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Daniele Gasparri
Primo incontro con il cielo
stellato
Seconda edizione
Copyright © 2011 Daniele Gasparri
ISBN 978-1-4709-2922-0
Questa opera è protetta dalla legge sul diritto d’autore. Tutti i diritti, in particolare
quelli relativi alla ristampa, traduzione, all’uso di figure e tabelle, alla citazione orale, alla trasmissione radiofonica o televisiva, alla riproduzione su microfilm o in
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rimangono riservati anche nel caso di utilizzo parziale. La riproduzione di questa
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L’edizione base elettronica di questo volume è liberamente e gratuitamente scaricabile dalla rete. E’ possibile riprodurre, duplicare, stampare ed utilizzare il testo in
ogni luogo pubblico o privato, citando sempre l’autore e purché non a fini commerciali e/o di lucro. Illustrazioni ed immagini rimangono proprietà esclusiva dei rispettivi autori. E’ vietato modificare il testo in ogni sua forma senza l’esplicito consenso
dell’autore.
In copertina, fronte: rotazione della sfera celeste attorno al polo nord celeste, in 3,5
ore, nei pressi del monte Vettore (PG). Immagine cortesia di Stefano Palmieri.
In copertina, retro: l’eclissi di Luna del 3 Marzo 2007, come poteva essere osservata
ad occhio nudo nel pieno della fase di totalità.
Primo incontro con il cielo stellato
Prefazione
Questa è la seconda edizione estesa di “Primo incontro con il cielo
stellato”. Rispetto alla versione base, disponibile anche in download
gratuito, è stata rivista nella forma, arricchita di nuovi paragrafi e
completata di un capitolo con le mappe di tutte le costellazioni boreali ed una guida all’osservazione dei principali oggetti del cielo profondo.
Il mio avvicinamento all’astronomia risale ai primi anni novanta,
quando per il mio decimo compleanno mi fu regalato da mio padre
un binocolo per osservare il panorama dalla nostra casa in montagna.
Non sapevo nulla del cielo, non avevo neanche la minima idea che
quello strumento potesse essere puntato sopra la nostra testa per vedere meglio quei puntini luminosi chiamati stelle.
Grazie alla mia innata curiosità, una sera di fine estate uno spicchio
di Luna entrando prepotentemente nella finestra del salotto mi chiamò con una voce irresistibile. L’unica cosa che pensai, con la semplicità disarmante di un bambino di dieci anni, fu: “se il binocolo mi
fa vedere più vicini gli oggetti terrestri, cosa succede se lo punto sulla Luna?”. Una semplice domanda, una frazione di secondo tra il
pensare e l’agire, ed ecco che la mia vita sarebbe cambiata totalmente, per sempre. Quel binocolo russo 12X50 mi mostrò un mondo del
quale rimasi terribilmente affascinato.
E’ difficile descrivere con le parole le emozioni fortissime che sentii
in quel momento e che ancora adesso, a distanza di 18 anni, percorrono il mio corpo come un unico brivido.
Quella sera sulla Luna ci rimasi per oltre un’ora. Ogni tanto staccavo
gli occhi e da solo sorridevo chiedendomi se fosse veramente reale
quello che stavo osservando. Riesco a sentire ancora il profumo della
plastica e del grasso della messa a fuoco di quel fantastico binocolo,
ogni volta che ci poggiavo gli occhi per controllare se quel meraviglioso mondo fosse ancora presente e non frutto della mia fantasia.
Fu così che scoprii la bellezza del cielo, nel modo più sorprendente e
puro possibile; il fascino irresistibile dell’Universo che ci circonda,
I
Primo incontro con il cielo stellato
di quei mondi lontani che ci guardano ogni notte, ma che spesso,
troppo spesso noi dimentichiamo addirittura che esistono.
Il passo verso il primo telescopio fu breve ed inarrestabile, ma il
primo impatto con le osservazioni astronomiche fu durissimo.
Abitavo in campagna, internet era ancora un miraggio lontano, nessun conoscente o amico che potesse aiutarmi.
Imparai l’astronomia nel modo più duro possibile, senza riferimenti,
senza conoscere il cielo, senza sapere cosa, dove e come osservare.
Impiegai anni per costruirmi una cultura del cielo, per capire come
utilizzare il telescopio, come cercare ed osservare gli oggetti.
Diciotto anni dopo, l’astronomia è qualcosa che ho dentro più che
mai; è ciò che riempie la mia vita professionale ed il mio tempo libero, una passione che non si esaurirà mai.
E’ stato un percorso lungo, abbandonato più di una volta dopo cocenti delusioni, ma puntualmente ripreso non appena rabbia a frustrazione avevano avuto il tempo di scemare.
Ricordando il tempo perso cercando di orientarmi in cielo, di capire
come funzionasse un telescopio, o semplicemente il perché le singole
stelle non potessero essere osservate con profitto con alcuno strumento, ho deciso di scrivere questa guida, che rappresenta la risposta
a tutte le domande cui avrei desiderato avere risposta nel lungo percorso di conoscenza del cielo.
Per evitare che altre persone possano perdere tempo o addirittura la
passione nell’osservazione del cielo, questo libro è dedicato a tutte le
persone che si riconoscono almeno un po’ in quel ragazzino che 18
anni fa amava trascorrere il suo tempo scorrazzando con un binocolo
tra i crateri lunari.
Il libro mostra qualcosa a cui ormai non siamo più abituati: la realtà,
senza alcuna enfasi o spettacolarizzazione. Non troverete fotografie
ottenute con strumenti professionali per farvi credere che queste saranno le visioni con il vostro telescopio. Troverete invece impressioni e disegni da parte di chi al telescopio ci ha trascorso gran parte
della propria vita.
Daniele Gasparri, Novembre 2011
II
Primo incontro con il cielo stellato
Alfabeto greco
III
Primo incontro con il cielo stellato
IV
Primo incontro con il cielo stellato
Indice
Introduzione..................................................................... 1
Alcune grandezze dell’Universo..................................................6
Capitolo 1: Principi dell’osservazione del cielo .......... 11
1.1 La sfera celeste...................................................................11
1.1.2 Movimenti della sfera celeste .......................................12
1.2 Cominciare ad orientarsi nel cielo ...................................17
1.2.1 Le misure del cielo: distanze e dimensioni apparenti ...19
1.2.2 Le coordinate astronomiche..........................................21
1.3 La Terra: stagioni e moti ..................................................23
1.4 La luminosità degli oggetti celesti ....................................29
1.5 L’inquinamento luminoso ................................................32
1.5.1 La scala Bortle ..............................................................34
1.5.2 Come stimare la qualità del cielo..................................38
1.5.3 La qualità del cielo italiano: alla ricerca del cielo buio 40
1.6 La turbolenza atmosferica................................................42
1.6.1 Turbolenza locale e atmosferica ...................................44
1.6.2 Una veloce stima del seeing..........................................45
1.6.3 Sfatiamo un falso mito ..................................................46
Capitolo 2: Osservare il cielo ad occhio nudo............. 47
2.1 Le costellazioni ..................................................................47
2.2 I corpi del sistema solare ..................................................50
2.3 Oltre il sistema solare........................................................55
2.4 La prima osservazione ......................................................58
2.4.1 Il cielo in primavera ......................................................62
2.4.2 Il cielo estivo.................................................................66
2.4.3 Il cielo autunnale...........................................................69
2.4.4 Il cielo invernale ...........................................................72
2.4.5 Gli star party .................................................................78
2.5 Le sorprese del cielo notturno ..........................................80
2.5.1 Satelliti artificiali ..........................................................80
2.5.2 Meteore .........................................................................82
2.5.3 Aurore polari.................................................................85
2.6 Astronomia su internet .....................................................87
V
Primo incontro con il cielo stellato
2.7 Classificazione delle stelle e degli oggetti diffusi.............89
2.7.1 La classificazione delle stelle........................................89
2.7.2 La classificazione degli oggetti diffusi .........................92
Capitolo 3: L’osservazione binoculare ........................ 94
3.1 Come è fatto e come funziona un binocolo......................94
3.2 L’osservazione al binocolo................................................97
3.2.1 Cosa serve per osservare al binocolo ............................97
3.2.2 Cosa osservare con il binocolo ...................................100
3.2.3 Come osservare con il binocolo..................................100
Capitolo 4: Il telescopio astronomico ........................ 108
4.1 Funzionamento di un telescopio.....................................108
4.2 La potenza di un telescopio ............................................111
4.2.1 Capacità di raccolta della luce ....................................111
4.2.2 Il potere risolutivo.......................................................113
4.2.3 La funzione dell’ingrandimento..................................114
4.2.4 Come osservare ed ingrandire le immagini ................116
4.3 Il rapporto focale.............................................................118
4.4 La qualità ottica...............................................................121
4.5 Le aberrazioni..................................................................124
4.5.1 Aberrazione cromatica ................................................125
4.5.2 Aberrazione sferica .....................................................126
4.5.3 Astigmatismo ..............................................................127
4.5.4 Coma...........................................................................128
4.5.5 Come testare la qualità delle ottiche ...........................129
4.6 I diversi tipi di telescopio ................................................133
4.6.1 Rifrattore.....................................................................133
4.6.2 Riflettore newtoniano .................................................137
4.6.3 Riflettore Cassegrain...................................................141
4.6.4 Schmidt-Cassegrain ....................................................143
4.6.5 Maksutov-Cassegrain..................................................146
4.6.6 Maksutov-Newton ......................................................148
4.6.7 Schmidt-Newton .........................................................150
4.7 Gli oculari ........................................................................153
4.7.1 Caratteristiche degli oculari ........................................156
4.8 Le montature ...................................................................159
4.8.1 Le montature altazimutali ...........................................160
VI
Primo incontro con il cielo stellato
4.8.2 La montatura equatoriale ............................................162
4.8.3 Lo stazionamento della montatura equatoriale ...........165
4.8.4 Il metodo Bigourdan per uno stazionamento preciso..168
4.8.5 La montatura dobson ..................................................171
4.9 Gli altri accessori ottici ...................................................172
4.10 La scelta del primo telescopio ......................................176
4.10.1 Quale è il telescopio migliore per le vostre esigenze?
...............................................................................................177
