MAROON-X: A Radial Velocity Spectrograph for the Gemini Observatory
MAROON-X是一种红色光学高精度径向速度摄谱仪，目前已接近完成，并正在芝加哥大学进行广泛的性能测试。该仪器计划于2019年第一季度安装在Gemini North。MAROON-X将是唯一一台大型望远镜上的RV摄谱仪，整个美国社区都可以使用。在这些会议记录中，我们讨论了最新增加的红色波长臂和两个科学级探测器系统，以及望远镜前端的设计和建造。我们还介绍了实验室中正在进行的RV稳定性测试的结果。初步结果表明，MAROON-X可以在亚m/s水平上进行校准，甚至可能比使用同时参考方法要好得多。
2018-05-23 astro-ph.EP astro-ph.IM
Gemini Infrared Multi-Object Spectrograph: Instrument Overview
双子座红外多目标摄谱仪（GIRMOS）是一个强大的新仪器，正在建造的设施级标准的双子座望远镜。它利用了自适应光学和积分场光谱仪的最新发展。GIRMOS将利用多物体自适应光学，对两角分视场内的四个物体同时进行高角度分辨率、空间分辨的红外（$1-2.4$ $μ$ m）光谱分析。这种能力目前在世界上任何地方都不存在，因此在天文学研究的非常广泛的主题上提供了重大的科学收益。例如，目前对高红移星系的研究计划正在推动$8-10$米级设施的红外光谱学的极限，因为每个目标需要长达几个晚上的观测时间。因此，利用自适应光学同时观测多个目标，对于有效利用望远镜时间和获得统计上有意义的样本进行高红移科学研究是绝对必要的。预计2023年投入使用，GIRMOS的能力也将使其成为2021年发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜的关键后续仪器，以及未来30米望远镜（TMT）多目标光谱仪器的真正科学和技术探路者。在本文中，我们将介绍该仪器的功能和整体架构的概述。我们还强调了该仪器如何为未来的TMT早期仪器奠定基础。
2018-08-03 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
GNOMOS: The Gemini NIR-Optical Multi Object Spectrograph
本文是对双子座天文台及其科学和技术咨询委员会征求白皮书的呼吁的回应，以帮助定义新的双子座仪器的科学案例和要求，设想由一个中等分辨率的单物体摄谱仪组成，同时覆盖光学和近红外波长。在本白皮书中，我们讨论了替代性新仪器的科学案例，该仪器由多目标、中等分辨率、高通量光谱仪组成，同时覆盖电磁波谱的光学和近红外切片。我们认为，在中等分辨率下的宽波长覆盖范围与适度的多路复用功率相结合是一条创新的道路，它将使人们能够在各种天体物理学主题中追求基础科学问题，而不会损害宽基线上单目标光谱学所能实现的科学目标。我们提出了一个简短的定性讨论的主要特点，一个概念性的硬件设计，可以想象这样一个仪器可行。
2012-03-22 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.GA
DRAGraces: A pipeline for the GRACES high-resolution spectrograph at Gemini
本文介绍了软件DRAGraces（GRACES数据简化和分析），这是一个管道减少从GRACES（双子座远程访问CFHT ESPaDONS摄谱仪）在双子座北望远镜光谱。代码是用IDL语言编写的。它的目的是找到所有的GRACES框架在一个给定的目录，自动确定列表的偏见，单位，弧和科学框架，并执行整个减少和提取在几分钟内。我们将DRAGraces的输出与OPERA的输出进行了比较，OPERA是CFHT开发的一个管道，也可以提取GRACES光谱。这两条管道都是完全独立开发的，但它们提供了非常相似的提取光谱。它们都有各自的优点和缺点。例如，DRAGraces更简单易用，不太可能被需要调整的参数所干扰，而OPERA提供了一种更仔细的提取，当需要最高分辨率和信噪比较低时，这种提取可以显著优越。在决定使用哪一个作为他们的科学之前，应该比较两者。然而，这两个流水线提供了相当相当的分辨率能力（在高分辨率和低分辨率光谱模式下，DRAGraces的R~52.8k和36.6k，OPERA的R~ 58 k和40 k），波长解决方案和每个分辨率元件的信噪比。
2020-12-15 astro-ph.IM
The Adaptive Optics System for the Gemini Infrared Multi-Object Spectrograph: Performance Modeling
本文介绍了GIRMOS自适应光学系统的性能建模，通过结合GNAO闭环与GIRMOS开环校正，确定其16x16阶系统设计，并验证了在特定条件下满足57%包围能量的图像质量要求。
2023-10-23 astro-ph.IM
Gemini Planet Imager Observational Calibrations IV: Wavelength Calibration and Flexure Correction for the Integral Field Spectrograph
我们提出了基于小透镜的积分场光谱仪（IFS），作为双子座行星成像仪（GPI）的科学仪器的波长校准。GPI IFS具有2.7”x 2.7”的视场和190 x 190的小透镜阵列（14.3质量/小透镜），工作在$Y$、$J$、$H$和$K$波段，光谱分辨率范围为$R$ $\sim$ 35至78。由于整个视场的变化，为每个小透镜确定唯一的波长解决方案，其特征在于二维位置、光谱色散和光谱相对于检测器轴的旋转。四个自由参数拟合使用约束Levenberg-Marquardt最小二乘最小化算法，其将单个小透镜的弧光灯光谱与模拟的弧光灯光谱进行比较。这种方法能够使用Gemini的设施校准灯单元GCAL在GPI IFS探测器上测量优于1/10像素的光谱位置，与早期方法相比提高了光谱提取精度。使用这样的波长校准，我们已经测量了如何改变天顶距光谱仪的内部弯曲移动检测器上的光谱。我们描述的方法来补偿这些变化时，组装数据立方体从使用GPI的天空观测。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Science Performance of the Gemini High Resolution Optical Spectrograph
本文介绍了双子座高分辨率光学光谱仪GHOST的设计与运行能力，并系统推导和量化了其在天观测中对科学用户最关键的性能指标。
2024-01-15 astro-ph.IM
Gemini High-resolution Optical SpecTrograph (GHOST) at Gemini-South: Instrument performance and integration, first science, and next steps
本文介绍了Gemini South望远镜新配备的高分辨率光谱仪GHOST的性能、集成情况及首批科学成果，展示了其高效精确观测各类明暗目标的能力，并展望了未来的科学探索与仪器升级。
2024-11-12 astro-ph.IM astro-ph.SR
Near Infrared Observations of GQ Lup b Using the Gemini Integral Field Spectrograph NIFS
我们提出了新的JHK光谱（R ~ 5000）的GQ Lup b，获得了近红外积分场光谱仪NIFS和自适应光学系统ALTAIR在双子座北望远镜。角微分成像被用于在J和H波段抑制斑点噪声从GQ Lup A，我们表明，这种方法可以提供改善信噪比（S/N）的一个因素2 - 6位于亚角秒分离的同伴。根据高质量的观测数据和GAIA合成光谱，我们估计伴星的有效温度为Teff = 2400 +/- 100 K，重力为log g = 4.0 +/- 0.5，光度为log（L/L_s）= -2.47 +/- 0.28。与DUSTY演化轨迹的预测相比，我们可以将GQ Lup b的质量限制在8 - 60 MJup，最有可能是在褐矮星制度中。与Seifahrt等人发表的光谱相比，我们的GQ Lup b的光谱明显偏红（15 - 50%），并且没有显示出重要的Paβ发射。我们的光谱是在很好的协议与较低的S/N光谱先前公布的McEllington和合作者。
2009-08-26 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Integral Field Spectrograph for the Gemini Planet Imager
双子座行星成像仪（Gemini Planet Imager，GPI）是一个复杂的光学系统，旨在直接探测年轻行星在其宿主恒星两角秒内的自我发射。采用先进的自适应光学系统和切趾日冕物质流抑制星光后，焦平面上主要的残余污染是大气散斑和光学表面散斑。由于散斑在本质上是衍射的，它们在场中的位置强烈地依赖于波长，而实际的伴星将保持固定的距离。通过比较同时拍摄的不同波长的多张图像，我们可以冻结散斑图案并提取行星光，增加一个数量级的对比度。为了实现20%的带通，足以执行散斑抑制，并观察整个两个角秒的视野在衍射极限采样，我们设计并建立了一个积分场光谱仪具有极低的波前误差，几乎没有色差。光谱仪是完全低温的，工作波长范围为1至2.4微米，有五个可选的过滤器。棱镜用于在主检测波段产生45的光谱分辨率并保持高通量。基于Keck的OSIRIS光谱仪，我们选择使用基于小透镜的光谱仪来实现约25 nm的均方根波前误差。超过36，000个光谱被同时拍摄，并重新组装成具有大约192x192空间元素的图像立方体，包含11到20个光谱通道。在双极化测量中，可以用沃拉斯顿棱镜代替主色散棱镜。光谱仪还具有用于对准和校准的光瞳观察模式。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
The list of tantalum lines for wavelengths calibration of the Hamilton echelle-spectrograph
针对2011年6月9日之前在Lick天文台Shane望远镜上使用的Hamilton Echelle摄谱仪，提出了一种利用空心阴极灯进行波长定标的解决方案。这种灯的光谱被称为钍-氩，除了钍和氩的谱线外，还含有一些我们用钽鉴别出来的未识别的谱线。利用测量的钽和钍谱线的原子数据，我们估计灯中气体的温度为T=3120+/-60 K。从原子谱线数据库VALD 3中，我们选择了在灯的光谱中可以看到的TaI和TaII的所有谱线，并编制了一个列表，用于光谱观测的处理。我们注意到由于超精细线分裂的影响，校准的精度的限制。
2015-06-25 astro-ph.IM
Gemini Planet Imager Observational Calibrations VI: Photometric and Spectroscopic Calibration for the Integral Field Spectrograph
双子座行星成像仪（GPI）是双子座天文台的一种新设备，旨在直接探测和表征太阳附近恒星周围的行星和碎片盘。除了其极端的自适应光学和电晕图形系统，使访问高角分辨率和高对比度成像能力，GPI包含一个积分场摄谱仪提供低分辨率光谱在五个波段之间的0.95和2.5 $μ$ m。本文介绍了GPI科学数据的分光光度校准所需的处理步骤和必要的校准文件。基于白矮星HD 8049 B的定标观测，我们估计GPI观测光谱的系统误差小于5%。在日冕GPI观测中，被遮蔽的恒星和基准卫星点的通量比，需要估计目标和任何分辨出的伴星之间的星等差，在$H$波段中测量，在实验室测量中为$Δm = 9.23\pm0.06$，在天空观测中为$Δm = 9.39\pm 0.11$。还提供了$Y$、$J$、$K1$和$K2$过滤器的实验室测量结果。还在每个光度通带测量了GPI、双子座南和地球大气的总通量，在非日冕模式下，$H$ -波段的典型通量为18%，在可获得观测的六个月期间观察到一些变化。我们还报告正在进行的开发和改进的数据立方体提取算法。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Gemini Planet Imager Observational Calibrations III: Empirical Measurement Methods and Applications of High-Resolution Microlens PSFs
新投入使用的双子座行星成像仪（GPI）结合了极端的自适应光学、先进的日冕仪、精确的波前控制和基于小透镜的积分场光谱仪（IFS），可以测量0.9-2.5微米之间的年轻太阳系外巨行星的光谱。每个GPI探测器图像，当在光谱模型中时，由约37，000个微光谱组成，这些微光谱在空间方向上被欠采样或临界采样。本文介绍了如何获得高分辨率的微透镜PSF，并讨论了它们在增强波长校准，弯曲补偿和光谱提取中的用途。这种方法通常适用于任何基于小透镜的积分场摄谱仪，包括拟议的未来仪器概念的空间任务。
