Pero funciona).[/size]

Las primeras pruebas las he hecho con Vega: ya desde el primer momento constaté la enorme diferencia que hay entre el DADOS y el SA100. Mientras que con el segundo apenas paso de ver 4 bandas de Balmer, con el primero se definen de manera muy clara y puedo contar 10 bandas perfectamente y una resolución superior a 700, además de mostrar con claridad la línea del Ca II.

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[size=8pt]Espectro de Vega corregido con la respuesta instrumental.[/size]

Con la nova Sgr 2015 nº 2, que actualmente ya está en la fase nebular, se distinguen a la perfección las bandas prohibidas del [O III], además de las de Balmer. Lo que pasa es que una nova en fase nebular da unos espectros con bandas muy anchas, y por eso el espectrógrafo no muestra su potencial de manera clara. La nova rondaba la mag. 9 por ese entonces. El espectro obtenido es una sola pose de 60” y con un telescopio de 20 cm, lo que ya nos dice que los límites que asegura el fabricante (mag. 8 con un 30 cm) se quedan cortos: podemos llegar mucho más lejos.

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Es en el espectro de la variable simbiótica AG Peg donde podemos ver mejor su capacidad de resolución, mostrando perfectamente definidas las bandas de emisión de Balmer y las de He I y He II. Y con solo 60” de pose.

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Finalmente, he hecho pruebas de larga exposición con CI Cyg, que en estos momentos brilla de mag. 11 y donde he tenido que hacer poses de 300" y apilar varios espectros con buen resultado, lo que nos da una idea de hasta dónde puede llegar este sistema. Y eso bajo cielos bastante malos. Con un 30 cm y buenos cielos veo viable registrar espectros de mag. 13, con lo que incluso las supernovas están a nuestro alcance.

Para el calibrado, Baader vende una lámpara de neón por 30 euros. No es necesaria en absoluto, porque esa lámpara la encontraremos en cualquier regleta de enchufes que lleve ese interruptor rojo. Sí, esa bombilla piloto es de neón. Y si no, cualquier espectro obtenido de una lámpara electrónica de bajo consumo nos servirá (¡led's no!), pues tiene cuatro o cinco líneas que para espectroscopía de baja resolución ya nos sirven. Para media-alta resolución hay que buscar otras alternativas.

Con la lámpara electrónica de bajo consumo, en AG Peg el eror de desplazamiento típico de las bandas es de tan solo 1 A, y es más producto de la incertidumbre en la medida que no en problemas de calibración. Una forma barata de calibrar.

Bien, esto ha sido solo un primer contacto. Estoy muy satisfecho con el aparatito en cuestión y espero poder seguir sacándole los colores a la estrellas... Y eso que un newton no es el instrumento más adecuado a priori. Veremos cómo rinde en un Meade LX200, donde no habrá necesidad de retocar la focal. La duda que me queda es qué tal rendiría en un Ritchey-Chrétien, que trabaja a f/8.

Fran

[minaya]

Menuda pasada de espectros, por fin se ve que la espectroscopía de aficionado da un salto cualitativo. El SA100 estaba bien, pero tiene sus limitaciones.

¿Te animas a intentar estimar algún desplazamiento al rojo o medidas de velocidad radial con esto?.

[lhyrae]

Enhorabuena Fran, te has introducido en un mundo fantástico, reservado sólo para gente muy bien formada.

[Fran70]

Menuda pasada de espectros, por fin se ve que la espectroscopía de aficionado da un salto cualitativo. El SA100 estaba bien, pero tiene sus limitaciones.

¿Te animas a intentar estimar algún desplazamiento al rojo o medidas de velocidad radial con esto?.

Gracias, chicos. Esto abre una puerta a una gran variedad de observaciones. Y no es necesaria una gran formación, sino ganas de aprender... bueno, y poder adquirirlo o fabricárselo, claro.

Animarme, claro que me animo. Incluso con el SA100 puede medirse el corrimiento al rojo de un quasar. Pero para medir velocidades radiales hace falta más resolución, creo. Con una red de 900 o 1200 l/mm puede hacerse y el DADOS está preparado para usarlas. Solo hay que comprarlas pero eso más adelante, cuando le tenga bien cogido el truquillo.

Perfiles P Cygni pueden medirse con esta configuración. Precisamente hace tres días apareció otra nova en Sagitario y corrí a observarla, pero está débil, muy mal posicionada y con tanta CL que no pude sacar apenas nada. Paciencia.

