Canadian Gemini Office News / Nouvelles de l’Office Gemini Canadien

By / par Stéphanie Côté (CGO, NRC Herzberg / OGC, CNRC Herzberg)
(Cassiopeia – Summer / été 2019)

La version française suit


A GHOST has appeared at HAA. The Gemini High-resolution Optical SpecTrograph is the next Gemini facility instrument, and is being built by a team lead by the Australian Astronomical Observatory and including the NRC HAA for the construction of the spectrograph, and the Australian National University (ANU) for instrument control system and data reduction software. The build phase has just been successfully completed in Victoria and the full integration work is starting. The commissioning is scheduled for February 2020.

GHOST will be a workhorse instrument that will provide a wide simultaneous wavelength coverage at high observational efficiency, enabling astronomers to investigate a broad range of science from the composition of the first stars to the characterization of exoplanetary systems to abundance studies of extra-galactic globular clusters. A data reduction pipeline will be delivered with the instrument. GHOST will provide simultaneous wavelength coverage from 363 nm to 950 nm, with two selectable spectral resolution modes: standard-resolution mode with R>50,000 and high-resolution mode with R>75,000. GHOST will spatially sample each target object over a field size of 1.2 arcsec. In standard-resolution mode, GHOST will be able to observe 2 targets simultaneously over a 7.5 arcmin diameter field of view with a radial velocity precision of 600 m/s over the full wavelength. In the high-resolution mode it will provide a radial velocity precision of 10 m/s over the wavelength range from 430 nm to 750 nm.

GHOST consists of three primary components: the Cassegrain unit mounted on the telescope, the spectrograph bench located in the pier lab, and a fiber cable connecting the two. The Cassegrain unit contains the positioning arm system, the object and sky fiber IFUs, and mini-ADCs. The bench spectrograph will be isolated in the Gemini-South telescope pier lab for image and wavelength stability.

Figure 1 – The HAA optical team in front of the GHOST spectrograph bench.

Figure 2 – A view of one of the two Volume-Phase-Holographic grisms for cross-dispersion.

Even Easier than Before to Complete your Gemini Proposal

Please note that the PIT (Phase 1 Tool) will automatically calculate the required time for baseline calibrations and add it to the time request. Just enter for each target the on-source exposure time needed with overheads (acquisition time, readout time, etc.) and PIT will calculate the total time needed for the target. Note that the ITC (Integration Time Calculator) output now gives these overhead estimates. It will list them all with a breakdown of the time needed for each and give a total overhead time. In summary, calculate the required integration time, add the supplements listed by the ITC, put this total in PIT, and PIT will give a grand total time by also adding the baseline calibrations time. For Visitor instruments though, all this will not be automatic and Alopeke and Zorro PIs should include in PIT the program time for PSF standards if they need them, and TEXES PIs must include time for telluric standards in their proposals.

Relax Please!

About 25% of the Gemini queue time that is allocated to the Canadian programs is to fill the Band 3 time. This Band 3 is overfilling the queue with programs that can be observed in more relaxed observing conditions, when there are no suitable band 1 or 2 programs that could use them. Typically we do not receive many proposals requesting these relaxed conditions (such as IQ85% or IQ=Any or Cloud Cover worse than 70%.). Yet many programs just need to achieve a certain signal-to-noise to be successful without the necessity for good seeing, and can thus be completed with these relaxed conditions by integrating longer. The Gemini Integration Time Calculators (ITCs) will help you figure out how much more time you will need to achieve your same goals. Please consider submitting proposals with these relaxed conditions. The Phase1 Tool (PIT) allows you to ask for a time for Band 1/2 conditions and a different time if in Band 3 with Band 3 conditions. Please submit more proposals of all sorts actually! This semester for 2019B we received only 23 Canadian proposals all in all which is the lowest number received in at least the last 15 years. The chance of success at CanTAC is thus quite favorable for your project, and it is therefore a good opportunity to get lots of time for students close to finishing their theses who‘d like to expand into some new projects or more seasoned astronomers willing to try some more risky projects.