4.10.2 Il puntamento automatico: una questione di marketing!
...............................................................................................179
4.10.3 Il momento della scelta .............................................181
4.10.4 Qualche consiglio sulla scelta degli oculari..............184
4.11 Telescopi per tutte le tasche..........................................188
Capitolo 5: Prendersi cura degli strumenti .............. 190
5.1 Alcune semplici regole per la cura degli strumenti ......190
5.2 La collimazione degli strumenti ottici ...........................193
5.2.1 Quando collimare?......................................................195
5.2.2 Come si effettua la collimazione.................................196
5.2.3 La collimazione del riflettore newtoniano ..................200
5.2.4 Collimazione fine dei Newton molto aperti................206
5.2.5 Collimazione di uno Schmidt-Cassegrain...................207
5.2.6 La collimazione di un Maksutov-Cassegrain..............209
5.3 Pulizia delle ottiche .........................................................211
5.3.1 Pulizia di lenti e lastre dei telescopi............................212
5.3.2 Pulizia degli specchi ...................................................213
5.3.3 Pulizia di filtri ed oculari ............................................215
5.4 Evitare l’appannamento delle ottiche..............................216
Capitolo 6: L’osservazione telescopica...................... 219
6.1 Principi dell’osservazione al telescopio .........................219
6.1.2 Cosa osservare al telescopio .......................................221
6.1.3 Programmare le osservazioni......................................223
6.1.4 Qualche consiglio per un’osservazione proficua ........224
6.1.5 Osservare, non vedere.................................................225
6.1.6 Annotare e disegnare ..................................................226
6.2 Il puntamento degli oggetti celesti .................................227
6.3 L’orientazione delle immagini telescopiche ..................231
VII
Primo incontro con il cielo stellato
6.4 Osservare i corpi del sistema solare...............................235
6.4.1 Quali pianeti osservare................................................235
6.4.2 Cosa serve per osservare i pianeti: un cielo stabile, anche
se non scuro ...........................................................................236
6.4.3 Cosa serve per osservare i pianeti: il telescopio .........237
6.4.4 Cosa serve per osservare i pianeti: allenamento e
pazienza .................................................................................239
6.4.5 Il Sole..........................................................................241
6.4.6 Mercurio .....................................................................245
6.4.7 Venere.........................................................................249
6.4.8 La Luna .......................................................................252
6.4.9 Marte...........................................................................255
6.4.10 Giove.........................................................................259
6.4.11 Saturno ......................................................................264
6.4.12 Urano ........................................................................267
6.4.13 Nettuno .....................................................................269
6.4.14 Plutone e la periferia del sistema solare....................270
6.4.15 Eclissi solari e lunari.................................................274
6.4.16 Comete ......................................................................277
6.4.17 Cosa è possibile osservare sui pianeti.......................279
6.5 Osservare gli oggetti del cielo profondo ........................281
6.5.1 L’importanza di un cielo scuro ...................................281
6.5.2 Il telescopio più adatto................................................283
6.5.3 L’importanza di un occhio attento, allenato e qualche
semplice trucco ......................................................................285
6.5.4 Stelle doppie ...............................................................287
6.5.5 Ammassi aperti ...........................................................288
6.5.6 Ammassi globulari......................................................294
6.5.7 Nebulose .....................................................................299
6.5.8 Galassie.......................................................................305
6.5.9 Osservare i bracci delle galassie a spirale...................309
6.6 La magnitudine limite nelle osservazioni telescopiche.313
6.6.1 Da cosa dipende la magnitudine limite .......................314
6.6.2 Una formula attendibile per la magnitudine limite .....318
6.7 La magnitudine degli oggetti del profondo cielo ..........321
6.7.1 La luminosità superficiale...........................................323
VIII
Primo incontro con il cielo stellato
6.7.2 Il contrasto di soglia....................................................324
6.7.3 Calcolare la luminosità superficiale media .................325
6.7.4 La percezione attraverso il telescopio.........................328
6.8 Il colore degli oggetti deep-sky nelle osservazioni visuali
....................................................................................................331
6.8.1 Il funzionamento dell’occhio umano ..........................331
6.8.2 I diversi tipi di visione ................................................332
6.8.3 Grandezze fotometriche ..............................................334
6.8.4 La luminosità superficiale non può aumentare ...........335
6.8.5 Il ruolo del diametro del telescopio ............................339
6.8.6 Gli oggetti da osservare ..............................................340
6.8.7 Come si manifestano i colori ......................................340
6.8.8 Teoria e pratica a confronto ........................................341
6.8.9 L’interpretazione dei dati............................................344
6.8.10 Realtà o illusione: due piccoli esperimenti ...............346
6.9 L’osservazione visuale e la ripresa fotografica.............348
6.9.1 Ammassi stellari ...........................................................351
6.9.2 Nebulose .......................................................................352
6.9.3 Galassie.........................................................................353
Capitolo 7: Pillole di fotografia astronomica............ 354
7.1 Le difficoltà nella fotografia del cielo ............................355
7.2 Fasi e strumentazione per la realizzazione di una
fotografia astronomica.............................................................360
7.3 Dispositivi per la fotografia astronomica ......................361
7.3.1 La prima fotografia: tracce stellari..............................362
7.4 La fotografia a grande campo (in parallelo) .................364
7.5 La fotografia in afocale ...................................................367
7.6 La fotografia di Luna e pianeti brillanti .......................370
7.6.1 Tecnica per riprendere Luna e pianeti ........................373
7.7 La fotografia del cielo profondo attraverso il telescopio
(fuoco diretto) ...........................................................................380
7.7.1 Camere di ripresa ........................................................382
7.7.2 Telescopi.....................................................................385
7.7.3 Tecnica di ripresa........................................................387
7.7.4 La calibrazione delle immagini digitali ......................392
7.7.5 Elaborazione ...............................................................397
IX
Primo incontro con il cielo stellato
Capitolo 8: Mappe per l’osservazione ....................... 399
Appendice..................................................................... 533
Bibliografia................................................................... 548
X
Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
Introduzione
Che cosa è l’astronomia
L'astronomia è la scienza che studia tutti i corpi celesti, da ogni punto di vista, senza alcun limite alla grande curiosità degli esseri umani;
sicuramente la disciplina più antica, praticata da tutte le grandi civiltà
del passato.
Gli antichi Egizi erano astronomi eccellenti; prima di loro addirittura
i Babilonesi ed i Fenici. Nelle epoche più recenti, nell’antica Grecia
fiorirono alcune delle più alte teorie astronomiche, tra le quali la teoria copernicana, secondo cui la Terra ruota intorno al Sole.
Nell’era moderna, con il miglioramento tecnologico e l’aumento esponenziale delle conoscenze, l’astronomia è stata divisa in due
branche principali: l’astrofisica e la cosmologia.
Come suggerisce la parola stessa, l’astrofisica si occupa della fisica
degli astri, applicando le regole della fisica ai corpi celesti (pianeti,
stelle, galassie) contenuti nell’Universo.
La cosmologia ha invece l’obiettivo ambiziosissimo ed estremamente complesso di studiare la struttura, la nascita e l’evoluzione
dell’Universo intero.
Qualsiasi sia la disciplina scelta, l’astronomia è, oggi ancora di più
che nel passato, una scienza, che quindi non va confusa con tradizioni, credenze popolari o vere e proprie truffe, quali l'astrologia. Astronomia e astrologia non hanno nulla in comune.
L'astronomia osserva e studia, con leggi fisiche, quindi oggettive e
non interpretabili, il cielo. L'astrologia cerca di dare un'interpretazione fantasiosa, antropocentrica, superstiziosa, senza alcun fondamento
ne scientifico ne, spesso, addirittura logico. L'astrologia è una superstizione che non ha senso di esistere, se non (forse) come un divertente gioco.
L'astronomia studia tutti gli eventi che si verificano nell'Universo.
L'Universo è uno spazio sterminato pieno di stelle, pianeti, gas, galassie.
1
Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
Gli oggetti ed i corpi celesti in esso contenuti hanno comportamenti
unici, completamente estranei alla comune esperienza, per questo,
spesso, risultano assolutamente spettacolari, strani, impressionanti.
L'astronomia è fatta di teorie, concetti e situazioni completamente
fuori da ogni esperienza, alcune davvero contro-intuitive. Occorre
fare un notevole sforzo mentale per cercare di uscire dall'antropocentrismo nel quale viviamo ogni giorno e pensare secondo canoni molto più generali: l’Universo non funziona nel modo in cui i nostri limitati sensi possono osservare qui sulla Terra.
Il mondo funziona a suo
modo e noi, che disponiamo di sensi limitati, lo interpretiamo secondo il nostro essere. L'astronomia, e
la scienza in generale, si
pone l'obiettivo, ambizioso,
di capire fino in fondo il
funzionamento dell'intero
Universo, a prescindere dai
limiti dell'essere umano.
Per superare questi limiti,
sono richiesti degli stru- L'astronomia professionale analizza in modo
menti. Generalmente questi rigoroso gli eventi e gli oggetti dell'Universo.
strumenti sono i telescopi,
che permettono di osservare più da vicino, più in profondità e a lunghezze d'onda invisibili ai nostri occhi.
Fare astronomia per i professionisti significa osservare certi oggetti e
fenomeni, come ad esempio la forma delle galassie, e cercare di estrapolare delle teorie e dei risultati oggettivi, confermabili e ripetibili da ogni altro scienziato. L'astronomia dei professionisti va molto
più a fondo della contemplazione, si sposta verso la conoscenza delle
leggi naturali che regolano il cosmo. Come ogni scienza condotta a
livello professionale, essa non si fa generalmente con le parole ma
con la matematica, l'unico linguaggio universale e oggettivo che abbiamo a disposizione.
2
Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
Fare astronomia per passione non significa sottostare sempre e comunque alle rigide regole scientifiche, o utilizzare complicate espressioni matematiche.
L'astronomia dilettantistica, detta anche amatoriale, ha moltissimi livelli: dalla contemplazione del cielo notturno senza l'ausilio di un telescopio, ai progetti di ricerca in collaborazione con la comunità professionale. Non occorre conoscere matematica e fisica, ma avere solamente passione, pazienza e tanta curiosità.
Ricordatevi che avete sempre a che fare con una disciplina scientifica
e come tale va considerata, ma l'astronomia offre possibilità di divertimento e conoscenza a chiunque, a prescindere dal vostro livello di
preparazione.
Fare astronomia amatoriale significa alzare lo sguardo al cielo con
consapevolezza; riconoscere le costellazioni, i colori delle stelle e gli
oggetti non stellari. Significa porsi domande su tutto ciò che i nostri
occhi riescono ad ammirare; significa non deliziare solo il nostro
senso estetico, ma anche e soprattutto la mente, sentirsi parte di un
qualcosa di eccezionalmente grande e meravigliosamente perfetto
chiamato Universo. Questa è in effetti la particolarità che differenzia
l’essere umano da tutti gli altri animali: la consapevolezza. L’uomo
non si limita solamente a vivere passivamente nell’Universo, ma è in
grado, se lo vuole, di rendersi conto di tutto ciò che lo circonda e di
trovare risposte alle proprie domande.
Gli astronomi amatoriali, detti anche astrofili, sono persone comuni
animate da una passione per il cielo e per i segreti che contiene, molti
alla portata dei nostri telescopi amatoriali.
Nel cielo esistono spettacoli magnifici da ammirare, delle vere e proprie opere d'arte naturali.
Proprio come un'opera d'arte non va solo vista, ma osservata, interpretata, capita, anche l'astronomia va osservata, interpretata, capita,
questa volta con il linguaggio della scienza. Un'immagine spettacolare che ritrae una galassia a spirale può deliziare moltissimo la nostra
vista, ma essa contiene molto di più: un'importante mole di informazioni e di domande, alcune con delle risposte, altre no. Essa contiene
potenzialmente una teoria, un ragionamento che può farci spingere
fino ai confini della mente umana. Ecco cosa è l'astronomia amato-
3
Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
riale, ecco cosa sono le immagini che vedrete qui e al telescopio: delle porte sulla conoscenza del nostro Universo e lo stimolo più grande
per la vostra mente, per un viaggio che vi porterà lontano dal mondo
che gli uomini si sono costruiti qui sulla Terra, un mondo minuscolo,
che diventa già invisibile dalla stella più vicina, a 40 mila miliardi di
chilometri dalla nostra casa.
L'astronomia è curiosità, è sete di conoscenza, è una continua ricerca
delle leggi naturali presenti in questo Universo da miliardi di anni,
eppure ancora così sconosciute.
Essere consapevoli
Per affrontare l’osservazione del cielo, ma anche per apprezzare le
opere d’arte di qualche artista, o la filosofia greca, occorre acquisire
una certa consapevolezza, in modo da avere le basi ed i mezzi per
gustarsi davvero il viaggio che decidiamo di intraprendere.
Proprio per questo motivo, prima di tuffarsi verso l’osservazione del
cielo, bisogna acquisire le necessarie basi teoriche e pratiche per fare
in modo che la nostra passione possa effettivamente sbocciare e regalare soddisfazioni per lunghi anni.
In tutte le discipline scientifiche la fretta è sempre cattiva consigliera.
Non possiamo pretendere di fare astronomia, sebbene amatoriale,
senza conoscere i fondamenti delle osservazioni, senza saper riconoscere le costellazioni o senza sapere quali sono i corpi celesti che popolano l’Universo.
Se volete intraprendere l’arte e la scienza dell’osservazione del cielo
dovete prima conoscere le basi dell’astronomia e della tecnica di osservazione. Capisco la frenesia, a volte incontrollabile, il desiderio
che si trasforma quasi nell’impulso di comprare il telescopio ed iniziare ad osservare, senza dover affrontare altre fasi più noiose ed in
apparenza inutili, ma occorre mantenere i piedi per terra.
L’acquisto di un telescopio dovrebbe rappresentare la fine di un percorso formativo che vi ha introdotto nel mondo dell’astronomia.
Se doveste acquistare un telescopio in questo momento, quando ancora non siete pronti, avreste la sicurezza di riuscire ad usarlo? E siete sicuri che la vostra passione sia così forte tanto da spenderci almeno 500 euro?
4
Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
Supponiamo che abbiate comprato uno strumento astronomico, un
bel telescopio venduto come grande e professionale dal venditore.
Se questo è il vostro caso, avete già fatto un errore. Nessun venditore
serio vi venderebbe un telescopio spacciandolo per professionale: gli
strumenti professionali hanno dimensioni di una casa e pesano qualche tonnellata.
Se il negoziante è serio e non avete preso il telescopio da E-bay (se la
marca è Seben, avete combinato un mezzo disastro!) allora forse vi
trovate con uno strumento effettivamente valido. Bene, provate a
montarlo e a capire come funziona la sua montatura equatoriale. Probabilmente vi blocchereste già a questo punto, prima ancora di portare lo strumento fuori. Se riuscite a leggere le istruzioni e a montarlo,
siete davvero in gamba.
