Frida: Instrumento en el infrarrojo cercano de alta resolución espacial y espectral
Un grupo del departamento de Instrumentación del Instituto de Astronomía de la UNAM (IA-UNAM) lidera técnica y científicamente la colaboración de instituciones de México, España y Estados Unidos que están desarrollando el instrumento FRIDA.
FRIDA (inFRared Imager and Dissector for the Adaptive optics system of GTC) será el instrumento científico que aprovechará el haz de luz corregido por el sistema de óptica adaptativa del Gran Telescopio Canarias (GTC). Este telescopio tiene un espejo primario de 10.4m de diámetro, lo que dará ventajas a FRIDA en cuanto a su poder de captación de luz y la resolución espacial que puede alcanzar. Por ello, el instrumento deberá producir imágenes de excelente calidad, lo que se denomina imágenes al límite de difracción.
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Este sistema permitirá observar los procesos físicos del universo en longitudes de onda del infrarrojo cercano, entre 0.9 y 2.5 micras, de forma muy detallada mediante espectroscopia de campo integral. Esta técnica crea cubos de datos que permiten analizar de forma precisa las regiones de emisión de energía de los objetos celestes, conservando a la vez la información espacial y espectral del objeto de estudio.
La ciencia que se podrá desarrollar con FRIDA abarcará desde el estudio de objetos cercanos de nuestro sistema solar hasta las galaxias o cúmulos de galaxias más lejanos, regiones de formación estelar, como son las regiones HII. Su resolución espacial permitirá distinguir estrellas en sistemas binario s muy cercanas entre sí . Tendrá la capacidad de medir la velocidad del gas con precisiones que aún no se pueden alcanzar con otros instrumentos similares en operación en otros telescopios, permitirá estudiar los chorros de gas que emergen de algunas estrellas y del centro de algunas galaxias que albergan agujeros negros en sus centros; entre otros muchos tópicos.
Al ser un instrumento en el cercano infrarrojo cercano debe funcionar a temperaturas menores a -150°C, por lo que estará en un contenedor al alto vacío, un criostato del orden de tres metros cúbicos, y tendrá dos modos de operación: Modo imagen y modo de espectroscopía integral de campo, para hacer estas funciones tendrá cámaras que darán diferentes escalas de resolución, filtros, una unidad de campo integral que dividirá la imagen en treinta rebanadas antes de que la luz sea dispersada por las rejillas, que le darán la capacidad de obtener espectros de baja, mediana y alta resolución espectral en un detector de 2048×2048 píxeles.
El proyecto se encuentra en etapa de integración y pruebas de subsistemas diseñados y fabricados por los grupos participantes. Aproximadamente un ochenta por ciento del instrumento ha sido diseñado y construido en México, as componentes ópticas específicamente en el IA-UNAM.
Hay que hacer notar que mecanismos criogénicos con las dimensiones y precisiones con las que se están desarrollando, nunca se habían hecho en México. Esto introduce un alto valor agregado al proyecto por la innovación que ha sido necesaria para realizarlo, en óptica, en mecánica estructural y térmica, en estudios de materiales y procesos de manufactura, en electrónica y control, así como el formar un grupo multidisciplinario capaz de hacerlo.
Cuando FRIDA se instale en el telescopio GTC, se tendrá en operación el primer instrumento criogénico en el infrarrojo cercano desarrollado en México. FRIDA no sólo permitirá generar ciencia de frontera, sino que también habrá impulsado innovación tecnológica, así como vínculos y sinergias entre centros de investigación básica, de desarrollo tecnológico e industrial y con empresas privadas de diversos tipos.