Recent Canadian Gemini Press Releases

On June 11 the GPI Exoplanet Survey (GPIES) team announced the results of their analysis of the first 300 young nearby stars observed in the survey. The team, led by Eric Nielsen of Standford, includes many Canadians: Rene Doyon, Julien Rameau (U de Montreal), Christian Marois, Celia Blain, Benjamin Gerard (HAA), Stanimir Metchev (UWO). From the first 300 stars, GPIES has detected six giant planets and three brown dwarfs, which represents the largest, most sensitive direct imaging survey for giant planets published to date. The analysis suggests that brown dwarfs may have formed differently than wide-separation giant planets. It has been a longstanding question as to whether brown dwarfs (objects with masses between that of a small star and a super-planet, but lacking the nuclear fusion in their cores to burn as a star) are born more like stars or planets. Stars form from the top down by the gravitational collapse of large primordial clouds of gas and dust, while planets are thought to form from the bottom up by the assembly of small rocky bodies that then grow into larger ones (core/pebble accretion).

This study finds that whereas more massive brown dwarfs outnumber less massive brown dwarfs, for giant planets the trend is reversed: less massive planets outnumber more massive ones. Moreover, brown dwarfs tend to be found far from their host stars, while giant planets concentrate closer in. These opposing trends point to brown dwarfs forming top-down by gravitational instability (like stars), and giant planets forming bottom-up (core accretion). The press release can be found here.

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Un GHOST est apparu à HAA. Le Gemini High-resolution Optical SpecTrograph est le nouvel instrument Gemini à voir le jour, il a été construit par une équipe mené par l`Australian Astronomical Observatory et incluant le NRC HAA pour la construction du spectrographe, et l`Australian National University (ANU) pour le système de contrôle de l`instrument et le logiciel de réductions de données. La phase de construction vient tout-juste de se terminer à Victoria et le travail d`intégration débute. La mise-en-service est prévue pour février 2020.

GHOST sera un instrument majeur qui permettra de couvrir simultanément une large plage de longueurs d`ondes avec beaucoup d`efficacité, permettant aux astronomes d`étudier une vaste gamme de sujets tels que la composition des premières étoiles, la caractérisation des systèmes exoplanétaires, ou les études d`abondances d`amas globulaires extragalactiques. Un logiciel de réduction de données sera livré avec l`instrument. GHOST permettra de couvrir simultanément de 363nm à 950nm, avec un choix de deux modes de résolution spectrale : le mode de résolution standard avec R>50,000; et le mode haute résolution avec R>75,000. GHOST pourra échantilloner chaque cible sur un champ de 1.2 secondes d`arc. Dans le mode de résolution standard, GHOST pourra observer simultanément 2 cibles sur un champ de 7.5 minutes d`arc de diamètre et avec une précision de vitesse radiale de 600 m/s sur toute la plage de longueurs d`onde. Dans le mode de haute résolution GHOST pourra atteindre une précision de vitesse radiale de 10 m/s sur une étendue de 430nm à 750nm.

GHOST est consistué de 3 composantes primaires: l`unité Cassegrain montée au télescope, le spectrographe sur banc dans le labo dans le pilier du télescope, et un cable de fibres connectant les deux. L`unité Cassegrain comprend le système de bras de positionnement, les IFUs pour la cible et le ciel, et des mini-ADCs. Le spectrographe sur banc sera isolé dans le labo dans le pilier du télescope Gemini-Sud pour une plus grande stabilité spatiale et spectrale.

Figure 1 – L`équipe optique de HAA devant le spectrographe GHOST.

Figure 2 – Vue d`un des deux grismes VPH pour la dispersion croisée.

Encore plus facile qu`avant de compléter votre demande de temps Gemini

Veuillez noter que PIT (Phase 1 Tool) dorénavant calcule automatiquement le temps requis pour les calibrations de base et ajoute ce temps au temps demandé tel qu`affiché dans la demande. Il vous suffit d`enter pour chaque cible le temps d`intégration requis incluant les suppléments de temps (`overheads` tels que les temps d`acquisition, temps de lecture, etc) et PIT calculera le temps total requis pour chaque cible. Notez que les ITCs (Integration Time Calculators) donnent maintenant des estimées de ces suppléments de temps. Ils seront listés un à un avec le temps estimé pour chacun et la somme du temps total requis en supplément. En résumé, calculez le temps d`intégration requis, ajoutez les suppléments listés par le ITC, mettez ce total dans PIT et PIT donnera un grad total en ajoutant aussi les calibrations de base. Pour les instruments Visiteurs par contre cela n`est pas automatique et les PIs de demandes Alopeke and Zorro devront inclure dans PIT le temps nécessaire pour les étoiles standardes PSFs si nécessaires, et pour TEXES le temps pour les standards telluriques.