Portare fuori il telescopio di notte e provate ad osservare. Sapete come si osserva nel telescopio? Sapete cosa sono gli oculari e come variare l’ingrandimento? E per puntare gli oggetti celesti? E la montatura si muove in modo strano! L’immagine, inoltre, è sottosopra, c’è
qualcosa che non va! Riesco a vedere qualcosa, ma è tutto sfuocato e
debole. Una volta che ho osservato la Luna, che faccio? I pianeti come li trovo? Le stelle sono belle da osservare? No, sembrano sempre
dei puntini, forse lo strumento non funziona a dovere. E adesso cosa
si fa? Che delusione, meglio lasciare perdere.
Questo riassunto, con un tono volutamente esagerato ed ironico, è il
percorso che molti appassionati di astronomia compiono quando
comprano un telescopio senza avere la minima idea di come utilizzarlo e dove puntarlo. Fidatevi, ci sono passato anche io e ricordo
tutte queste frustranti sensazioni come se fossero accadute oggi.
La regola numero uno, quindi, è questa: acquistare il telescopio solamente quando si conosce bene il cielo, le costellazioni, gli oggetti, i
principi base dell’osservazione e della strumentazione astronomica.
Nelle pagine di questo volume cerco di fornire le basi necessarie per
compiere questo percorso, in rigoroso ordine cronologico, partendo
dai principi base per l’osservazione del cielo, passando per
l’osservazione ad occhio nudo, fondamentale per conoscere il cielo.
Solo dalla metà in poi impareremo a scegliere ed utilizzare il primo
telescopio, alla scoperta, finalmente, delle vere gemme del cielo.
5
Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
Alcune grandezze dell’Universo
Alcune grandezze molto comuni, come le distanze, le dimensioni, i
tempi, con le quali siamo abituati a convivere nelle nostre esperienze
su questo piccolo pianeta chiamato Terra, sono molto diverse se rapportate all’Universo, un posto dove tutto tende ad essere incredibilmente grande, ben maggiore di quanto la nostra immaginazione sia
in grado di visualizzare. State attenti, non è l’Universo ad essere differente dalla Terra, ma il nostro pianeta ad essere limitato rispetto alla grandezza e complessità del cosmo.
Le distanze
Le distanze degli oggetti dell’Universo sono molto più grandi di
quelle alle quali siamo abituati.
La Luna è il corpo celeste a noi più vicino, orbitando intorno al nostro pianeta ad una distanza media di 380000 km.
Il pianeta più vicino a noi è Venere, che nei periodi di massima vicinanza arriva a circa 30 milioni di km. Il Sole, la stella che ci da la vita, e intorno alla quale orbitano tutti i pianeti, si trova a circa 150 milioni di km. Questa distanza è presa come unità di misura per il sistema solare ed è identificata con la sigla UA o AU, ovvero Unità
Astronomica.
Giove, il più grande pianeta del sistema solare, dista circa 600 milioni di km dalla Terra, ovvero 4,2 UA. Saturno, il più distante visibile
ad occhio nudo, si trova a circa 1,5 miliardi di km, 10 UA. Questi
numeri sembrano già enormi, eppure siamo nelle immediate vicinanze del nostro pianeta!
La distanza della stella più vicina, Proxima Centauri, visibile solamente dall’emisfero australe, è di circa 40 mila miliardi di chilometri, ovvero 267000 UA, ed è la più vicina!
Per misurare le distanze stellari si utilizza una unità di misura più adatta dei km o dell’UA, l’anno luce. Proxima Centauri, in questo caso, dista 4,23 anni luce, il Sole, dalla Terra, solamente 8 minuti luce;
la galassia più vicina alla nostra 2,3 milioni di anni luce!
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Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
Lontano nello spazio, lontano nel tempo
Tutti gli oggetti che possiamo vedere emettono radiazione elettromagnetica, di cui fa parte anche la luce.
Qualsiasi onda elettromagnetica, compresa la luce, nel vuoto ha una
velocità elevatissima ma fissa, pari a circa 300000 km/s: si tratta della massima velocità raggiungibile nell’Universo, limite invalicabile
da parte di qualsiasi corpo.
Nonostante sia una velocità impensabile per ogni manufatto costruito
dall’uomo, è veramente piccola in confronto alle enormi distanze che
ci sono nell’Universo.
La conseguenza più importante della velocità finita della luce è che
noi la osserviamo solamente quando essa ha compiuto il lungo tragitto che ci separa dall’oggetto che l’ha emessa.
Un anno luce è la distanza che un raggio di luce percorre in un anno.
Se in un secondo percorre 300000 chilometri, in un anno copre
l’esorbitante distanza di circa 9 mila e 460 miliardi di chilometri!
In questi termini, come abbiamo visto, la stella più vicina dista 4,23
anni luce.
Questa unità di misura è molto utile anche da un altro punto di vista.
Poiché l’informazione che abbiamo di ogni corpo celeste è la luce da
esso emessa (stelle) o riflessa (pianeti), osservando una stella posta a
4 anni luce di distanza in realtà noi stiamo osservando la luce emessa
4 anni prima, che finalmente è riuscita a raggiungere la Terra dopo
un viaggio di 38 mila miliardi di chilometri!
In altre parole, noi osserviamo gli oggetti come erano nel passato, al
tempo nel quale è stata emessa la luce che riceviamo.
Non abbiamo alcun dato per osservare il presente di questi oggetti e
mai ne avremo.
Una stella distante 10 anni luce appare come era 10 anni fa; noi la
stiamo osservando lontano nel tempo di 10 anni. Se la volessimo osservare come è oggi, nell’anno 2011, dovremo aspettare 10 anni, il
tempo per il quale la luce emessa ora raggiungerà la Terra.
Gli stessi pianeti ed il Sole ci appaiono nel passato, sebbene molto
più recente. La luce del Sole raggiunge la Terra 8 minuti dopo essere
stata emessa dalla fotosfera: noi vediamo la nostra stella come era 8
minuti fa.
7
Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
Le stelle che possiamo osservare in cielo appartengono alla nostra
Galassia e sono situate a distanze comprese tra 4 e 2000 anni luce.
Il diametro reale della Galassia è di circa 100000 anni luce: un raggio
di luce impiega 100000 anni per attraversare il diametro del disco galattico.
La Via Lattea è solo una dei miliardi di galassie contenute
nell’Universo.
La galassia di Andromeda è quella a noi più vicina e l’oggetto più
lontano visibile ad occhio nudo, proprio nei mesi autunnali ed invernali, altissima nei nostri cieli.
La distanza di questa isola di stelle, molto simile alla Via Lattea, è di
2,3 milioni di anni luce! Noi osserviamo questa galassia come era 2,3
milioni di anni fa!
La situazione è simmetrica: un eventuale osservatore di Andromeda
che puntasse la Terra con un supertelescopio, la vedrebbe popolata
dai primi ominidi, gli antenati primitivi dell’uomo, che comparvero
sul nostro pianeta circa 2,5 milioni di anni fa! Questo è il presente
degli abitanti di Andromeda, sebbene non il nostro, e viceversa.
Guardando lontano nello spazio guardiamo lontano nel tempo:
l’Universo è una macchina del tempo che ci permette di guardare nel
passato, ma mai nel presente o nel futuro.
Le dimensioni
Le dimensioni degli oggetti contenuti nell’Universo sono anche esse
quantità inimmaginabili. Se la Terra ci appare enorme, con il suo diametro di 12750 km, è in realtà un puntino indistinto nel sistema solare stesso, figuriamoci nell’Universo.
Possiamo accontentarci di essere il pianeta più grande di quelli cosiddetti rocciosi: Mercurio, Venere e Marte, ma con gli altri le cose
cambiano. Giove, il pianeta più grande, ha un diametro di 142000
km, circa 11 volte maggiore del nostro pianeta.
Il Sole, una stella di taglia medio-piccola, ha un diametro di 1 milione e 400 mila km!
La stella più grande che si conosca (quanto a dimensioni) ha un diametro di quasi 3 miliardi di km. Essa, se si trovasse al posto del Sole,
arriverebbe fino all’orbita di Saturno!
8
Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
Le nebulose sono distese di gas caldo o freddo molto più rarefatto
dell’aria che respiriamo, estese per decine di anni luce all’interno
delle galassie; queste ultime hanno diametri fino ad 1 milione di anni
luce!
Lo stesso Universo che possiamo osservare ha un diametro stimato di
circa 78 miliardi di anni luce! Riuscite ad immaginare una tale distanza?
Le dimensioni dell’Universo. In alto a sinistra, la Terra confrontata con gli altri
pianeti. Giove è ben 11 volte più grande. A destra, confronto tra Giove, il Sole e
alcune stelle giganti, oltre 100 volte maggiori del Sole, il quale è 10 volte più grande di Giove e circa 100 volte più della Terra. In basso a sinistra, la posizione del
Sole nella Via Lattea, l’immensa isola formata da circa 200 miliardi di stelle, dalle
dimensioni di circa 100000 anni luce, ovvero circa mille miliardi di volte più estesa
del Sole. A destra, ogni punto rappresenta una galassia nell’Universo, dalle dimensioni paragonabili a quelle della Via Lattea. Si pensa che l’intero Universo abbia
dimensioni di almeno 78 miliardi di anni luce. In chilometri? Un 1 seguito da 24
zeri!
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Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
I tempi
Non va certo meglio per quanto riguarda i tempi.
L’intero Universo è un luogo estremamente dinamico, in continua
evoluzione.
Il fatto che a noi sembri essenzialmente statico è il risultato dalla scala dei tempi cui siamo abituati.
La gran parte dei fenomeni che avvengono nell’Universo, come la
nascita delle stelle, la loro morte, gli scontri galattici, la formazione
di pianeti e ammassi stellari o nuove galassie, si verificano su tempi
scala di migliaia, milioni o addirittura miliardi di anni.
La scala temporale dell’Universo è totalmente diversa da quella degli
esseri umani.
La formazione di una stella richiede qualche centinaio di migliaia di
anni, un tempo considerato brevissimo su scala cosmica.
Gli ammassi aperti sono generalmente molto giovani, superando raramente il mezzo miliardo di anni.
Uno scontro tra galassie è un evento che richiede qualche decina di
milioni di anni per completarsi. La stessa rivoluzione del Sole e
dell’intero sistema solare attorno al centro della Galassia richiede
225 milioni di anni!
Una stella come il Sole ha una vita media di 10 miliardi di anni,
mentre alcune, 20 volte più massicce, vivono pochissimo, non oltre
qualche milione di anni.
Quando si parla di oggetti giovani, stiamo considerando corpi celesti
che non hanno più di qualche centinaio di milioni di anni. Oggetti di
mezza età sono quelli come il Sole, con un’età di 4,5 miliardi di anni.
Si può parlare di vecchiaia solamente per corpi celesti che superano i
7-8 miliardi di anni.
L’intero Universo ha un’età finita, formatosi circa 13,7 miliardi di
anni fa. Non esistono oggetti che hanno più di 13,7 miliardi di anni,
semplicemente perché prima non esisteva l’Universo, o meglio, non
esisteva neanche un prima!
Le grandezze astronomiche sono, come appena visto, completamente
fuori da ogni esperienza comune e da ogni immaginazione. Occorre
fare uno sforzo notevole per cercare perlomeno di immaginare un
ambiente così particolare.
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Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
Capitolo 1: Principi dell’osservazione del cielo
Prima di dedicarci all’osservazione del cielo è necessario conoscere qualche grandezza e le principali caratteristiche degli oggetti celesti. Una conoscenza del cielo e delle sue proprietà è fondamentale per godere al meglio dello spettacolo che l’Universo
ha da offrirci, in compagnia del nostro primo telescopio.
1.1 La sfera celeste
Le stelle e tutti gli oggetti celesti che è possibile osservare di notte
sono disposti su quella che sembra essere una gigantesca cupola.
La volta celeste può essere considerata come una sfera dal raggio infinito che circonda l’intero nostro pianeta. Poiché noi ci troviamo
sulla superficie della Terra,
siamo in grado di osservare
sempre metà di questa gigantesca sfera.
Il termine sfera celeste, coniato
dagli antichi greci, è da intendersi naturalmente in senso figurato. Tutti gli oggetti che vi
si trovano proiettati sono posti
a distanze estremamente variabili: la sfera non è una cupola,
è molto estesa nello spazio, anche se non ce ne accorgiamo.
Proprietà e geometrie della sfera celeste,
A causa dei limiti dell’occhio proiezione in cielo della superficie terreumano, tutti gli oggetti della stre.
volta celeste ci appaiono quindi alla stessa distanza, anche se naturalmente non è così.
11
Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
1.1.2 Movimenti della sfera celeste
La sfera celeste compie una rotazione completa in 23 ore e 56 minuti, esattamente il periodo di rotazione della Terra (e questo non è di
certo un caso!). Il movimento che osserviamo è apparente: in realtà
siamo noi a ruotare, non le stelle che restano fisse nelle loro posizioni. Poiché ci troviamo sulla superficie terrestre, vediamo le stelle
muoversi e non ci accorgiamo che in realtà siamo noi a muoverci.
La rotazione della sfera celeste segue il senso contrario della rotazione terrestre: il nostro pianeta si muove da ovest verso est, noi vediamo le stelle ed il Sole percorrere in un giorno un moto da est verso
ovest. La geometria e la dinamica riflettono quelle della Terra, perché la sfera celeste altri non è che la proiezione dei moti del nostro
pianeta, per un osservatore posto sulla superficie. Se il nostro pianeta
ruota attorno al proprio asse, passante per il polo nord ed il polo sud,
anche la sfera celeste ci appare ruotare attorno ad un asse passante
per due punti: il polo nord celeste ed il polo sud celeste, punti nei
quali è diretto l’asse di rotazione della Terra.
La stella Polare è una stella che si trova prospetticamente e casualmente in prossimità del polo nord celeste, punto del cielo nel quale è
diretto il polo nord terrestre e attorno al quale avviene la rotazione
della sfera celeste. Per un osservatore posto esattamente al polo nord,
ad una latitudine di 90°, la stella Polare è posta ad un’altezza di 90°
rispetto all’orizzonte. L’altezza della Polare è uguale alla latitudine
dell’osservatore. Attorno alla stella Polare sembra compiersi il movimento delle stelle, che percorrono delle circonferenze di raggio variabile, fino al valore massimo che si ha per l’equatore celeste, proiezione nella sfera celeste dell’equatore terrestre e, al pari di esso, definito come la circonferenza (celeste) massima.
L’altezza sull’orizzonte dell’equatore celeste è uguale ad un angolo
di 90° meno la latitudine dell’osservatore.
Come è stato appena sottolineato, nei pressi del polo nord terrestre il
polo nord celeste si trova esattamente sopra la nostra testa, ad
un’altezza di 90° sopra l’orizzonte. Il punto posto sulla verticale di
ogni osservatore è detto zenit: in questo caso, possiamo dire che al
polo nord il polo nord celeste si trova allo zenit, mentre l’equatore
celeste si trova ad un’altezza di zero gradi, radente all’orizzonte.
12
Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
Il polo sud celeste si trova
esattamente sotto i nostri
piedi, nel punto opposto
allo zenit, detto nadir.
Il nadir, a causa della presenza dell’orizzonte, è
sempre invisibile. Zenit e
nadir identificano due punti locali della sfera celeste e
non assoluti come il polo
nord ed il polo sud celeste.
In altre parole, se il polo
nord, il polo sud e Rotazione della sfera celeste per un osservatol’equatore celeste sono fis- re alle medie latitudini nord.
sati nella sfera celeste, zenit
e nadir sono punti che non prendono in considerazione le stelle, ma
l’orizzonte dell’osservatore, quindi identificano stelle diverse a seconda della latitudine e dell’ora alla quale si osserva.
All’equatore, ad esempio, si ha la situazione opposta. L’equatore celeste ora si trova allo zenit, mentre il polo nord ha un’inclinazione di
zero gradi, così come il polo sud celeste, dalla parte opposta. Vedremo che solo dall’equatore si riescono ad osservare tutte le costellazioni del cielo, mentre ad altre latitudini ci sono stelle che non si alzeranno mai sopra l’orizzonte.
La rotazione della sfera celeste coinvolge tutti i corpi celesti: stelle,
Luna, pianeti, Sole. Questi ultimi, tuttavia, sono soggetti ad altri moti
(reali ed apparenti).
Il Sole, ad esempio, sembra percorrere un percorso con un periodo di
un anno, chiamato eclittica. Questo movimento è apparente e dovuto
alla rotazione della Terra intorno alla nostra Stella, che rimane invece fissa.
Il moto dei pianeti del sistema solare nella sfera celeste è la somma
del moto di rivoluzione della Terra e della rivoluzione degli stessi
intorno al Sole. Tutti i pianeti si trovano nei pressi di una linea immaginaria denominata eclittica e come vedremo questo è un buon
punto di partenza per rintracciarli ad occhio nudo.
13
Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
Il moto apparente di Marte nel corso dei mesi, lungo la zona dell’eclittica, è la sovrapposizione del moto orbitale del pianeta e quello orbitale terrestre, entrambi intorno al Sole.
L’eclittica è la linea che interseca le famose 12 costellazioni zodiacali (in realtà sono 13, c’è anche Ofiuco), nient’altro che la proiezione dell’orbita terrestre sulla sfera celeste.
L’eclittica non è una linea regolare, ma si sposta fino a 23° e 27’ a
nord e a sud dell’equatore celeste nel corso di un anno, attraversandolo due volte in prossimità degli equinozi. Questo percorso è causato dall’inclinazione dell’asse terrestre rispetto al piano orbitale ed è
alla base del ciclo stagionale terrestre (vedi 1.3).
I punti di massima e minima altezza dell’eclittica vengono detti solstizi, quelli in cui interseca l’equatore celeste equinozi, perché in
prossimità di essi il giorno e la notte hanno la stessa durata.
A seconda della posizione del nostro pianeta nella sua orbita, in un
certo periodo dell’anno, ad un’ora fissata, saranno visibili costellazioni che non saranno osservabili in altri mesi. Tutta la sfera celeste,
infatti, nel corso di un anno sembra spostarsi lentamente verso ovest
se osserviamo sempre alla stessa ora.
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Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
Questo lento movimento è
dovuto alla distanza che la
Terra, ogni giorno, percorre
attorno al Sole, pari a 2,6
milioni di km! Di conseguenza, tutte le costellazioni si spostano verso ovest
anticipando il sorgere ed il
tramonto di 4 minuti ogni
giorno. Non è difficile capire, quindi, come il cielo
primaverile sia totalmente
diverso da quello autunnale. Ad esempio, Sirio, la L’eclittica è una linea immaginaria che percorre il Sole nell’arco di un anno. In realtà,
stella più brillante del cielo, l’eclittica è la proiezione dell’orbita terrestre
sorge in prima serata in in- sulla sfera celeste.
verno. Ogni giorno sorge 4
minuti prima, fino a quando in primavera si eleva sopra l’orizzonte
ormai verso mezzogiorno. Nelle notti estive sorge e tramonta insieme
al Sole, tanto da risultare invisibile, per riapparire ad Agosto, bassa
sull’orizzonte che si tinge dei colori dell’alba.
A causa del moto della Terra attorno al Sole, ogni stella sorge e tramonta 4 minuti
prima rispetto al giorno precedente. In questa immagine possiamo vedere come
cambia la posizione di Orione e Sirio a distanza di un mese, osservando alle 23 del 1
Gennaio (sinistra) e alle 23 del 1 Febbraio (destra).
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Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
Se riuscissimo ad osservare
attentamente e per molti
anni le posizioni reciproche
delle stelle nella sfera celeste, riusciremmo a capire
che anche esse si muovono
nel cielo, variando le loro
posizioni reciproche. Questo moto è diverso da quello della Terra e del sistema
solare e dipende dalle dinamiche della nostra Galassia. Tutte le stelle che
possiamo osservare nel cie- La costellazione dell’Orsa maggiore, come era
lo appartengono a questa nel passato, come appare oggi, e come sarà nel
grandissima isola di stelle futuro.
chiamata Galassia o Via Lattea. Qualcosa come 200 miliardi di stelle
ruotano attorno al centro della Galassia, compreso il Sole, con velocità differenti; è questo il motivo per il quale le posizioni cambiano
inesorabilmente nel corso dei secoli.
Non solo le posizioni, ma anche il ciclo vitale delle stelle partecipa al
cambiamento del cielo. Le grandi stelle azzurre non vivono per più di
qualche decina di milioni di anni, terminando la loro esistenza con
immani esplosioni dette supernovae, distruggendosi quasi completamente.
Due milioni di anni fa, ad esempio, Betelgeuse, stella rossa di Orione, era meno brillante e di un colore diverso rispetto all’odierno arancio, preludio ad un immenso scoppio che tra qualche migliaio di
anni cancellerà questa gemma per sempre dai nostri cieli.
Sembra impossibile, ma il cielo che potevano osservare i primi ominidi, circa 2 milioni di anni fa, era piuttosto diverso da quello attuale
ed era ancora diverso dal cielo sotto il quale si sono prima evoluti e
poi estinti i dinosauri: le stelle avevano posizioni diverse, alcune colori diversi, altre ancora non erano nate e alcune sono scomparse per
sempre in questo piccolo intervallo di tempo cosmico.
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Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
1.2 Cominciare ad orientarsi nel cielo
I nostri occhi sono strumenti potentissimi che possono farci scoprire
ed imparare moltissime cose, prima ancora di comprare qualsiasi
strumento ottico. L’occhio umano ci permette di apprendere le fondamenta dell’astronomia osservativa e di godere di spettacoli che
nessun telescopio è in grado di dare. Ecco alcuni esempi:
1) Cominciare ad orientarci. Il cielo è un luogo estremamente
vasto, nel quale è necessario abituarsi a stimare distanze,
coordinate, riconoscere gli oggetti tramite le costellazioni e
le stelle più luminose. Senza questo allenamento è
praticamente impossibile utilizzare con profitto un
telescopio.
2) Identificare i pianeti e capire il meccanismo delle fasi lunari.
3) Osservare grandi ammassi aperti e la Via Lattea, che
soprattutto d’estate mostra uno spettacolo davvero unico.
Nessuno strumento astronomico ha il campo necessario per
inquadrare tutta la nostra Galassia.
Orientarsi correttamente nel cielo è simile al sapersi orientare nelle
strade di una grande città. Le prime volte occorrerà molta pazienza
ed un certo tempo per ambientarsi, capire come muoversi e quali sono le strade migliori; poi, mano a mano che abbiamo acquisito la
giusta padronanza e conoscenza sapremo apprezzare in pieno le opere d’arte che incontreremo sulla nostra strada, non dovendo più destinare la nostra attenzione al percorso da seguire.
Orientarsi in cielo è forse più complesso che orientarsi tra le strette
vie di una città d’arte, come Firenze, Venezia o Roma, più che altro
perché non ci sono indicazioni che ci dicono dove andare.
Le indicazioni del cielo sono le stelle brillanti e le vie per orientarsi
sono le costellazioni.
Prima di conoscere i nomi delle strade è opportuno sapere quali stelle
possiamo trovare in una determinata notte. Il cielo, infatti, cambia
nel corso dei giorni: i nostri punti di riferimento devono necessariamente adattarsi al periodo nel quale decidiamo di osservare.
17
Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
Un buon punto di partenza è capire quali sono le costellazioni sicuramente non visibili, perché in quel periodo dell’anno vi si trova
proiettato il Sole.
Quando la nostra stella si trova nei pressi di una costellazione zodiacale, essa e tutte quelle adiacenti non sono visibili.
Le costellazioni meglio visibili saranno poste dalla parte opposta,
“dietro” la Terra, dette in opposizione. Viceversa, quando un corpo
celeste è esattamente nella direzione del Sole si dice che è in congiunzione e non può venire osservato per almeno un mese.
Posizione del Sole e visibilità delle costellazioni zodiacali. A causa del movimento
orbitale della Terra cambiano le costellazioni visibili nel corso dell’anno.
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Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
1.2.1 Le misure del cielo: distanze e dimensioni apparenti
Abbiamo già detto che tutti gli oggetti del cielo notturno ci appaiono
alla stessa distanza sulla sfera
celeste.
A questo punto una domanda
potrebbe sorgere spontanea:
come facciamo a stimare le
distanze degli oggetti? Ad e- Dimensioni angolari: qualsiasi oggetto estesempio, come determiniamo so che dista r dall’osservatore si mostra ai
nostri occhi secondo un angolo ; questo
la distanza tra due stelle di angolo definisce le sue dimensioni apparenuna costellazione?
ti.
Quando dobbiamo orientarci
nel cielo, poco o nulla serve sapere quale è la distanza in chilometri
di un pianeta o di una stella, perché queste unità di misura non servono per orientarci.
Ai fini pratici, quindi, parleremo di misure apparenti, misurando la
separazione tra due astri come se si trovassero alla stessa distanza.
La misura delle distanze apparenti non si effettua più in km o anni
luce, ma in gradi: in altre parole, misuriamo la separazione angolare
tra due oggetti celesti. Il “gioco” è abbastanza semplice da capire: se
la sfera celeste è, appunto, una sfera, ha dimensioni apparenti di 360°
(il simbolo ° si legge “gradi”). A causa della presenza dell’orizzonte,
noi possiamo vedere, ad una certa ora, solamente metà di questa cupola, quindi 180° (la distanza tra due punti opposti dell’orizzonte).
La distanza angolare tra l’orizzonte e il punto verticale sulla nostra
testa (zenit) sarà sempre di 90°.
Allo stesso modo, misurando l’angolo tra due stelle possiamo facilmente dire quale è la loro separazione angolare, o separazione apparente. Usando questo artificio siamo in grado di esprimere in modo
molto semplice ed efficiente le separazioni angolari di stelle, pianeti
e costellazioni, ovvero di tutto quello che possiamo osservare nel cielo: un ottimo metodo per trovare in modo relativamente semplice tutti gli oggetti visibili!
Tutte le distanze apparenti in cielo vengono espresse in gradi.
L’astrofilo deve capire a quanto corrisponde un grado, altrimenti tro-
19
Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
vare, ad esempio, Saturno a circa 20° ad est di Regolo, la stella più
brillante del Leone, diventa un’indicazione incomprensibile.
Senza doversi portare strumenti per la misura degli angoli, è sufficiente avere dei punti di riferimento in cielo di cui conosciamo le
dimensioni apparenti:
1) Le dimensioni della Luna piena sono di circa mezzo grado.
2) Il palmo aperto di una mano, con il braccio teso, corrisponde
a circa 20°.
3) Un pugno chiuso con il braccio teso corrisponde a circa 8°.
La distanza tra la nocca dell’indice e del medio a circa 3°.
4) La distanza tra la seconda e la quarta stella del grande carro,
l’asterismo più evidente del cielo, corrisponde a circa 10°.
Questi 4 indicatori dovrebbero essere sufficienti, dopo un’opportuna
pratica, per permettervi di muovervi in modo molto più semplice.
E’ sufficiente conoscere i punti cardinali ed una o due costellazioni
“strategiche” per risalire, attraverso le distanze angolari, a qualsiasi
altro oggetto del cielo.
Alcuni semplici metodi per stimare le proporzioni in cielo.
Anche le dimensioni degli oggetti celesti, tra cui la Luna, il Sole ed i
pianeti, vengono espresse utilizzando l’angolo sotto cui vengono visti i loro dischi, ovvero secondo le dimensioni apparenti.
Visto che i dischi dei pianeti sottendono angoli molto piccoli, si usa
misurare le loro dimensioni apparenti in minuti d’arco o secondi
d’arco, entrambi sottomultipli di un grado. In particolare, un grado è
formato da 60 minuti d’arco (simbolo ’); un minuto d’arco è composto da 60 secondi d’arco (simbolo ”), cosicché un grado è composto
da 3600 secondi d’arco. Un secondo d’arco è un angolo molto piccolo: un CD-rom visto alla distanza di 40 km sottende un angolo di 1
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Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
secondo d’arco! Le dimensioni medie apparenti dei pianeti sono di
40” per Giove, 18” per Marte, 45” per Saturno con il suo sistema di
anelli. Solo Venere, nei momenti in cui si trova vicino alla Terra, può
arrivare ad 1’. Il Sole, come la Luna, ha dimensioni apparenti di circa
mezzo grado.
1.2.2 Le coordinate astronomiche
Le distanze angolari ed i
trucchi per stimare tali distanze sono uno strumento
molto utile, ma non sufficiente, per orientarsi in cielo.
Per riconoscere gli oggetti del
cielo senza difficoltà sia ad
occhio nudo che, successivamente, con un telescopio,
dobbiamo identificare un sistema di coordinate che possiamo considerare come un
miglioramento delle misura- Sistema di coordinate altazimutali (relative):
zioni, un po’ approssimate, la posizione di ogni astro si esprime con
l’altezza, in gradi, rispetto all’orizzonte
fatte fino ad ora.
Abbiamo visto che la sfera dell’osservatore, e la distanza rispetto al
punto cardinale sud (azimut).
celeste è la proiezione dei
moti e delle geometrie della Terra, compresi i poli e l’equatore.
Possiamo a questo punto completare l’analogia ed utilizzare il sistema della latitudine e longitudine terrestre per la sfera celeste.
Questo sistema prende il nome di coordinate equatoriali. La latitudine è identificata con il nome declinazione, la longitudine con il nome
ascensione retta.
La declinazione rappresenta, in modo analogo alla latitudine terrestre, l’angolo di un astro misurato a partire dall'equatore celeste.
L'ascensione retta, controparte celeste della longitudine, rappresenta
l'angolo rispetto ad un meridiano di riferimento. Per la superficie terrestre si ha il meridiano di Greenwich, per il cielo si prende il cosid-
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Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
detto punto gamma, un punto (immaginario) nella costellazione dei
Pesci, a cavallo dell'equatore celeste, nel quale il Sole si trova proiettato il giorno dell'equinozio di primavera, il 20 o il 21 marzo.
La geometria e le proprietà del sistema equatoriale sono particolari,
perché ogni oggetto celeste ha coordinate fissate, che non dipendono
dall’osservatore, ne dalla sua posizione. Queste coordinate sono
quindi assolute, ma sono poco pratiche a volte da utilizzare perché si
muovono nel cielo, visto che la sfera celeste ruota. Di conseguenza,
se fissiamo un punto qualsiasi, le coordinate equatoriali di quel punto
cambieranno continuamente, perché “ancorate” gli oggetti celesti.
Il sistema di coordinate altazimutali ribalta completamente il discorso, prendendo come riferimento dei punti rispetto all’orizzonte
dell’osservatore, che quindi resta fisso nel corso della notte. Come è
facile capire, questo sistema di coordinate ha il vantaggio di restare
“ancorato” all’orizzonte dell’osservatore, ma il grande svantaggio è
che ogni osservatore misurerà, a seconda della sua posizione sulla
Terra, coordinate diverse.
Nel sistema di coordinate altazimutali si ha l’altezza, ovvero
l’elevazione della stella rispetto alla linea dell’orizzonte, e l’azimut,
la distanza orizzontale rispetto al punto cardinale sud, che possiede
quindi per definizione azimut pari a 0°. Secondo queste convenzioni,
l'est ha azimut pari a 90°, il nord 180°, l'ovest 270° (o -90°).
Le coordinate equatoriali sono uguali per ogni osservatore sulla superficie terrestre e prescindono dal moto della Terra, proprio come la
latitudine e la longitudine.
In realtà, a causa di un moto “secondario” dell’asse terrestre, detto
precessione (che vedremo tra qualche pagina) anche le coordinate
equatoriali cambiano leggermente nel corso del tempo. Gli astronomi
professionisti per trovare con precisione gli oggetti celesti devono
tenere conto di questo lento spostamento della sfera celeste.
Nel sistema di coordinate altazimutali, invece, le coordinate di ogni
astro cambiano nel tempo a causa della rotazione terrestre e da un osservatore ad un altro. Se a mezzanotte di un giorno fissato una stella
ha altezza di 42°, per un osservatore che si trova a Roma, la stessa
stella, allo stesso tempo, avrà un'altezza di 0° per un osservatore che
si trova all'equatore!
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Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
1.3 La Terra: stagioni e moti
Il nostro pianeta è unico nel sistema solare e, almeno per quanto ne
sappiamo, nell’Universo (per ora!).
La presenza di acqua allo stato liquido, un’atmosfera ricca di ossigeno, con il giusto effetto serra per avere una temperatura ideale, ha
permesso lo sviluppo imponente della vita.
Il susseguirsi delle stagioni permette all’intera superficie di beneficiare degli influssi positivi della radiazione solare, il motore di ogni
attività terrestre e dell’intero ciclo dell’acqua.
Vi siete mai chiesti da cosa sono causate le stagioni?
Di sicuro non dalla distanza variabile dal Sole, anche perché d’estate
(nell’emisfero nord), quando fa più caldo, la Terra è più distante dal
Sole rispetto all’inverno di circa 5 milioni di km.
Il susseguirsi delle stagioni è determinato unicamente
dall’inclinazione dell’asse terrestre rispetto al piano dell’eclittica.
L’inclinazione dell’asse terrestre, rispetto alla perpendicolare al piano dell’orbita
(eclittica), è di 23°,27’ A causa di questa proprietà, nel corso dell’anno la superficie
terrestre non riceve sempre la stessa quantità di luce solare, e si crea il ciclo delle
stagioni. Quando il Sole si trova perpendicolare all’equatore, si hanno gli equinozi,
mentre quando esso è perpendicolare ai tropici (del Cancro e del Capricorno) si verificano i solstizi.
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Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
L’asse terrestre ha un’inclinazione di 23° e 27’ rispetto alla perpendicolare all’eclittica. Questa particolare configurazione fa si che durante il moto di rivoluzione intorno al Sole i due emisferi terrestri ricevano una quantità variabile di energia solare.
Il solstizio d’estate segna l’inizio della
stagione estiva per l’emisfero nord e di
quella invernale per quello sud. Il polo
nord è rivolto verso il Sole e riceve luce
24 ore su 24, mentre il sud è completamente al buio. L’altezza dei raggi solari,
alle latitudini italiane, è massima e raggiunge i 70°, producendo un notevole
riscaldamento della superficie e
dell’atmosfera. Il solstizio si verifica il
20 o 21 giugno di ogni anno; in questi
giorni si ha la massima durata del giorno, di circa 15 ore e i raggi solari sono
perpendicolari al tropico del Cancro,
non a caso posto alla latitudine di
23°,27’ nord, esattamente il valore
dell’inclinazione dell’asse terrestre.
In estate alle nostre latitudini il Sole si trova molto alto sull’orizzonte
e le giornate durano di più. L’orientazione dell’asse terrestre fa si che
il polo nord terrestre sia inclinato nella direzione del Sole: i raggi solari arrivano in modo più diretto, scaldando l’atmosfera e la superficie. Nello stesso periodo, nell’emisfero sud è inverno. Il polo sud è
orientato nella parte opposta al Sole e si trova al buio completo. I
raggi solari che giungono alle medie latitudini sono molto inclinati e
vengono assorbiti dall’atmosfera terrestre in modo più efficiente,
producendo minore riscaldamento del suolo.
24
Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
Nel solstizio d’estate il Sole si trova sulla verticale del tropico del
Cancro (ad una latitudine di 23°,27’ nord) il 21 giugno di ogni anno,
determinando l’inizio dell’estate per l’emisfero nord e dell’inverno
per il sud.
Il giorno del solstizio la nostra stella si trova prospetticamente nella
costellazione del Toro, al confine con i Gemelli. Queste figure risultano quindi completamente invisibili, mentre risultano osservabili per
tutta la notte quelle poste nella parte opposta, ovvero con una differenza di ascensione retta di 12 ore: Scorpione e Sagittario.
Raggiunto il punto più alto, il Sole sembra tornare indietro.
L’orientazione dell’asse terrestre rispetto alla nostra stella cambia e
allontana il polo nord dal Sole.
Dopo il solstizio d’estate, il polo nord
comincia ad allontanarsi dal Sole, fino a
quando, il 22 o 23 Settembre di ogni
anno, i raggi della nostra stella cadono
perpendicolari all’equatore: i poli sono
equidistanti dal Sole e ricevono la stessa
quantità di luce. Il polo nord sta per salutare il giorno e verrà lentamente avvolto dalle tenebre per circa 6 mesi, mentre
il Sud vede finalmente la luce del Sole
dopo altrettanto tempo al buio. L’estate
nell’emisfero nord lascia il posto
all’autunno, mentre il Sud è appena entrato in primavera.
Durante l’equinozio di autunno l’asse terrestre è perfettamente parallelo al Sole; giorno e notte hanno la stessa durata e la nostra stella è
perpendicolare, quindi allo zenit, all’equatore. Il polo nord sta per
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Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
salutare il Sole, dopo averlo avuto sempre presente nel cielo per 6
mesi, mentre al polo sud, finalmente, si rivede la luce dopo altrettanto tempo. Il Sole non tramonterà più fino al prossimo equinozio,
quello di primavera.