2014-07-11 astro-ph.EP astro-ph.IM
Gemini Planet Imager Observational Calibrations II: Detector Performance and Calibration
双子座行星成像仪是一台新投入使用的设施仪器，旨在测量太阳附近年轻太阳系外行星的近红外光谱，并获得星周盘的成像偏振测量。GPI的科学仪器是一个积分场摄谱仪，它使用了带有SIDECAR ASIC读出系统的HAWAII-2 RG探测器。本文介绍了GPI数据简化管道执行的探测器表征和校准，以补偿包括坏/热/冷像素、持久性、非线性、振动引起的颤噪和相关读取噪声在内的影响。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Global Extinction: Combined Gemini North and South GMOS Photometry Relative to the Gaia Catalog, and Long-Term Atmospheric Change
利用双子座南北双胞胎多目标分光仪（GMOS-N和GMOS-S）的档案数据，在光度测定中寻找长期大气变化的影响。从2003年开始的整个GMOS成像数据库与全天盖亚天体目录进行了比较，产生了~10^6个斯隆r '滤波器样本，截止到2021年。这些与报告的天空和气象条件相结合，而不是一个简单的大气模型加上云与模拟吞吐量。在2009年观察到一个异常的衰减事件，这是一个每十年约2 mmag衰减恶化的趋势（在两个地点相似）。这与60多年来的太阳辐射transmittance记录，气溶胶密度测量以及全球气温每十年上升0.2摄氏度以上是一致的，这对历史数据集或未来调查的校准具有影响。
2022-12-15 astro-ph.IM
Gemini Planet Imager Observational Calibrations I: Overview of the GPI Data Reduction Pipeline
双子座行星成像仪（GPI）的科学仪器是红外积分场摄谱仪/偏振仪（IFS）。积分场光谱仪在科学上是强大的，但需要复杂的数据处理系统。为了使GPI实现其系外行星和盘表征的科学目标，IFS数据必须通过广泛的双子座社区使用的灵活软件，在光谱和偏振模式下重建成高质量的天体测量和光度测量准确的数据管。GPI仪器团队为满足这些需求而开发的数据简化管道在GPI调试后现已公开可用。本文是系列文章的第一篇，提供了GPI数据简化的广泛概述，总结了关键步骤，并介绍了整体软件框架和实现。随后的论文更详细地描述了校准GPI数据所需的算法。GPI数据简化管道是开源的，可从planetimager.org获得，并将在仪器的整个生命周期中继续增强。它实现了一套广泛的任务基元，可以将其组装成还原配方，以生成可用于科学分析的校准数据集。支持角度、光谱和偏振差分成像。图形化工具可自动生成和编辑配方，集成的校准数据库可管理参考文件，为高对比度成像定制的交互式数据查看器可用于探索和操作数据。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Potential for Quantum-Mechanical Tests Using Quasars, as Illuminated by Gemini Archival Data
最近人们对借助遥远类星体进行量子力学测试产生了兴趣。对于天空中两个方向相反的具有足够红移的类星体，光旅行时间参数可以保证它们光子的无因果性。如果这些光子被用来在地球上的设备中设置参数，那么巧合就不可能是由于它们的通信，从而关闭了实验中所谓的“选择自由”漏洞。但这是假设在检测之前没有其他干扰，包括相关的仪器误差，这些误差必须仔细加以限制。双子座南北多目标摄谱仪（GMOS）双胞胎可以同时观察天空中相隔180度的类星体对，并且已经提供了一个重要的基线记录来调查这一点。搜索所有GMOS宽带成像帧，以找到那些恰好包含已知类星体以及合适的比较星的帧。虽然在这些0.1 < z < 6的源中，单独的光度测量可能是有噪声的，但是总体上，平均场地条件和它们的相对光度零点被很好地表征。由此产生的数据集包括14年来约200万个相关的类星体观测对。初步的分析，提出了有趣的结果，成对的通量差在整个天空弱偏离平坦度，与贝尔定理相一致的限制。双子座能被用来证明量子力学所期望的“幽灵般的超距作用“吗？未来的工作和更明确的测试被认为是一些前景。
