Werkcollege 3 – telescopen en fotonen (27/9/12)

Werkcollege 3 – telescopen en fotonen
(27/9/12)
1. Wat is de zwakste ster die men met het blote oog kan zien met een 5m telescoop? (Hint:
zonder telescoop kan men tot magnitude 6 gaan). Neem aan dat de diameter van de oogpupil
6mm is.
2. Geef de resolutie (in boogseconden) van een 5m telescoop in de ruimte in B (440 nm) en
in K (2.2 μm).
3. Een waarnemer in Eindhoven heeft een 35cm f/10 telescoop. Hij heeft 2 CCDs:
1) Een SBIG ST9 camera van 512x512 pixels van 20 micrometer
2) Een Santa Barbara TI CCD met 2000x3000 pixels van 8 micron.
a) Wat is de focaallengte van deze telescoop in millimeters?
b) Wat is de plaatschaal van deze telescoop voor beide camera’s? Wat voor FoV hebben ze?
c) Als hij er een simpele Focal Reducer opzet, en de SBIG CCD gebruikt, verandert de focal
ratio van de telescoop van f/10 in f/4. Wat is dan de pixelschaal en het FoV van de CCD?
d) Geef redenen voor de waarnemer om 2 verschillende CCDs te hebben.
4. Geef de voor- en nadelen van een Nasmyth focus vergeleken met een Coudé focus.
5. Je bent op de INT op La Palma (2.5m diameter) aan het waarnemen en krijgt een email
over een Gamma Ray Burster (GRB) die net is afgegaan. Je stopt ogenblikkelijk met wat je
aan het doen bent en richt de telescoop op deze GRB. Je neemt nu een opname van 1800s
om het optische licht van deze GRB waar te nemen. Na de opname meet je het signaal in
een aperture van 3’’ (diameter), en meet je ook het signaal in de hemel eromheen. Je meet
SGRB= 2660 counts
SSKY= 2590 counts
Deze CCD heeft een uitleesruis van 7 counts, en een gain van 1 (1 electron komt overeen
met 1 count op de CCD).
a) Wat is de helderheid van de GRB in counts, en zijn onzekerkeid?
b) Het je de GRB gedetecteerd? Wat zou een conservatieve waarnemer zeggen?
6. Een zwak onopgelost melkwegstelsel (m V = 29) wordt waargenomen met een telescoop
met een spiegeldiameter van 3.6m. Het telescoopsysteem (spiegels, detector, etc.) heeft een
efficiency van 70%. Een V-filter heeft een effectieve golflengte van 550 nm en een effectieve
bandbreedte van 89 nm.
a) Bepaal de fluxdichtheid van dit stelsel. Gebruik dat de fluxdichtheid van een bron van
mV = 0 is 3 .92 10−8 Wm−2 μm−1 .
b) Wat is de fluxdichtheid van deze bron in Jansky? (1 Jy = 10−26 Wm−2 Hz−1 )
c) Bereken hoeveel fotonen de detector bereiken.