Nel giorno dell’equinozio d’autunno il Sole si trova nella costellazione del Leone; essa e le zone adiacenti sono quindi inosservabili,
mentre le costellazioni nella parte opposta (Acquario, Pesci) risultano visibili per tutta la notte. In questo periodo, quindi, è del tutto inutile cercare di osservare l’ammasso M44 nel Cancro o l’ammasso di
galassie della Vergine: dovrete avere pazienza ed aspettare almeno
un paio di mesi, quando queste zone di cielo cominceranno ad emergere lentamente dal chiarore dell’alba.
Il 21 o 22 Dicembre il Sole raggiunge la
minima altezza nell’emisfero nord. Per
le località italiane è circa 23°,30’, davvero ridotta, tanto che la luce solare appare molto più debole rispetto all’estate,
e meno calda. Siamo nel pieno
dell’inverno. Le giornate di luce sono
brevi, e proprio il giorno del solstizio
d’inverno raggiungono il minimo, di
circa 9 ore. I raggi solari, molto inclinati
e assorbiti dall’atmosfera, non riescono
a scaldare efficientemente la superficie:
per questo motivo il freddo contraddistingue questa stagione.
Trascorsi altri tre mesi, l’orientazione dell’asse terrestre fa si che ora
il Sole, per l’emisfero boreale, raggiunge il punto più basso
sull’orizzonte. Adesso è il polo nord ad essere inclinato nella dire-
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Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
zione opposta al Sole e avvolto dal buio totale. Alle nostre latitudini
il Sole è molto basso e pallido.
L’assorbimento da parte dell’atmosfera, l’inclinazione dei raggi solari e la minore durata del giorno mantengono basse le temperature:
siamo in pieno inverno.
Nell’emisfero sud, invece, è arrivata l’estate; il Sole è alto sopra
l’orizzonte e al polo sud non tramonta mai fino alla fine della stagione estiva. Il Sole è perpendicolare al tropico del Capricorno (latitudine 23°,27’ sud) e si trova al confine tra le costellazioni dello Scorpione e del Sagittario, rendendole inosservabili.
Toro e Gemelli, con Orione più in basso, dominano il cielo invernale.
Passato il giorno del solstizio, il cammino apparente del Sole si inverte di nuovo e la nostra stella comincia a risalire lentamente nel
cielo, fino al giorno dell’equinozio di primavera.
Dopo il solstizio d’inverno il Sole comincia a risalire nel cielo. Il polo nord
della Terra, con tutto l’emisfero nord,
cominciano a riavvicinarsi al Sole. Il 20
o 21 Marzo, i raggi solari sono di nuovo
perpendicolari all’equatore. L’equinozio
di primavera segna la fine della stagione
invernale nell’emisfero boreale e l’inizio
di quella autunnale a sud. Il Sole si trova
sull’equatore celeste, ad una declinazione di 0°; giorno e notte hanno esattamente la stessa durata.
Tra il 20 e il 21 Marzo si verifica l’equinozio di primavera: il Sole è
allo zenit all’equatore, giorno e notte hanno di nuovo la stessa durata.
Il polo nord, fino a quel momento rimasto sempre al buio, vede sor-
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Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
gere il Sole dopo 6 mesi e non vi tramonterà più per altri sei. Il polo
sud, invece, piomba nell’oscurità e nel freddo fino all’equinozio
d’autunno. Nel cielo sono visibili le costellazioni del Leone, Cancro
e Vergine, mentre sono inosservabili le regioni attorno ai Pesci.
1.3.1 Altri moti della Terra
Esistono altri movimenti che coinvolgono il nostro pianeta oltre a
quello di rotazione e rivoluzione, generalmente più lenti o meno evidenti.
Precessione degli equinozi
L’orientazione
nello
spazio
dell’asse terrestre non è sempre la
stessa ma cambia con il tempo.
La Terra si comporta come una
trottola che sta per esaurire la sua
spinta. Sebbene l’inclinazione rispetto all’eclittica resti costante,
la direzione nella quale punta
l’asse cambia con un periodo di
circa 26000 anni. Conseguenza di
ciò è lo spostamento di tutte le Il moto di precessione è un cambiacostellazioni nella volta celeste e mento dell’orientazione dell’asse terdei punti nei quali avvengono e- restre che produce uno spostamento,
quinozi e solstizi. Duemila anni lento, dell’intera sfera celeste.
fa, ad esempio, l’equinozio di primavera avveniva nella costellazione
dell’Ariete. Adesso, a causa dello spostamento dell’intera sfera celeste, il giorno dell’equinozio di primavera il Sole si trova nella costellazione dei Pesci. Per lo stesso motivo, tra 13000 anni sarà Vega la
stella che indicherà il polo nord celeste e non più l’attuale Polare, che
tornerà tra circa 26000 anni; sempre per lo stesso motivo gli astronomi aggiornano le coordinate equatoriali degli oggetti almeno una
volta ogni 50 anni, visto che lo spostamento della sfera celeste fa
spostare il pungo gamma rispetto al quale si misura l’ascensione retta
degli astri.
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Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
Moto attorno al centro della galassia
All’incredibile velocità di 200 km/s la Terra e tutto il sistema solare
ruotano attorno al centro della Via Lattea, compiendo una rivoluzione completa in circa 225 milioni di anni. Tutte le stelle che possiamo
vedere nel cielo ruotano attorno al centro galattico, ma non con la
stessa velocità. Ne consegue che tra qualche decina di milioni di anni
il cielo che osserveranno gli uomini sarà totalmente diverso da quello
che possiamo vedere ora, così come quello al tempo dei dinosauri lo
era rispetto al nostro (vedi anche pagina 16).
1.4 La luminosità degli oggetti celesti
Tutti gli astri del cielo sono estremamente più deboli di qualsiasi dettaglio terrestre ed anche della stessa Luna. La visione di molte fotografie, reperibili facilmente su riviste e in rete, trasmette l’idea che le
stelle abbiano grandi luminosità e siano facili da osservare: tutto questo è errato! Le stelle sono deboli, molto più deboli della più piccola
torcia che avete in tasca, ma allo stesso tempo sono anche tante.
Per riconoscere una stella da un’altra può essere utile costruire una
scala che misuri la loro luminosità ed avere un punto d’appoggio in
più per distinguerle nel cielo.
La luminosità delle stelle e di tutti gli oggetti astronomici si misura
in magnitudini.
La magnitudine è una scala arbitraria, tarata dall’uomo, che esprime
la luminosità di qualsiasi oggetto celeste.
Una prima classificazione delle luminosità stellari fu fatta addirittura
dagli antichi greci.
Nella metà del diciannovesimo secolo il fisico Pogson diede una definizione rigorosa della scala delle magnitudini stellari:
la scala della magnitudine è inversa, ovvero a grandi
luminosità corrispondono piccoli valori di magnitudine. La
stella Polare ha magnitudine di circa +2, mentre Vega, più
luminosa, ha magnitudine 0. La Luna piena ha magnitudine 12 (si, la scala può anche essere negativa!), il Sole addirittura
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Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
-26,8. Venere ha una magnitudine di circa -4,5, Giove di -2,
Marte, quando è vicino alla Terra (opposizione), circa -1,5.
La stella più brillante del cielo, Sirio, ha magnitudine -1,46.
La scala delle magnitudini non è in forma lineare.
La magnitudine non misura direttamente l’energia luminosa
emessa dagli oggetti del cielo, piuttosto considera il
comportamento particolare dell’occhio, che non è lineare ma
logaritmico. Questo in pratica significa che se ho una stella
di magnitudine 2 ed una di magnitudine 4, la differenza di
luminosità non è di 2 volte come indicherebbe la differenza
delle magnitudini, ma di circa 6 volte. Questo strano
comportamento è da imputare alla scala utilizzata: una
differenza di 1 magnitudine equivale ad una differenza di
luminosità pari a 2,512 volte. Una differenza di 2
magnitudini equivarrà ad una differenza di luminosità pari a
2,512 2 volte, e così via.
Le stelle più deboli visibili ad occhio nudo, sotto un cielo privo di
inquinamento luminoso, hanno circa magnitudine 6.
Nelle zone più buie, lontano centinaia di km dalle grandi città, un occhio allenato e con una vista perfetta arriva a vedere stelle di magnitudine leggermente oltre la 6,5. Qualche osservatore con la vista
d’aquila può superare addirittura magnitudine 7.
Le stelle delle costellazioni più brillanti hanno magnitudini medie
intorno alla 2 e sono visibili anche da cieli con elevato inquinamento
luminoso. Il numero di stelle visibili all’occhio umano è compreso
tra 3000 e 5000, ma quasi tutte appaiono piuttosto deboli e spesso
difficili da identificare.
Una leggenda metropolitana abbastanza diffusa vuole la stella Polare
essere la più luminosa e la prima ad apparire nel cielo serale: in realtà la Polare è una stella media, di magnitudine 2, solamente la 48 esima più brillante del cielo.
Cercate di prendere dimestichezza con la scala delle magnitudini e a
capire come percepisce il vostro occhio le differenti luminosità in
gioco, in modo da sapere già cosa aspettarvi quando dovrete cercare
stelle di una luminosità determinata.
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Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
Le stelle da utilizzare come riferimento, proprio perché facili da trovare e sempre presenti nel cielo, sono Polare e le componenti del
grande carro, come riportato nella figura seguente.
Nomi e magnitudini delle stelle del grande carro, molto utili come riferimento per la
stima della luminosità dei corpi celesti.
Ricordate che una stella è più brillante di un’altra quando il valore della sua magnitudine è inferiore.
L’intervallo delle magnitudini astronomiche varia tra -26,8, la magnitudine apparente del Sole, e +30, valore che attualmente rappresenta il limite delle sorgenti più deboli percepibili con i grandi telescopi professionali. Tra il Sole e la stella più debole c’è una differenza di ben 55 magnitudini, ovvero circa 10 52 volte, un numero con 52
zeri!
La scala delle magnitudini si estende tra -26 e +30, coprendo tutti gli oggetti del cielo visibili con la tecnologia attuale.
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Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
1.5 L’inquinamento luminoso
L’inquinamento luminoso generato dalla grande quantità di luci artificiali è un problema molto grande per tutti gli appassionati di astronomia. Ogni luce di città è molto più intensa di qualsiasi stella e spegne letteralmente il cielo, rendendolo un luogo vuoto.
Differenze tra un cielo scuro, lontano dalla città (a sinistra) ed un cielo illuminato
dalle luci artificiali (a destra). L’inquinamento luminoso è estremamente nocivo per
l’osservazione del cielo, ad esclusione dei pianeti e della Luna.
La presenza di grandi centri urbani limita la visibilità delle stelle anche se ci si trova ad oltre cento chilometri di distanza. Di fatto, data
la grande densità della popolazione italiana, nel nostro paese non esiste più un cielo incontaminato: anche il posto più isolato e buio è
troppo vicino ad una grande città per mostrare un cielo perfetto.
L’inquinamento luminoso rappresenta anche uno spreco enorme di
energia, visto che tutta la luce che illumina il cielo è persa nello spazio. Sensibilizzare la società a questo problema è un dovere non solo
degli astronomi o astrofili, ma di chiunque abbia a cuore il rispetto
del cielo e del nostro pianeta, continuamente sfruttato dal punto di
vista energetico.
Se volete ammirare un cielo che si avvicina a quello che i nostri nonni potevano osservare non più di 50-60 anni fa, dovete recarvi obbligatoriamente in un luogo buio, lontano dalle città, per scoprire un
mondo totalmente sorprendente ed affascinante.
In una notte buia, senza il disturbo della Luna, sono visibili ad occhio
nudo almeno 3000 stelle, che diventano tranquillamente oltre 5000
32
Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
per cieli scuri come quelli che si presentano nelle limpide serate invernali ed in montagna.
Non occorre ne un binocolo ne un telescopio per effettuare le prime,
emozionanti, osservazioni, riconoscere stelle, costellazioni, nebulose
e pianeti. Il cielo offre uno spettacolo unico a tutti: basta semplicemente alzare lo sguardo e cercare di comprendere, lentamente, cosa
sono quei puntini indistinti.
Un cielo davvero scuro toglie il fiato. La Via Lattea estiva, se presente, riesce ad illuminare debolmente il paesaggio. Giove o Venere, se
sono in cielo, riescono a proiettare una debole ombra al suolo.
Poco dopo il tramonto del Sole, o poco prima dell’alba, nella direzione della nostra stella è visibile un debole chiarore chiamato luce
zodiacale. Questa sottile striscia è il risultato dalle polveri sparse per
il sistema solare illuminate dalla luce solare.
