Características
Capacidades de FRIDA
FRIDA será, hasta el momento, un instrumento terrestre único comparable a los telescopios espaciales, ya que tendrá una mejor
sensibilidad y resolución espacial que otros instrumentos similares acoplados a otros telescopios.
Esto gracias a que funcionará en conjunto con el Gran Telescopio de Canarias (GTC), con un área colectora de 10.4 m,
y haciendo uso del sistema de óptica adaptativa (GTCAO,
por sus siglas en inglés), con lo cual se podrá corregir, en tiempo real, las distorsiones producidas por la turbulencia de la atmósfera.
Está diseñado para operar al límite de difracción en el intervalo de longitud de onda de 0.9 μm a 2.5 μm para captar la luz
relativamente fría, en el infrarrojo cercano, emitida por el Universo.
Tendrá dos modos de operación separados, imagen y espectroscopía integral de campo, usando un solo detector
HAWAII-2RG™, tal que el usuario podrá intercambiar entre ellos y realizar una selección del campo de interés facilitando una
adquisición en el pequeño Field of View (FoV) de la unidad de campo integral (IFU).
Además, tendrá 3 diferentes escalas de resolución:
Cabe destacar que, actualmente, ningún otro instrumento en operación en grandes telescopios cuenta con una escala similar a la fine (como referencia, el Hubble Space Telescope, HST, opera con escalas espaciales del orden de 50 y 100 milisegundos de arco/pixel).
El diseño de FRIDA contempla también la utilización de máscaras de Lyot, así como de Aperturas de Lyot clásicas y apodizantes. La utilización de estos dispositivos permitirá ocultar la imagen de un objeto brillante y obtener la imagen o el espectro 2D de sus alrededores.
Una ventaja clave de FRIDA con respecto a los instrumentos similares es que no gira y es el sistema GTCAO quién proporciona el campo rotado, con lo que se garantiza su estabilidad con una flexión mínima y un patrón de distorsión calibrado con precisión.
Modo Imagen
Cuando se elige el modo imagen, el haz corregido proveniente del sistema de óptica adaptativa pasa por el sistema de colimador-cámaras antes de ser
desviado hacia el detector. En este recorrido, antes de llegar al detector es
posible elegir diferentes filtros de banda ancha o angosta además de alguna de las tres diferentes escalas disponibles.
La escala de 10 milisegundos por pixel (escala fine) permite un muestreo adecuado del primer anillo de Airy, limitado por la difracción en las bandas Z y J.
Particularmente, esta escala, no la tiene ningún otro instrumento en operación actualmente en grandes telescopios.
La escala de 20 milisegundos de arco por pixel (escala medium) permite un muestreo adecuado en las bandas H y K, donde se espera que el sistema de
óptica adaptativa alcance su máxima corrección.
La escala de 40 milisegundos de arco por pixel (escala coarse) fue diseñada principalmente para fines de adquisición en el modo de IFS.
En la siguiente imagen se muestra un ejemplo, de cómo se mejorarán las imágenes después de pasar por GTCAO y que serán
adquiridas por FRIDA usando la
escala media.
Modo Espectroscoía Integral de Campo
El modo de espectroscopia integral de campo de FRIDA permite hacer lo que se llama espectroscopía en 2D utilizando una unidad integral de campo monolítica, con varios poderes de resolución espectral:
La resolución alta es única en su género en instrumentos similares de telescopios de la clase de 8-10 m de área recolectora.El rebanador de FRIDA hace 30 cortes con 66 píxeles/corte en la dirección espacial y 2 píxeles por elemento de resolución en la dirección espectral, con lo que será capaz de segmentar las imágenes en treinta secciones conservando tanto la información espacial como la espectral de cada una de ellas, de manera que al combinar la alta resolución espectral con la alta resolución espacial lo convierte en un instrumento único en su clase.
En este modo, el instrumento adquiere una configuración en la que el haz óptico, después de pasar por la cámara que define la escala, seguirá hacia la unidad de campo integral (IFU) y el espectrógrafo de doble paso hasta la rejilla de difracción deseada para, finalmente, llegar al detector.
A continuación, se muestra un esquema de la manera en que opera este modo:
