1. Introduzione all`astronomia (slides di teoria)
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Laboratorio di astronomia 2016 di Massimo Banfi A25 «Nova Milanese Observatory» (MB) A36 «Osservatorio delle Prealpi Orobiche di Ganda (BG)» C26 «Osservatorio Città di Seveso» (MB) «Wild Boar Observatory» di Manciano (GR) Laboratorio di astronomia - 2016 Gestione remota di un telescopio SKYPE – consente a più utenti di comunicare voce-video tramite PC TEAMVIEWER – consente a più utenti di vedere un desktop remoto e di accedere ai programmi installati su quel PC come se si fosse fisicamente presenti Sono GRATUITI, si scaricano da Internet (c’è un link anche nel mio sito – menù: laboratorio astronomia) e vanno installati sul proprio PC. Per comunicazioni rapide, soprattutto per le osservazioni al telescopio, è utile creare un gruppo di WHAT’S UP. Laboratorio di astronomia - 2016 Gestione remota di un telescopio La gestione in remoto del telescopio viene eseguita tramite il programma ASTROART 6.0. di cui si deve scaricare una versione demo gratuita dal sito del produttore. Il programma verrà usato per: 1. Muovere il telescopio e puntare l’oggetto da studiare 2. Riprendere le immagini del cielo 3. Ottenere le misure della luminosità delle stelle studiate. Tali valori saranno poi studiati importandoli in Excel. A casa vostra potrete esercitarvi solo sul punto 3. I primi due punti funzionano solo se il programma è collegato ad un telescopio o ad una macchina fotografica: quindi, potete lavorarci solo in remoto. Laboratorio di astronomia - 2016 Cosa osservare? In Internet ci sono alcuni siti che propongono ai non professionisti dei programmi di ricerca e degli oggetti particolari da osservare. Se i dati ottenuti sono di buona qualità, è possibile la loro pubblicazione in riviste internazionali e in appositi database che poi sono utilizzati dagli astronomi professionisti per le loro ricerche. Laboratorio di astronomia - 2016 Cosa osservare? Noi faremo riferimento a tre siti specifici: • A.A.V.S.O. (American Association of Variable Stars Observers), che studia le stelle variabili pulsanti e i quasars. • BRNO database (Repubblica Ceca), che raccoglie misure di stelle binarie ad eclisse e di transiti di pianeti extrasolari • M.P.C. (Minor Planet Center di Harvard), che studia le posizioni degli asteroidi sulle loro orbite, in particolar modo quelli potenzialmente pericolosi per la Terra Laboratorio di astronomia - 2016 Progetto 1: binarie ad eclisse Laboratorio di astronomia - 2016 Progetto 1I: posizione degli asteroidi Laboratorio di astronomia - 2016 Dove osservare? Individuata la stella che si vuole studiare, bisogna sapere dove cercarla in cielo. La posizione degli oggetti celesti è assegnata da una coppia di coordinate, l’Ascensione retta A.R. e la declinazione DEC che sono l’analogo della Longitudine e della Latitudine sulla superficie terrestre. AR: 11h 23m 47s DEC: 58° 45’ 22’’ (in ore) (in gradi) Laboratorio di astronomia - 2016 Dove osservare? Supponiamo che si voglia studiare la stella IP Aql (IP Aquilae, cioè la stella doppia IP della costellazione dell’Aquila….) perché il sito del BRNO ci informa che avrà un minimo (una eclisse) probabilmente attorno alle ore 17:08, come fare per ottenere le sue coordinate? Abbiamo due alternative: 1) scaricare un planetario sul PC (il migliore è Stellarium) 2) Accedere a VIZIER, l’immenso database dell’European Southern Observatory (E.S.O.) che, oltre a molte informazioni sull’oggetto prescelto, consente di ottenere l’immagine della zona di cielo interessata (tramite l’applicazione Aladin light) Laboratorio di astronomia - 2016 Il giorno giuliano Il giorno giuliano (Julian Day, JD) è il numero di giorni passati dal mezzogiorno del lunedì 1º gennaio 4713 a.C. I vantaggi sono: .) é decimale e non ha anni bisestili .) il giorno inizia a mezzodì, quindi non si ha cambiamento di data a mezzanotte, proprio durante le osservazioni .) è precedente ad ogni avvenimento storico-astronomico noto. Il 15 novembre 2016 alle ore 23.00.00 la data giuliana è 2457708.45833 (talvolta si trascura il 24…e si scrive 57708.45833) Laboratorio di astronomia - 2016 Come misurare la luce delle stelle Immagine ingrandita: si vedono i pixel Unità Analogico Digitali Laboratorio di astronomia - 2016 Come misurare la luminosità di una stella Laboratorio di astronomia - 2016 Come misurare la luminosità di una stella La magnitudine apparente (m) di un corpo celeste è una misura della sua luminosità così come vista da Terra. La scala con cui sono misurate le magnitudini affonda le sue radici nella pratica ellenistica di dividere le stelle visibili a occhio nudo in sei magnitudini. Le stelle più luminose erano dette di prima magnitudine (m = +1), quelle meno erano di seconda magnitudine, e così via fino alla sesta magnitudine (m = +6), al limite della visione umana a occhio nudo (senza un telescopio o altri aiuti ottici). Questo metodo piuttosto rozzo di indicare la luminosità delle stelle fu reso popolare da Tolomeo nel suo Almagesto, e si pensa che sia stato inventato da Ipparco. Laboratorio di astronomia - 2016 Come misurare la luminosità di una stella Nel 1856, Pogson formalizzò il sistema definendo una stella di prima magnitudine come una stella che fosse 100 volte più luminosa di una stella di sesta magnitudine. Perciò, una stella di prima magnitudine si trova a essere 2,5 volte più luminosa di una stella di seconda, perché 5 100 = 2,5 ππππ’ππ (2,5)5 = 100. La scala è di tipo logaritmico-inversa, dove la differenza di magnitudine tra due stelle è espressa dalla seguente relazione: dove m1 e m2 sono le magnitudini di due stelle, I1 e I2 le loro rispettive intensità luminose (energia irradiata al secondo). Laboratorio di astronomia - 2016 Come misurare la luminosità di una stella Gli oggetti più deboli rivelati dal telescopio spaziale Hubble (foto a lato) hanno circa magnitudine m = +30. Con la scala moderna, la stella più luminosa del cielo, Sirio, viene ad assumere una magnitudine negativa m = -1,5, mentre il telescopio scolastico, sotto buoni cieli, può arrivare a m = +17. Laboratorio di astronomia - 2016 Come misurare la luminosità di una stella La magnitudine calcolata dalle immagini riprese al telescopio è una MAGNITUDINE STRUMENTALE: dipende dal telescopio, dal cielo locale, dai sensori usati….Per avere la corretta MAGNITUDINE APPARENTE di una stella bisognerebbe conoscere in qualche modo la costante COST. Per ottenere tale valore corretto, quello che si fa è confrontare la magnitudine STRUMENTALE ottenuta dalle foto con quella di stelle note che compaiono nella stessa immagine attraverso l’uso di opportune cartine di riferimento o dei cataloghi contenuti in Vizier. Laboratorio di astronomia - 2016 Come misurare la luminosità di una stella A fianco ad alcune stelle è visibile un numero che esprime la loro magnitudine apparente Queste cartine si trovano in appositi siti web, come l’A.A.V.S.O. In alternativa, si possono usare i cataloghi contenuti in VIZIER Laboratorio di astronomia - 2016 …ma c’è un problema ! La magnitudine apparente di una stella è sicuramente utile per misurare le variazioni di luminosità degli astri, ma NON ci dice nulla sulla luminosità VERA dell’oggetto !!!! Bisogna conoscere la DISTANZA. Laboratorio di astronomia - 2016 Dalla luminosità alla distanza delle stelle f è il flusso luminoso, cioè la quantità di energia che ogni secondo arriva sulla superficie del sensore La luminosità L è l’energia totale emessa dalla stella in tutte le direzioni ogni secondo Laboratorio di astronomia - 2016 Dalla luminosità alla distanza delle stelle L è l’energia totale emessa veramente dalla stella. Il flusso f è quanto arriva al telescopio e il suo valore dipende da d. Laboratorio di astronomia - 2016 Dalla luminosità alla distanza delle stelle Definisco magnitudine ASSOLUTA di una stella la sua magnitudine quando è posta ad una distanza convenzionale di 10 parsec (32,6 anni luce). Posto: π1 = π ππππππ‘π’ππππ ππ π πππ’π‘π π π1 = 10 ππππ ππ, la formula precedente diventa: Laboratorio di astronomia - 2016 La sequenza principale Dalle nebulose si formano le stelle per contrazione gravitazionale… Laboratorio di astronomia - 2016 Il diagramma H-R: la sequenza principale Laboratorio di astronomia - 2016 Le classi spettrali . Le stelle possono essere suddivise in CLASSI SPETTRALI (O,B,A,F,G,K,M) a seconda delle righe presenti nel loro spettro. Tali differenze dipendono dalla temperatura T e, quindi, dal colore della stella. Per ricordarsi le classi spettrali: «O, Be A Fine Girl, Kiss Me….» Laboratorio di astronomia - 2016 L’emissione a righe dei gas Ad ogni riga corrisponde una determinata frequenza della luce Ad ogni riga corrisponde un preciso salto quantico dell’elettrone, da un orbitale atomico all’altro Laboratorio di astronomia - 2016 L’analisi chimica delle stelle Ogni elemento chimico è contraddistinto da una serie precisa di righe spettrali. Dallo spettro, è quindi possibile risalire alla composizione chimica delle stelle Laboratorio di astronomia - 2016 Le velocità radiali e l’espansione dell’Universo Dallo spostamento delle righe spettrali si può ottenere la velocità di allontanamento (di avvicinamento) della stella. In questo modo si è scoperta l’espansione dell’Universo…