In una notte intera risulteranno visibili decine di deboli meteore, o
stelle cadenti, anche lontano dalle famose piogge, ed una miriade di
punti simili ad aeroplani solcheranno il cielo, ricordandovi che
l’uomo è riuscito a raggiungere lo spazio.
L’Italia centro-settentrionale ripresa di notte dall’astronauta Paolo Nespoli, a bordo
della stazione spaziale internazionale. Notate l’inquinamento luminoso.
33
Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
1.5.1 La scala Bortle
Per cercare di stimare in modo leggermente più preciso la qualità del
cielo sotto il quale si osserva, è stata creata una scala, chiamata scala
di Bortle, che parte dall’analisi degli oggetti deboli che si possono
osservare.
La scala di Bortle è un ottimo indicatore per capire se il cielo dal
quale si osserva è in grado di regalare qualche soddisfazione.
Se vogliamo osservare con il telescopio o ad occhio nudo oggetti deboli, dobbiamo avere un cielo che ci permetta di raggiungere, almeno
allo zenit, la magnitudine 5,5. Questo è il confine tra un cielo che inizia a considerarsi buono per le osservazioni ed uno completamente
inadeguato, per il quale gli stessi telescopi sono quasi sprecati.
Ricordate infatti una regola generica: qualsiasi strumento astronomico, per quanto potente, è del tutto inutile se utilizzato sotto cieli illuminati dalle luci artificiali.
In questi casi l’alternativa è spostarsi, oppure osservare solamente gli
oggetti più brillanti, come i pianeti, il Sole, la Luna e qualche stella
doppia. Questa regola verrà ripetuta molte volte nel corso di questo
volume.
La scala di Bortle si basa sulle osservazioni ed è quindi da prendere
come un’indicazione di massima, visto che la percezione varia da un
individuo all’altro.
Molto importante, come sempre, risulta l’esperienza dell’osservatore,
che a parità di condizioni consente di vedere oggetti nettamente più
deboli rispetto a coloro che osservano per la prima volta.
Proprio per evitare queste differenze, attualmente esistono in commercio dei piccoli sensori digitali atti a misurare senza interpretazione la qualità del cielo; ne parleremo meglio nel prossimo paragrafo.
Se avete già fatto qualche osservazione ad occhio nudo, scoprirete
ben presto che non avrete mai visto un cielo completamente scuro e
purtroppo vi siete persi (involontariamente) uno degli spettacoli più
belli della Natura.
La qualità del cielo nella scala di Bortle è suddivisa in 9 livelli, ognuno identificato con un colore e da una breve descrizione degli
oggetti e dei fenomeni visibili.
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Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
Classe
Mag. limite oc- Descrizione del cielo
chio nudo / brillanza media del
cielo
1: cielo perfettamente
scuro
6,7 / 22
Cielo più scuro in assoluto, incontaminato da luci artificiali.
E’ perfettamente visibile, lungo
tutta l’eclittica, la luce zodiacale
e alcuni oggetti diffusi, come
M33, M13, M15. Giove, Venere
o la Via Lattea nei pressi del
Sagittario proiettano delle ombre in terra. Quando non sono
presenti il buio è completo, tanto che non si riescono ad osservare le proprie mani con le
braccia tese. Qualsiasi nube in
cielo è visibile solamente perché
meno luminosa del cielo stesso!
Le osservazioni telescopiche
sono fantastiche attraverso ogni
strumento. Telescopi oltre i 200
mm vi mostreranno dettagli incredibili, simili a quelli che potete notare nelle immagini.
2: Cielo molto scuro
6,5/ 21,8-21,9
La galassia M33 è ancora visibile in visione diretta, ma con
qualche difficoltà. La luce zodiacale è ancora ben visibile.
L’airglow, la luminosità naturale del cielo, si può osservare
distintamente ma solamente per
altezze maggiori di 25°. Il buio
non è totale, ma è molto difficile
notare gli oggetti attorno a noi.
Le nubi sono ancora degli oggetti neri più scuri del cielo stesso.
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Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
3: Cielo rurale
6,3 / 21,3-21,7
L’inquinamento luminoso si
comincia a percepire nei pressi
dell’orizzonte. Se vi sono alcune
nubi in queste regioni, si possono osservare debolmente illuminate. La luce zodiacale si può
osservare distintamente solo in
autunno ed in primavera, quando possiede la massima luminosità. Allo zenit il cielo è ancora
scuro.
4: transizione tra cielo
rurale e sobborgo
6,0-6,2/ 20,8-21,2
L’inquinamento luminoso si fa
apprezzabile ed è possibile individuare le chiazze causate dai
centri abitati. La luce zodiacale
si fa debole, invisibile sotto i
45° di altezza. La galassia M33
diventa difficile da osservare, se
non, debolmente, in visione distolta. La Via Lattea estiva è
ancora ben visibile, ma con un
contrasto basso che nasconde i
dettagli più fini. Restano visibili
gli ammassi stellari più brillanti,
solamente se posti quasi allo
zenit, come M13. La visione
telescopica è ancora ricca di
soddisfazioni, sebbene strumenti
superiori ai 400 mm mostrano
una luminosità del cielo piuttosto fastidiosa.
5: Cielo sub-urbano
5,6-5,9/ 20,3-20,7
L’inquinamento luminoso è evidente. La luce zodiacale è visibile solo in autunno e in primavera, piuttosto debole, e solamente nelle serate più trasparenti. La Via Lattea appare come
un fantasma che scompare del
tutto vicino all’orizzonte: una
pallida immagine dello spettacolo che nei cieli più scuri riesce
addirittura ad illuminare il paesaggio! Eventuali nubi sono più
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Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
brillanti del cielo, anche allo
zenit.
6: Cielo sub-urbano
brillante
5,2-5,5/ 19,7-20,2
La luce zodiacale è definitivamente scomparsa e la Via Lattea
è debolmente visibile solamente
nei pressi dello zenit. Nessuna
speranza di osservare M33 o
l’ammasso globulare M13 ad
occhio nudo. Solamente la galassia di Andromeda (M31) resta debolmente visibile come
un’evanescente macchia, solo
nelle serate più limpide. Le osservazioni telescopiche degli
oggetti diffusi sono difficili e
sconsigliate. Meglio dedicarsi
alla Luna ed ai pianeti brillanti.
7: Transizione tra cielo sub-urbano e urbano
4,7-5/ 19,0-19,4
Il cielo si è colorato di una tinta
grigio-bianco pressoché uniforme. La Via Lattea è impossibile
da osservare ad occhio nudo.
Solo M31 resta debolissimamente visibile in visione distolta. Le nubi sono piuttosto brillanti. Al telescopio alcuni oggetti stupendi, come la nebulosa di
Orione (M42), appaiono pallide
copie rispetto allo spettacolo che
offrono da cieli scuri. Le osservazioni telescopiche degli oggetti del cielo profondo sono
compromesse e prive di spettacolarità.
8: cielo di città
4,2-4,5/ 18,3-18,8
Il cielo assume una colorazione
arancio, così intensa che si possono tranquillamente leggere i
titoli dei quotidiani o le pagine
di un libro. Le costellazioni più
evanescenti (Scutum, ma anche
il piccolo carro) risultano incomplete o del tutto invisibili.
37
Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
Al telescopio è possibile intuire
solamente gli oggetti diffusi più
brillanti e sempre molto evanescenti. Le osservazioni degli
oggetti del cielo profondo sono
quindi totalmente precluse: possiamo dedicarci solamente alla
Luna ed ai pianeti brillanti.
L’adattamento al buio è impossibile da raggiungere e questo
peggiora ulteriormente la situazione.
9: Cielo metropolitano
< 4 < 18
Il peggiore cielo in assoluto,
come si può trovare all’interno
delle metropoli (Roma, Milano,
Ney York…). Sono visibili solamente le stelle più brillanti,
una trentina in tutto il cielo.
Quasi tutte le costellazioni sono
invisibili ed è impossibile condurre qualsiasi osservazione, se
non quella dei pianeti e della
Luna.
1.5.2 Come stimare la qualità del cielo
Nella tabella che riassume la scala di Bortle, accanto al valore della
magnitudine limite ad occhio nudo troviamo una grandezza chiamata
brillanza media, in queste situazioni più significativa della magnitudine limite.
Con il termine brillanza o magnitudine superficiale, si intende quantificare la luminosità di una superficie apparente unitaria di cielo.
Contrariamente alle stelle, considerate puntiformi, il cielo ha
un’estensione apparente, quindi il valore della luminosità deve essere
riferito ad una ben determinata porzione.
Generalmente la magnitudine superficiale esprime la magnitudine di
una porzione di cielo con area di 1 secondo d’arco quadrato, vale a
dire un quadrato con il lato pari ad 1”. Non è raro comunque trovare,
soprattutto nei software planetari, un valore che prende in esame
un’area di 1 minuto d’arco quadrato. E’ facile riconoscere di quale
magnitudine superficiale si sta parlando, visto che se consideriamo
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Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
un’area di un secondo d’arco quadrato i valori che troveremo saranno
tutti superiori a 18, mentre se consideriamo i minuti d’arco quadrati i
valori trovati saranno intorno a 13-14.
Secondo questa nuova grandezza, un cielo perfetto ha magnitudine
superficiale pari a 22 (su un secondo d’arco quadrato), mentre uno
urbano raramente supererà la 18.
In questi anni un accessorio, chiamato Sky Quality Meter, abbreviato
in SQM, è diventato un must per tutti i visualisti nella stima della
luminosità del cielo stellato. Questo piccolo strumento fornisce, in
pochi secondi, la magnitudine superficiale media della zona nella
quale è stato indirizzato, senza dover cercare di stimare la magnitudine limite stellare, che
tra l’altro dipende da
molti fattori fisiologici.
Brillanza (o magnitudine) superficiale e magnitudine limite ad occhio nudo sono comunque quantità legate,
sebbene nel passaggio
dalla prima alla seconda, viene per forza di
cose inserita la variabile
umana.
Per gli amanti della ma- Relazione tra la brillanza superficiale del cielo e la
magnitudine limite ad occhio nudo, due quantità
tematica, la relazione che determinano la qualità del cielo, quindi anche
che consente di passare la magnitudine limite stellare visibile con un certo
dal valore fornito dallo telescopio.
SQM alla magnitudine limite ad occhio nudo è la seguente:
meye 7,93 5 log 10 ( 4,316( B / 5)) 1 , dove B è la magnitudine su-
perficiale del cielo.
Se viceversa stimiamo la magnitudine limite attraverso le osservazioni e vogliamo conoscere la relativa brillanza di quella zona, la
formula da utilizzare è la seguente:
B 21,58 5 log 10
(1, 586 ( meye / 5 ))
1 .
39
Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
1.5.3 La qualità del cielo italiano: alla ricerca del cielo buio
Nella nostra penisola sono pochi i luoghi davvero scuri e sicuramente
non esistono cieli appartenenti alla scala Bortle 1.
Solamente qualche località sperduta in mezzo alle Alpi raggiunge la
Bortle 2; lungo la fascia peninsulare esistono solamente cieli di Bortle 3.
Una delle zone più scure del centro Italia si trova in Toscana, tra il
monte Amiata ed il monte Labbro. In queste località, se ci portiamo
ad alta quota (sopra i 1000 metri) siamo in grado di godere di un cielo davvero buono, che nelle serate più favorevoli arriva alla classe 2.
Le regole generali per avere la massima probabilità di un cielo privo
di luci e trasparente sono le seguenti:
1) Meglio osservare in zone ad alta quota. Il cielo di montagna,
a parità di inquinamento luminoso, è sempre più trasparente
di quello di pianura, perché non sono presenti foschie, pulviscolo ed agenti inquinanti.
2) Schermare eventuali fonti di luminosità portandosi, ad esempio, dietro un ostacolo naturale. E’ estremamente importante
fare in modo che nessuna luce vi colpisca direttamente, altrimenti l’adattamento al buio non si raggiungerà mai.
E’ perfettamente naturale che la qualità di un sito osservativo vari nel
corso dei giorni, addirittura nel corso della notte. L’inquinamento
luminoso, infatti, si trasmette a causa delle particelle solide o di vapore acqueo presenti nell’atmosfera, ed è tanto più evidente, quindi,
quanto maggiore è la quantità di particelle in sospensione.
Se volete fare osservazioni telescopiche veramente proficue, occorre
conoscere perfettamente i luoghi verso cui dobbiamo muoverci, alla
ricerca del cielo più buio possibile.
Se vivete all’interno di grandi città e non avete la possibilità di spostarvi, meglio lasciar perdere qualsiasi velleità di osservazione degli
oggetti del cielo profondo.