Relaxez SVP!

Environ 25% de tout le temps Gemini en queue qui soit alloué au Canada est pour remplir la Bande 3 de la queue.Cette Bande 3 sur-remplit la queue avec des programmes qui peuvent être observés dans des conditions météoroloqiues moins demandantes, lorsqu`il n`y a plus de programmes de Bande 1 ou 2 qui puissent les utiliser. Bien souvent nous ne recevons pas beaucoup de demandes de temps demandant ces conditions plus relaxes (telles IQ85% ou IQ=Any ou Cloud Cover plus que 70%.). Pourtant plusieurs programmes ont simplement besoin d`atteindre un certain signal-sur-bruit pour réussir sans aucune nécessité pour un bon seeing, et ainsi peuvent être completer adéquatement sous des conditions plus relaxes en integrant plus longtemps. Les Calculateurs de Temps d`Intégration de Gemini (ITCs) vous aideront à trouver combine de temps supplémentaire sera nécessaire pour atteindre vos objectifs. SVP pensez à soumettre des demandes avec ces conditions plus relaxes. Le Phase 1 Tool (PIT) vous permet de demander un temps pour des conditions de Bandes 1-2 et un temps différent pour la Bande 3 avec des conditions de Bande 3. En fait SVP soumettez plus de demandes de toutes sortes! Ce semestre 2019B nous n`avons reçu que 23 demandes Canadiennes en tout, ce qui est notre total le plus bas depuis au moins 15 ans. Vos projets ont donc de très bonnes chances de succès au CanTAC, et ceci est donc une bonne opportunité d`obtenir beaucoup de temps pour des étudiant(e)s près de terminer leur thèse et qui souhaitent étendre leurs intérêts vers de nouveaux projets ou pour les astronomes plus chevronné(e)s qui aimeraient tenter des projets plus risqués.

Communiqués de presse canadiens récents

Le 11 juin dernier l`équipe du GPI Exoplanet Survey (GPIES) a annoncé les résultats de leur analyse des premières 300 étoiles jeunes proches observées dans ce sondage. L`équipe, dirigée par Eric Nielsen de Standford, inclut plusieurs Canadien(nes): Rene Doyon, Julien Rameau (UdeMontreal), Christian Marois, Celia Blain, Benjamin Gerard (HAA), Stanimir Metchev (UWO). Sur les 300 premières étoiles, GPIES a détecté six planètes géantes et trois naines brunes, ce qui représente le sondage par imagerie directe le plus important et le plus sensible réalisé à ce jour pour les planètes géantes. L’analyse suggère que les naines brunes pourraient s’être formées différemment des planètes géantes à séparation large. La question se pose depuis longtemps de savoir si les naines brunes (objets dont les masses se situent entre celles d’une petite étoile et d’une super-planète, mais dépourvues de la fusion nucléaire dans leur centre pour brûler comme une étoile) se forment plutôt comme des étoiles ou des planètes. Les étoiles se forment de haut en bas par l’effondrement gravitationnel de grands nuages primordiaux de gaz et de poussière, alors que les planètes sont supposées se former de bas en haut par l’assemblage de petits corps rocheux et poussières qui s`assemblent ensuite pour devenir plus grands (accrétion de noyaux/galets).

Selon cette étude, alors que les naines brunes plus massives sont plus nombreuses que les naines brunes moins massives, la tendance est inversée pour les planètes géantes: les planètes plus massives sont moins nombreuses que les moins massives. De plus, les naines brunes ont tendance à se trouver loin de leurs étoiles hôtes, tandis que les planètes géantes se concentrent plus près. Ces tendances opposées indiquent que les naines brunes se forment par instabilité gravitationnelle (comme les étoiles) alors que les planètes géantes se forment de bas en haut (accrétion de galets). Vous pouvez lire le communiqué de presse ici.

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