A flux calibration device for Integral Field Spectrographs

• Main Author: Lombardo, Simona
• Other Authors: Kowalski, Marek
• Format: Doctoral Thesis
• Language: English
• Published: Humboldt-Universität zu Berlin 2017
• Subjects: Kosmologie; Astronomie; Flusskalibration; Standardstern-Netzwerk; cosmology; astronomy; flux calibration; standard star network; 530 Physik; ddc:530
• Online Access: http://edoc.hu-berlin.de/18452/18721; http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:11-110-18452/18721-5; http://dx.doi.org/10.18452/18054

SNe Ia können als Standardkerzen verwendet werden, um den Zustandsparameter der dunklen Energie w zu messen. Nachdem viele SN Ia beobachtet wurden, wird die Genauigkeit aktueller Studien durch systematische Fehler beschränkt, wobei die Flusskalibrierung (in Wellenlänge) die dominierende Fehlerquelle ist. In dieser Arbeit wird eine Möglichkeit präsentiert, das Problem mit dem “SNIFS Calibration Apparatus” (SCALA) zu lösen oder wenigstens zu verringern. Das Ziel von SCALA ist es, dass System aus Teleskop und SNIFS mit hoher Genauigkeit zu kalibrieren und diese Kalibration auf das Standardstern-Netzwerk zu übertragen und somit die Modellabhängigkeit zu unterdrücken. SCALA erzeugt 18 nahezu parallele und kolimierte monochromatische Strahlen (mit einstellbarer Wellenlänge), die Öffnungswinkel von einem Grad haben. Die Kombination dieser Strahlen leuchtet die Bildebene des UH 88, Teleskops (Universität Hawaii 88 inch Teleskop) mit einer Genauigkeit von 1% gleichmäß ig aus. SCALA wurde im Jahr 2014 installiert und ist seit 2015 im regulären Betrieb. Im in-situ Betrieb wird einer der Strahlen ständig mit einer Photodiode überwacht, die mit einer NIST-kalibrierten Photodiode kalibriert wurde. Eine zweite so kalibrierte Photodiode wird von Strahl zu Strahl bewegt, um den Helligkeitsverlauf der anderen 17 Strahlen als Funktion der Wellenlänge zu messen. Auf diese Weise sind wir in der Lage die Ausleuchtung von SCALA mit einer Genauigkeit von besser als 1% zu vermessen. Auf diese Weise kann mit der bekannten Wellenlänge des verwendeten Lichts die Transmissionskurve des SNIFS+UH 88 Systems gemessen werden. Die gemessenen systematischen Ungenauigkeiten der Messung sind kleiner als 0.7%. Der nächste Schritt besteht darin, die mit SCALA erreichte Kalibration mit einer herkömmlichen, auf Basis des Standard Stern Netzwerkes, zu vergleichen. === SNe Ia can be used as standard candles to measure the dark energy equation of state parameter, w. Having observed a good number of these objects, current studies are limited by systematic uncertainties, among which relative (color) flux calibration is dominating. This work presents a way to solve, or at least limit, the problem with the SNIFS Calibration Apparatus (SCALA). SCALA's goal is to provide high precision calibration for the “telescope+ SNIFS” system and refine the primary standard star network, to eliminate the uncertainties due to the knowledge of their models. SCALA produces 18 quasi-parallel and collimated monochromatic (and wavelength tunable) beams with opening angles of 1 degree. The combination of these beams allows us to achieve an illumination of the focal plane of the University of Hawaii 88 inches telescope (UH 88), that is flat to within 1%. SCALA was commissioned in 2014 and fully deployed in 2015. In the in-situ set up, one of the SCALA beams is constantly monitored by a photodiode (calibrated against a NIST-calibrated photodiode), which is used as flux standard to transfer the NIST-calibration to the telescope+instrument first, and the standard star spectra afterwards. We measure the overall wavelength trend of the illumination from SCALA with a precision better than 1%, by moving another of these calibrated photodiodes from beam to beam. We can hence measure relative trasmissivity curves for each SCALA beam. Therefore, we can produce throughput curves of the SNIFS+UH 88 system. The measured systematics affecting our results sum to errors smaller than 0.7%. The next step would be to compare the calibration of the system achieved with SCALA with the traditional calibration obtained by observing standard stars.