Molti astrofili evoluti e determinati spesso si sottopongono a viaggi
in macchina superiori ai 100 km per raggiungere un luogo buio.
Chi non ha mai visto un cielo scuro non si può rendere conto di quello che può offrire, sia ad occhio nudo che al telescopio. Se ci sono
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Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
persone che si fanno centinaia di km un motivo deve pur esserci: una
volta visto un cielo davvero scuro farete fatica a rinunciarvi.
La qualità del cielo italiano nella quale si trova concentrata oltre il
95% della popolazione è così scarsa che nessuno di questi osservatori
ha mai ammirato la luce zodiacale o la galassia M33 ad occhio nudo.
La descrizione del cielo dei primi due livelli della scala di Bortle lascia perplessi molti osservatori alle prime armi, o coloro che non
hanno mai visto un cielo scuro, eppure è perfettamente corrispondente alla realtà, anzi, addirittura leggermente pessimistica.
Astronomi e fisici italiani hanno compilato delle mappe
dell’inquinamento luminoso medio in Italia, attraverso numerose misurazioni della brillanza media del cielo. I risultati di questa indagine
scientifica sono scoraggianti: In Europa ed in Italia non esistono cieli
di Bortle 1. In Italia non esistono nemmeno cieli stabili di classe 2, a
meno di non andare nell’entroterra sardo.
La situazione peggiore si ha nel nord Italia, dove la pianura padana,
una delle zone più inquinate d’Europa, brilla di una luminosità visibile anche a centinaia di chilometri di distanza (addirittura dallo spazio, come abbiamo visto nell’immagine di pagina 33!). Per gli osservatori del nord, l’unica speranza è migrare verso le vicine Alpi, salendo di quota. Ottimi siti osservativi (punte di brillanza pari a 21,7,
con media di 21,5-21,6) si trovano a Casera Razzo, sulle Tre cime di
Lavaredo e in Val Visdende.
Gli osservatori del centro Italia possono dirigersi verso l’entroterra
toscano, tra il monte Amiata e il Labbro, una zona che presenta
un’ottima qualità del cielo, sicuramente il migliore nell’Italia continentale. Anche le zone appenniniche dell’Umbria e delle Marche,
sebbene meno scure, sono adatte alle osservazioni degli oggetti del
cielo profondo (ottimo il sito di Forche Canapine, provincia di Perugia). Al sud e sulle isole la situazione è leggermente migliore. Ottimi
sono i siti osservativi della Silla o del Pollino.
Se invece volete un cielo scuro senza compromessi, accompagnato
anche da oggetti che non si possono osservare in Italia e da un meteo
estremamente favorevole, compratevi un biglietto aereo per la Namibia e non ve ne vorrete più andare da quel posto così vicino
all’Universo. Il turismo astronomico i questo paese nel sud del conti-
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Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
nente africano ha raggiunto livelli così elevati che trovare posto nelle
farm astronomiche, che vi offrono anche splendidi telescopi dobson
per l’osservazione del cielo, è diventato molto difficile.
Se volete andare in questi luoghi attrezzati per l’osservazione astronomica dovete prenotare con un anno di anticipo!
1.6 La turbolenza atmosferica
Perché le stelle di notte scintillano e lo fanno in misura maggiore
quanto minore è la loro altezza, mentre i pianeti invece non mostrano, se non in rarissimi casi, alcuna scintillazione?
Con il termine turbolenza, o in inglese seeing, si intende quantificare
il disturbo delle immagini astronomiche dovuto alla presenza e alla
dinamica della nostra atmosfera, la quale si comporta alla stregua di
un fluido in movimento producendo distorsioni, tremolii, sfocature e
impedendo spesso di raggiungere la risoluzione massima con telescopi dal diametro superiore ai 150 mm.
La turbolenza atmosferica esiste in ogni punto della superficie terrestre e dipende da due fattori, uno di natura locale, da ricercare nel tubo ottico e nell’ambiente nel quale si osserva, l’altro intrinseco agli
strati più alti della troposfera, situati ad una decina di chilometri di
altezza, nella quale spesso scorrono venti e masse d’aria a grande velocità (jet stream), responsabili principali della turbolenza.
L’effetto spesso combinato di questi due fattori si manifesta anche ad
occhio nudo con il fenomeno molto noto della scintillazione delle
immagini stellari, piuttosto evidente quando si osserva a basse altezze sull’orizzonte.
A prescindere dalla natura locale o no della turbolenza, siamo di
fronte a dei movimenti di masse d’aria che hanno temperature, pressione e densità diverse, che si muovono spesso in modo casuale o,
appunto, turbolento. Questo movimento, unito alle differenze di temperatura tra le masse d’aria, anche di pochi decimi di grado, produce
una distorsione delle immagini la cui luce attraversa gli strati interes-
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Primo incontro con il cielo stellato
sati; poiché le masse d’aria sono spesso in rapido movimento,
l’effetto di distorsione dell’immagine varia rapidamente nel tempo.
L’effetto si può ben capire attraverso una semplice esperienza: prendete un bicchiere trasparente e riempitelo con uno strato sottile (un
paio di cm) di acqua. Sotto di esso ponete un’immagine; ora agitate
l’acqua in modo casuale ed osservate cosa succede all’immagine sottostante. Le lettere del testo si deformano rapidamente e in modo casuale: si allungano, si sfocano, a volte diventano illeggibili.
Solo raramente, per una frazione di secondo, una piccola porzione
può non apparire distorta.
L’atmosfera terrestre si comporta allo stesso modo; maggiore è il diametro dello strumento, più accentuato è l’effetto, perché più elevata
è la risoluzione offerta dalle sue ottiche e maggiore sarà anche la risoluzione con la quale si
guarderà attraverso lo strato atmosferico contenente
le masse d’aria, dette anche
celle atmosferiche.
Il diametro delle celle atmosferiche è di circa 20
centimetri ed è per questo
motivo che telescopi di diametro uguale o superiore
sembrano soffrire in modo
particolare questo effetto.
L’effetto della turbolenza
può essere diverso a seconda del tipo di moti presenti
in atmosfera: si possono
avere delle vistose distor- Uno strumento dal diametro minore risente
meno della turbolenza atmosferica, perché ha
sioni delle immagini, che un minore potere risolutivo di uno strumento
però mantengono ancora di diametro maggiore. Questo però non signiabbastanza intatti i dettagli fica che in questi casi il telescopio più piccolo
più piccoli, oppure, al con- fornirà immagini più dettagliate di quello più
grande.
trario, l’immagine può risultare completamente ferma ma risultare priva di particolari.
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Introduzione
Primo incontro con il cielo stellato
Dunque, perché le stelle di notte scintillano mentre i pianeti no? Perché la luce delle stelle è praticamente puntiforme e quindi più facile
da deviare e distorcere, mentre quella dei pianeti si dispone su un diametro angolare di qualche decina di secondi d’arco ed è più difficile
da perturbare nel suo insieme.
1.6.1 Turbolenza locale e atmosferica
La turbolenza può essere di origine locale oppure atmosferica, interessando, rispettivamente, l’ambiente nel quale si effettuano le osservazioni o gli strati superiori della troposfera (quota 10-12 km).
La turbolenza di origine atmosferica, come accennato, si origina dal
moto caotico e orizzontale degli strati d’aria posti a quote superiori ai
10 km, nei quali esistono dei veri e propri fiumi d’aria detti correnti a
getto (jet stream, in inglese).
Il moto veloce e turbolento (non lineare) di queste masse d’aria produce un’immagine telescopica distorta e priva di dettagli.
Quando i venti in quota sono quasi assenti (velocità minori di 5-10
metri al secondo) ed il movimento è fluido, senza vortici, si può assistere ad una certa stabilità atmosferica, con la massima probabilità di
trovare un seeing ottimo.
Sfortunatamente bisogna fare i conti anche con l’ambiente nel quale
si osserva, che provoca la cosiddetta turbolenza locale, spesso molto
più fastidiosa e dannosa di quella atmosferica.
L’osservazione dal centro delle grandi città, a ridosso di strade o tetti, rende l’ambiente costantemente oggetto di moti convettivi, ovvero
di moti ascensionali di masse d’aria più calde dell’ambiente circostante che introducono distorsioni evidenti nelle immagini.
L’effetto di questi moti convettivi si può notare sia osservando ad
occhio nudo delle luci lontane, che d’estate, osservando il panorama
diurno lungo una strada riscaldata dal Sole. Le immagini che riceviamo appaiono distorte e si riesce a vedere addirittura il flusso di
aria che sale e si muove.
Purtroppo non è sufficiente ridurre le fonti di calore che generano i
moti convettivi per avere la certezza di minimizzare la turbolenza locale.
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L’osservazione dal fondo delle valli, soprattutto alpine, o in giornate
in cui c’è un forte vento, o, ancora, in zone nelle quali il flusso della
circolazione locale è disturbato da ostacoli (naturale e artificiali), generano sempre turbolenza locale.
Nella mia esperienza, ho notato come a ridosso delle grandi città, se
non ci si trova nel centro e siamo almeno ad una decina di metri dalla
strada (terzo-quarto piano), le osservazioni di oggetti posti ad altezze
superiori ai 40° non risentono particolarmente del fenomeno dei moti
convettivi, che diventa violento e irrisolvibile per tutti i corpi celesti
che non raggiungono i 40° di altezza.
1.6.2 Una veloce stima del seeing
Quando vedete un
pianeta
scintillare
allora siete in presenza di una turbolenza davvero notevole e sarà impossibile effettuare alcun
tipo di osservazione.
Al contrario, quando
le stelle brillanti non A sinistra, l’immagine di una stella distorta e allargata
dalla turbolenza. In questi casi si dice che il seeing è
mostrano scintilla- pessimo. A destra, l’immagine di una sorgente puntizione avete buone forme per nulla rovinata dalla turbolenza. In questi
probabilità di trovar- casi si dice che il seeing è eccellente.
vi di fronte a poca turbolenza, o in termini inglesi (e universalmente
adottati dagli astrofili) avete un seeing buono: seeing buono (o ottimo) significa poca (o pochissima) turbolenza; seeing scarso o pessimo significa molta turbolenza.
Non sempre l’assenza di scintillazione stellare coincide con buon seeing, ma certamente tutte le notti in cui le stelle scintillano anche allo
zenit saranno affette da un seeing pessimo.
In generale queste condizioni si verificano in nottate ventose o in
presenza di basse pressioni o fronti caldi/freddi in allontanamento e/o
avvicinamento, spesso accompagnate da un ottima trasparenza (ca-
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ratteristica questa non necessaria per l’osservazione planetaria); al
contrario, le nottate calme e serene, nelle quali è presente della (leggera) foschia sono potenzialmente le migliori.
1.6.3 Sfatiamo un falso mito
E’ opinione diffusa tra gli astrofili, anche quelli più esperti, che sotto
un cielo nel quale la turbolenza è elevata un telescopio dal diametro
minore restituisca visioni migliori, sui pianeti, di uno di diametro
maggiore.
In effetti, se osserviamo un pianeta in una notte con forte turbolenza
con uno strumento da 80 mm ed uno da 250 mm, noteremo che il telescopio più piccolo mostra un’immagine più ferma, delicata, facile
da osservare.
Lo strumento da 250 mm restituisce, invece, un’immagine irrequieta,
sempre in movimento, a tratti sfocata. L’impressione che si ha è che
lo strumento di diametro minore (quindi con minore potere risolutivo) restituisca una visione migliore e più dettagliata: questa è solamente un’impressione.
Uno strumento di diametro maggiore mostra sempre immagini più
dettagliate di uno di diametro minore (se la qualità ottica è la stessa),
sebbene meno tranquille.
La turbolenza atmosferica al massimo livella il potere risolutivo di
due strumenti diversi, ma in nessun caso rende lo strumento più potente meno performante di quello di diametro minore. Se nello strumento di diametro maggiore vediamo un’immagine più irrequieta è
perché il potere risolutivo maggiore enfatizza la turbolenza.
In altre parole, possiamo affermare che la sensibilità al seeing è relativa allo strumento utilizzato, ma non è assoluta.
Un seeing che produce immagini stellari di 2” sarà visto come ottimo
in un telescopio da 60 mm e come pessimo in uno da 200 mm, ma la
risoluzione raggiungibile sarà la stessa; non solo, ma grazie al diametro maggiore, il telescopio da 200 mm mostrerà un’immagine più
brillante e contrastata, sebbene ballerina e mai tranquilla.
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