2018-09-21 astro-ph.IM
Gemini Planet Imager Observational Calibrations IX: Least-Squares Inversion Flux Extraction
Gemini Planet Imager（GPI）是一种仪器，设计用于使用高对比度自适应光学和基于小透镜的积分场摄谱仪直接对0.9至2.5微米（$YJHK$红外波段）的行星和星周盘成像。我们开发了一种基于最小二乘法的提取算法，同时解开光谱和系统噪声的贡献。我们利用两种方法来调整GPI光学器件的弯曲效应，其移动入射到检测器上的光的位置。第一种方法是重复提取以实现最小残差，第二种方法是在迭代提取步骤中将检测器图像与模型图像互相关以确定偏移。到目前为止，该过程通过减少莫尔图案对立方体提取进行了明确的质量改进。与之前的像素精度相比，还改进了用于查找挠曲偏移的自动例程，其对于$\sim0.5$像素精度是可靠的。在实施到GPI管道之前，将进行进一步的测试和优化。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
First performance of the gems + gmos system. Part1. Imaging
在双子座MCAO系统（GeMS）的调试期间，我们有机会在2012年3月和5月获得双子座南天文台使用最多的仪器双子座多目标光谱仪（GMOS）的数据。在成像模式下观察到几个球状星团，使我们能够研究这种新的未经测试的组合的性能。GMOS是一种可见光仪器，因此将MCAO推向可见光。我们在这里报告GMOS仪器的结果，从半高宽（FWHM）和吞吐量方面得出测光性能。在大多数情况下，我们获得了一个改善因子至少为2对自然看到。这一结果也取决于选择的自然导航星星座的观测，然后我们研究了导航星的选择对FWHM性能的影响，我们还得到了第一个天体测量分析表明，GeMS+GMOS系统提供了一个绝对天体测量精度优于8mas和相对天体测量精度低于50 mas。
2016-04-12 astro-ph.IM
Gemini Planet Imager Observational Calibration XIII: Wavelength Calibration Improvements, Stability, and Nonlinearity
我们提出了改进的波长校准的小透镜为基础的积分场光谱仪（IFS），作为科学仪器的双子座行星成像仪（GPI）。GPI IFS具有2.7”$\times$ 2.7”视场和190 $\times$ 190小透镜阵列（14.1 mas/小透镜），光谱分辨率范围为R $\sim$ 35至78。一个独特的波长的解决方案是确定每个小透镜的特征在于一个二维的位置，一个n维多项式描述的光谱色散，和旋转的光谱相对于检测器轴。我们研究了所有Y，J，H和K波段的光谱色散的非线性，通过两个天空弧光灯图像和模拟IFS图像使用的光路模型。此外，10孔非冗余掩模模式GPI提供了一个替代措施的波长色散内的数据立方体通过互相关的参考PSF与科学图像。这种方法可以用来确认从线性分散的减少数据立方体的偏差。我们发现，包括一个二次项提供了一个因素的10改善波长的解决方案的精度在线性解决方案，是必要的，以实现在J波段的像素的百分之几的不确定性在K波段的像素的几千。这对应于所有滤波器的波长不确定度为$\sim$ 0.2 nm。
2016-09-27 astro-ph.IM
Gemini Planet imager Observational Calibrations X: Non-Redundant Masking on GPI
Gemini Planet Imager（GPI）Extreme自适应光学Coronograph包含干涉模式：在其光瞳轮中的10孔非冗余掩模（NRM）。GPI在$Y, J, H$和$K$波段工作，使用积分场单元摄谱仪（IFS）获得每个图像像素的光谱数据。GPI上的NRM能够在中等对比度下以半分辨率元件内部工作角成像，探测日冕斑点后面的区域。NRM PSF的精细功能可以提供对板刻度的可靠检查，同时还可以作为光谱标准校准器的衰减器，否则会使整个瞳孔饱和。NRM调试数据提供关于光学器件中的波前误差以及自适应光学控制的操作的细节，而无需来自校准系统的指向控制。我们比较实验室和天空的结果，以评估系统的仪器性能，并检查在连续曝光的稳定性数据。我们讨论了早期的天空性能，比较图像集成和测试与第一个天空图像，并演示解决一个已知的二进制。我们讨论了自然资源管理的现状和对未来科学的启示。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Gemini Planet Imager Observational Calibrations VIII: Characterization and Role of Satellite Spots
