¿Cómo funciona un espectrógrafo?

¿Cómo funciona un espectrógrafo? Mucha gente sabe cómo funciona un telescopio, pero relativamente poca sabe lo que hay dentro de un espectrógrafo. Por ello presentaremos aquí el diseño de un espectrógrafo astronómico típico, pero debemos tener en cuenta que hay muchos posibles diseños, así como los hay para telescopios.

Todo empieza cuando el haz de luz recolectado por el telescopio entra al espectrógrafo. El punto focal del haz se hace coincidir con la rendija del espectrógrafo. Esta rendija es lo que al final de cuentas se observa en el detector. La superficie que rodea a la rendija se platea o aluminiza para que la porción del haz del telescopio que no pasa a través de la rendija pueda enviarse a un ocular o a una cámara para poder monitorear fácilmente el guiado del telescopio.

La luz que pasa por la rendija es reflejada por un espejo colimador que convierte el haz divergente de luz en un haz paralelo. En ocasiones, en lugar de un espejo se instala una lente o un conjunto de lentes para colimar el haz de luz.

El haz colimado es enviado ahora a la rejilla de difracción. Este elemento óptico dispersa el haz colimado (de hecho, cada punto de la rendija corresponde a un haz colimado), separando sus componentes de color o, lo que es lo mismo, sus componentes con diferentes longitudes de onda. Cada longitud de onda diferente sale de la rejilla en un ángulo ligeramente diferente.

Este nuevo haz de luz dispersado según sus colores es entonces enfocado en un detector por una cámara, generalmente formada por lentes. De manera que ahora tenemos una imagen de la rendija dispersada como un arco iris. Como detector puede ponerse cualquier cámara fotográfica, pero en astronomía se prefiere un CCD de alta calidad o un arreglo de ellos. En la figura 28 se muestra el diseño típico de un espectrógrafo.

Algunos de los espectrógrafos astronómicos modernos pueden ser instrumentos muy grandes y complejos, incluso pueden ser de un tamaño cercano al de un automóvil pequeño, pero los componentes ópticos deben mantenerse en posición con una precisión del orden de una milésima de milímetro.