Saludos
Fran

[mewlon300]

Gran aportación Fran, tienes trabajo para toda una vida. Felicidades.

[J30]

Menuda pasada de espectros, por fin se ve que la espectroscopía de aficionado da un salto cualitativo. El SA100 estaba bien, pero tiene sus limitaciones.

¿Te animas a intentar estimar algún desplazamiento al rojo o medidas de velocidad radial con esto?.

En mi caso, con un espectrógrafo de diseño Littrow muy parecido al LhiresIII puedo observar, con la red de 600l/mm, variaciones de velocidad radial en los componentes de una de las binarias espectroscópicas que componen Mizar. En breve plazo preveo disponer de una red de 1200 líneas/mm, por lo que espero que se puedan medir con mayor precisión.

Yo preveo que el DADOS también puede hacer estas mismas observaciones con esas mismas redes de difracción.

[Fran70]

En mi caso, con un espectrógrafo de diseño Littrow muy parecido al LhiresIII puedo observar, con la red de 600l/mm, variaciones de velocidad radial en los componentes de una de las binarias espectroscópicas que componen Mizar. En breve plazo preveo disponer de una red de 1200 líneas/mm, por lo que espero que se puedan medir con mayor precisión.

Yo preveo que el DADOS también puede hacer estas mismas observaciones con esas mismas redes de difracción.

A la larga acabaré comprando la red de 1200 l/mm y probaré a medir velocidades radiales. Por cierto, veo que observas con un RC, imagino que a f/8. Mi duda está en saber cómo funciona un DADOS a f/8. Para ser sincero, no sé a qué focal estoy trabajando ahora, pues la amplificación de la Barlow depende de su distancia al slit de entrada. Se puede calcular, pero no sé cómo.

He consultado el tema con la gente de Baader y, aparte de que alucinan cuando les digo que he podido sacar el espectro de CI Cyg (mag. 11) con el 20 cm, me dicen que a f/8 se puede esperar algo de viñeteo, pero poca cosa más.

La pregunta me la planteo porque no me acabo de hacer con el Meade que adquirí hace poco y como no lo "domestique" en poco tiempo, lo vendo y vuelvo al arverno de las ecuatoriales alemanas y a un newton o RC

Y claro, un RC a f/8, no sé si el DADOS o el Lhires III funcionarán bien o no. Imagino que sí, pero habrá que asegurarse que a estas "alturas" de telescopio no está la cosa como para equivocarse...

Saludos
Fran

[J30]

Si, yo estoy trabajando con un RC de 20cm a f8. Según las especificaciones del L-200, el instrumento puede trabajar a esta relación focal como mínimo, aunque por lo visto, trabajar con redes de 1200 y 1800 líneas requeriría tener f10, pero yo en principio me arriesgaré. A una mala pues pondría un tubo C8 que ya tengo.

Con la red de 200 líneas no hay problema para sacar un espectro de un objeto de la mag. 11, tal vez hay que sacrificar algo de resolución poniendo la rendija más ancha.

[Fran70]

Gracias a las indicaciones que me ha proporcionado Bernd Koch, de Baader, ahora tengo una idea teórica aproximada de cómo afecta la relación focal al tema viñeteo.

Un telescopio a f/10, con un DADOS o un BACHES, funciona perfectamente: el 100% de la luz es transmitida por el colimador y el espectrógrafo no pierde nada de luz, pero según se baja la relación focal, aparece viñeteo y se pierde parte de la luz, al no poder abarcar el colimador todo el haz de luz que le llega. En conceto, he visto un cálculo teórico para un espectrógrafo BACHES y un tubo CDK Planewave de 24" a f/6.8. En estas condiciones el DADOS solo puede abarcar un 35% de la luz que le llega Para un DADOS la situación es extrapolable.

Un RC no debe ser muy diferente en cuanto el tema de obstrucción central. Asumiendo eso y que está abierto a f/8, la situación no es tan catastrófica pero aún así, que llegue un 57% de la luz implica que también tela lo que se pierde. Sin embargo, en situaciones de mal seeing me comenta que esto puede llegar a ser una ventaja. Pero bueno, ahí queda eso.

Ya me dijo Joan Guarro que siguiese con el Newton. Mira de deshacerme de él...

Saludos
Fran

[hidra]

Fran, que yo sepa el 12" del LX200 que tienes se puede poner en una ecuatorial.

Saludos
Luis