Fotómetro Strömgren

El fotómetro Strömgren está acoplado al foco E del telescopio T90. Fue diseñado y fabricado en Dinamarca, y la electrónica de control y adquisición de datos ha sido realizada en el IAA. Este fotómetro fotoeléctrico a conteo de fotones está dotado de dos modos de funcionamiento, permitiendo observar simultáneamente las cuatro bandas uvby del sistema fotométrico de Strömgren o, de forma alternativa, las dos bandas n y w del sistema fotométrico Hβ de Crawford.

En el modo uvby, el fotómetro utiliza una red de difracción para separar las diferentes componentes espectrales y cuatro tubos fotomultiplicadores para la medida de los cuatro canales. En el modo Hβ el haz de luz es dividido en dos mediante un filtro dicroico, enviando cada haz a dos tubos fotomultiplicadores a través de sendos filtros interferenciales, ancho y estrecho, centrados en la banda de Hβ, que miden el continuo y la línea respectivamente.

Esquema simplificado del fotómetro.

Como se puede ver se puede ver en el esquema, a la entrada del instrumento (izquierda en la figura) se encuentra una lente de Barlow, necesaria para adaptar la focal f:15 del fotómetro a la f:8 del telescopio. A continuación, a lo largo del camino óptico hay una rueda de entrada con tres posiciones: "obturador abierto", "obturador cerrado'' y "filtro neutro''. Tras la rueda se hallan los prismas de los visores de campo y diafragma, que envían eventualmente la luz a los respectivos visores situados en el frontal del fotómetro. Entre ambos prismas, se encuentra la rueda de diafragmas (no dibujada en la figura por estar debajo de las rendijas espectrales) con seis aperturas diferentes. En el visor de diafragma hay acoplada una pequeña CCD que permite realizar autocentrados automáticos de los objetos desde el programa de control general.

• Modo uvby de Strömgren

  En el eje óptico, y tras la rueda de diafragmas, un objetivo acromático colima el haz sobre la red de difracción. Esta red trabaja en reflexión, en modo de Littrow y tiene 1200 líneas por milímetro. Para realizar un ajuste fino del ángulo de incidencia de la red, el fotómetro dispone de un tornillo micrométrico cuya posición puede leerse en un reloj comparador situado, igual que el anterior, en el frontal del instrumento. El haz dispersado pasa de nuevo por el objetivo, reenfocándolo sobre una línea curva horizontal situada por encima de la rueda de diafragmas donde se encuentran un conjunto de rendijas selectoras, una por cada banda espectral. Existen dos conjuntos de rendijas espectrales: el primero permite trabajar con sólo las rendijas, y un segundo conjunto, que es el que está actualmente en uso, donde se combina las rendijas con filtros interferenciales. Tras las rendijas, un grupo de espejos esféricos colectores reenvía los diferentes haces a los fotomultiplicadores. Sus superficies están revestidas de un depósito interferencial con objeto de dar una máxima reflectividad en su banda espectral, reducir la luz espúrea y reproducir la curva original de los filtros Strömgren. A la entrada de los fotomultiplicadores se encuentran los filtros interferenciales de muy alta transmisividad (desde un 76% en el u hasta un 90% en el y) que junto a las rendijas, producen las bandas espectrales cuyos valores se muestran en la tabla.

• Modo Hβ de Crawford

  Tras la rueda de diafragmas, el fotómetro inserta mecánicamente un espejo plano en el haz, formando un ángulo de 37°.5 con el eje óptico, reenviándolo hacia la sección Hβ. Un semiespejo neutro divisor de haz separa a éste en dos, un 85% del flujo de entrada se transmite al filtro Hßn (estrecho) y el 15% restante es reflejado a un colimador que lo devuelve desplazado verticalmente sobre el anterior, al canal Hβw (ancho). Sus características espectrales vienen dadas en la tabla.

Además del uso común de los modos uvby y Hβ, el fotómetro permite otras configuraciones como son la utilización de filtros neutros o el modo Hδ.

• Filtros neutros

  Existen dos tipos de filtros: el filtro neutro de densidad óptica 10 y el vb. El primero, situado en la entrada del fotómetro, tiene por objeto proteger a los tubos fotomultiplicadores de los objetos brillantes y ampliar la magnitud límite inferior de las estrellas observables. El segundo filtro neutro alternativo, vb, atenúa aún más los canales v y b, aproximadamente hasta la mitad, y se puede introducir, al igual que el anterior, de forma manual mediante una palanca externa situada junto al visor de diafragma.

• Modo Hδ

  También se dispone de un modo de calibración en el que se intercala una rendija adicional, de 200 m de anchura (unos 4 Å en el espectro) en el canal v y centrada en la longitud de onda correspondiente a la línea Hδ del Hidrógeno. Gracias a esta rendija pueden hacerse calibraciones espectrales muy precisas utilizando la línea de absorción Hδ de las envolturas estelares de estrellas de baja velocidad radial y tipo espectral adecuado.

La ventaja más importante de este fotómetro es la medida simultánea en las diferentes bandas, en ambos modos de funcionamiento, que nos permite ganar rapidez en las medidas y precisión para la obtención de los índices de color, evitando de esta forma, los problemas de interpolación y variaciones de extinción.