O que é o GMACS?

O GMACS (Espectrógrafo Astronômico e Cosmológico de Múltiplos Objetos GMT, do inglês Giant Magellan Telescope Multi-object Astronomical and Cosmological Spectrograph) é um espectrógrafo de múltiplos objetos para operação na região do visível, abrangendo uma largura espectral de 330 nm a 1000 nm. Ele possui um campo de visão de 7 x 6 minutos de arco² (direç

ão espacial x espectral) para uso com máscaras de múltiplas fendas. Com uma dispersão moderada (com poder resolvente entre 500 a 6000), o GMACS utiliza elementos dispersivos como redes de difração blazed, redes binárias e redes holográficas em fase de volume (V

PHG), visando otimizar a eficiência em função dos parâmetros do sistema. O instrumento conta com dois canais espectrais independentes, permitindo otimizar sua eficiência, com redes e câmeras articuladas. O instrumento, planejado para ser o segundo instrumento comissionado para uso no telescópio, está sendo desenvolvido pelo Harvard-Smithsonian Astrophysical Observatory, em parceria com o GMTBrO e o Instituto Steiner nas áreas de engenharia de sistemas, mecânica, eletrônica, óptica e software.

 

Com peso total de mais de 11 toneladas, ele será instalado no foco gregoriano do GMT e operará juntamente com o C-ADC-14, o Atmospheric Dispersion Corretor (Corretor de Dispersão Atmosférica). Dadas as suas especificações e grande versatilidade para atender diversos casos científicos, dentro dos quais seus principais objetivos científicos são os estudos espectroscópicos de galáxias primordiais e outros alvos com alto desvio para o vermelho (atualmente conhecidos apenas por observações de imageamento de banda larga), será um dos instrumentos mais utilizados pela comunidade do GMT.

O GMACS é equipado com diversos mecanismos que permitem a reconfiguração automática para atender a diversos modos de espectroscopia. Possui internamente 8 filtros espectrais, 6 redes de difração de transmissão por canal e 20 máscaras de múltiplas fendas. Além disso, conta com sistemas internos e independentes para aquisição e guiagem, medição de frente de onda, controle ativo para estabilidade espectral e ajuste de foco compensador de efeitos térmicos independentes em cada câmera. Com todas essas características, o GMACS tem grande potencial para se destacar entre os espectrógrafos de múltiplos-objetos para telescópios gigantes.

Além disso, o espectrógrafo GMACS será compatível com o MANIFEST, o Sistema de Fibras para Múltiplos Instrumentos do GMT. Isso significa que, ao ser utilizado em conjunto, o GMACS poderá aproveitar o campo de visão de 14″ do GMT com o C-ADC-14. Essa integração com o MANIFEST permitirá ao GMACS obter uma maior e mais eficiente multiplexação, alcançar resoluções espaciais e espectrais mais altas utilizando fibras slicer, um campo integral com múltiplas fibras (IFU) ou uma combinação desses modos. Por fim, embora o GMACS tenha sido projetado para operar no modo de natural seeing do GMT, é importante destacar que sua resolução poderá ser aprimorada por meio da correção de Óptica Adaptativa GLAO, que será implementada em estágios posteriores ao comissionamento do GMACS.

Funcionalidades principais

  • Primeiro espectrógrafo óptico de múltiplos objetos do GMT a entrar em funcionamento.
  • Cobertura de comprimento de onda de 330 a 1000 nm em dois canais (330 – 660 nm) e (660 a 1000 nm).
  • Resolução R ≈ 500 a R ≈ 6000 com largura de fenda de 0,7″.
  • O campo de visão é de 7′ no eixo espacial, com extensão de até 6′ no eixo de dispersão.
  • O GMACS opera com um corretor de campo amplo/ADC para minimizar perdas de fenda devido à dispersão atmosférica e permitir observações longas de um campo selecionado.
  • O GMACS acomoda 8 filtros espectrais, 6 redes de difração de transmissão por canal e 20 máscaras de múltiplas fendas para seleção de objetos.
  • O GMACS tem modo de operação com o MANIFEST.

 

Participação do Brasil

Durante o período de 2016 a 2019, o Brasil desempenhou um papel ativo na fase do Projeto Conceitual em colaboração com a Universidade A&M do Texas, por meio do GMTBrO (GMT Brazil Office), nas áreas de engenharia de sistemas, óptica e mecânica.

Atualmente, em uma colaboração inédita com o Harvard-Smithsonian Astrophysical Observatory, o Instituto Steiner está continuando o envolvimento brasileiro no desenvolvimento do GMACS, participando ativamente da fase do Projeto Preliminar. A equipe inclui diversos engenheiros, físicos e astrônomos, abrangendo as áreas de engenharia de sistemas, mecânica, optomecânica, óptica, elétrica/eletrônica e software.

Referência da imagem: https://giantmagellan.org/

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