双子座行星成像仪（GPI）结合了极端的自适应光学，积分场摄谱仪和高性能日冕仪，以直接在近红外成像太阳系外行星。由于日冕物质阻挡了大部分来自恒星的光线，因此无法直接测量宿主恒星的性质。取而代之的是，由光瞳平面中的正方形网格衍射产生的卫星斑点可以用来定位恒星并提取其光谱。我们描述的技术实施到GPI数据简化管道测量的卫星斑点的属性，并讨论了重建的天体测量和光度计的掩星的精度。我们发现在$H$波段数据立方体中卫星点的天体测量精度为$0.05$像素，并且当单个卫星点具有$> 20$的信噪比（SNR）时是最好的。在卫星斑分光光度法中，我们发现卫星斑的总通量对$\sim 7\%$是稳定的，并与中心恒星亮度成线性比例，卫星斑光谱的形状在$2\%$水平上变化。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Gemini Planet Imager Observational Calibrations V: Astrometry and Distortion
我们提出的双子座行星成像仪（GPI）的实验室和天空天体测量特性的结果。该表征包括积分场光谱仪（IFS）的像素尺度的测量、探测器相对于北的位置以及光学失真。这三个量中的两个（像素尺度和失真）是在实验室中使用两个透明的斑点网格测量的，一个是正方形图案，另一个是随机图案。利用GPI自适应光学系统中的人造星单元（ASU）的微小运动，估算了实验室中的像素尺度。在天空中，像素尺度和北角是使用许多已知的二元或多元系统和太阳系物体来确定的，其中一个子样本在凯克天文台进行了同步测量。我们目前对GPI像素尺度的估计是14.14 $\pm$ 0.01毫秒/像素，北向角是-1.00 $\pm$ 0.03 $°$。失真被示出为是小的，在视场上具有0.26像素的平均位置残差，并且使用5阶多项式进行校正。我们还介绍了GPI系外行星巡天（GPIES）的蒙特卡罗模拟结果，假设GPI达到~1毫角秒的相对天体测量精度。我们发现，有了这样的精度，我们将能够限制所有探测到的行星的偏心率，并可能确定广泛分离的木星的基本偏心率分布。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Gemini Planet Imager: First Light
双子座行星成像仪（GPI）是一个专门用于直接成像和光谱表征太阳系外行星的设施。它结合了一个非常高阶的自适应光学系统，一个衍射抑制日冕，和一个积分场光谱仪具有低光谱分辨率，但高空间分辨率。GPI的每一个方面都经过了调整，以便对明亮恒星附近的微弱行星具有最大的灵敏度。在第一次光观测期间，我们获得了估计的H带Strehl比为0.89，并且在0.75弧秒处获得了$10^6$和在0.35弧秒处获得了$10^5$的5 σ对比度。对美如画β的观测清楚地发现了行星美如画β b，在一次60秒的曝光中，只有最少的后处理。在$434 \pm 6$毫角秒和位置角$211.8 \pm 0.5$度的间隔处观察到β Picaib。拟合开普勒轨道的β Pic b使用新的位置与以前的天体测量给出了一个因素的三个改善，在大多数参数比以前的解决方案。这颗行星的轨道半长轴为$9.0^{+0.8}_{-0.4}$ AU，与先前已知的6 AU小行星带的3：2共振，并与内部翘曲盘对齐。这些观测给出了2017年底行星过境的4%后验概率。
2014-03-28 astro-ph.EP astro-ph.IM
GHOST Commissioning Science Results II: a very metal-poor star witnessing the early Galactic assembly
研究利用GHOST观测PIGS中的极贫金属恒星P180956，通过其元素丰度与轨道特征推断它形成于早期被吸积的超暗矮星系样系统。
2024-01-20 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
