Fenomeni da osservare su Marte

L’opposizione di Marte: dettagli e fenomeni da osservare
Di Daniele Gasparri
Il 3 Marzo 2011 Marte si troverà in opposizione ed il 5 Marzo sarà alla minima distanza dalla
Terra dopo quasi 26 mesi di attesa. In questa apparizione si troverà a circa 50° di altezza,
compensando abbondantemente il diametro apparente di soli 14” e mostrerà regioni ancora
poco osservate da Terra.
E’ il momento di puntare i nostri telescopi e andare alla scoperta dei numerosi fenomeni che
coinvolgono la superficie e l’atmosfera del pianeta rosso.
Perché e cosa osservare
Marte è l’unico pianeta roccioso di cui possiamo osservare sia fenomeni superficiali che atmosferici.
La sua orbita è fortemente eccentrica, di conseguenza la distanza minima dalla Terra varia a seconda della posizione orbitale. Le grandi opposizioni si verificano solamente ogni 17 anni, quando il
pianeta rosso si trova nel punto più vicino al Sole (perielio) e al nostro pianeta: la distanza dalla
Terra è di circa 60 milioni di km e il diametro apparente raggiunge i 25”. Tutte le grandi opposizioni si verificano nelle costellazioni del Sagittario e dello Scorpione, molto basse sull’orizzonte; in
questi periodi Marte mostra sempre l’emisfero sud e la relativa calotta polare.
Durante le opposizioni
afeliche, come quella di
quest’anno, la distanza
dalla Terra è doppia e il
diametro angolare raggiunge a fatica i 14”.
Fortunatamente, il pianeta si trova alto
sull’orizzonte degli osservatori dell’emisfero
boreale, e mostra le regioni attorno al polo
nord, poco riprese dagli
amatori con la rivoluzionaria tecnica digitale
e coperte solo in parte
dalle osservazioni visuali degli anni passati.
In questa opposizione,
quindi, tutti gli astrofili
hanno la ghiotta opportunità di produrre dati Schema delle opposizioni di Marte e del ciclo stagionale del pianeta rosso.
seri anche dal punto di L’opposizione del 3 Marzo si verifica proprio nei pressi dell’afelio marziano, quando
nell’emisfero boreale del pianeta è primavera e nell’australe autunno, le stagioni più atvista scientifico e mi- tive dal punto di vista atmosferico.
gliorare la conoscenza
delle dinamiche a lungo periodo e grande scala dell’emisfero nord del pianeta.
L’inclinazione dell’asse di rotazione, di circa 25°, è alla base del fenomeno delle stagioni, con durata doppia rispetto a quelle terrestri.
L’alternarsi delle stagioni produce cambiamenti significativi nell’atmosfera e nella superficie del
pianeta rosso. La formazione e la successiva regressione della calotta polare, la presenza di nubi e
nebbie che evolvono nel giro di qualche ora, la comparsa improvvisa di tempeste di sabbia, locali o
addirittura globali, e la conseguente alterazione dei dettagli superficiali visibili: Marte è un pianeta
“vivo”, in continua evoluzione e da tenere sempre sotto stretta osservazione.
Il pianeta rosso ruota su se stesso in 24 ore e 40 minuti, un periodo simile a quello terrestre. Questa
coincidenza fa si che, osservato alla stessa ora, il pianeta sembra ruotare, nel corso dei giorni, in
senso retrogrado. Per osservare una rotazione completa sono necessari circa 30 giorni.
Consigli per l’osservazione
Marte non è un pianeta facile da osservare per i principianti, ma con un po’ di allenamento e pazienza vi mostrerà dettagli unici.
L’osservazione proficua del pianeta può essere condotta anche con strumenti di 80-90 mm, meglio
se rifrattori a lungo fuoco. Questi strumenti, grazie al ridotto cromatismo residuo e all’ottimo contrasto, sono ottimi per effettuare un monitoraggio serio e prolungato del pianeta, senza preoccuparsi
più di tanto della turbolenza atmosferica. Ricordo visioni davvero bellissime durante l’opposizione
del 1999 con il mio rifrattore acromatico da 90 mm e 910 mm di focale, nel quale Marte appariva
sempre stabile e con dettagli che emergevano giorno dopo giorno, osservazione dopo osservazione.
In quell’opposizione ottenni una trentina di disegni in altrettante serate osservative, registrando tutti
i maggiori fenomeni che coinvolgevano il pianeta, compresa l’evoluzione della calotta polare, delle
nubi e delle tempeste di sabbia.
Secondo la mia esperienza, l’ostacolo principale all’osservazione dei dettagli marziani, per gli osservatori non esperti, è la forte luminosità superficiale del pianeta, rispetto a quella del fondo cielo.
In queste circostanze, un occhio non particolarmente allenato restituisce una visione troppo luminosa, sovraesposta, con il risultato che i contrasti e i dettagli sembrano annegare in un mare di luce.
Per ovviare a questo inganno, possiamo inserire nell’oculare del telescopio un filtro che attenui la
luce del pianeta. Se vogliamo mantenere inalterati i colori, un filtro grigio neutro è l’ideale: provateci e vedrete che l’immagine, sebbene meno luminosa, vi apparirà più facile da osservare.
L’utilizzo di filtri colorati è particolarmente
vantaggioso per enfatizzare dettagli atmosferici o superficiali. Quando analizzeremo i
fenomeni osservabili vedremo quali sono le
migliori combinazioni.
L’ingrandimento consigliato è il massimo
permesso dal vostro strumento e dalle condizioni atmosferiche, orientativamente attorno a 2-2,5 volte il diametro dell’obiettivo L’osservazione con filtri colorati accentua il contrasto di alcuni
dettagli. Un filtro blu fa emergere tutti i fenomeni atmosferici
espresso in millimetri.
Il diametro angolare massimo sarà di 14”, (nubi, nebbie), mentre un rosso accentua le macchie superficiali. Questa immagine ritrae il pianeta rosso l’11 Novembre
piccolo, ma non quanto si possa credere. 2009.
Già a 130 ingrandimenti Marte vi apparirà
grande come la Luna piena vista ad occhio nudo, mentre a 250 volte sarà di dimensioni doppie,
quindi osservabile con relativa facilità anche con strumenti di 100 mm. Non lasciatevi ingannare dal
vostro occhio, il quale tenderà a mostrarvi un’immagine sempre piuttosto piccola: si tratta di una
mera illusione ottica.
Consigli per la ripresa
La ripresa di Marte è più facile dell’osservazione, se non altro perché possiamo ammirare con calma, e in migliori condizioni, il pianeta sul monitor del computer, sebbene i dettagli visibili da un
occhio ben allenato e quelli catturati da una camera planetaria, attraverso uno stesso strumento, siano comparabili. Nei casi di seeing non buono, addirittura, l’osservazione visuale si rivela essere più
proficua della ripresa, perché il nostro cervello tende ad attenuare i danni della turbolenza atmosferica e a restituire un’immagine con dettagli più nitidi.
Il modus operandi è lo stesso delle riprese dei corpi del sistema solare, con l’unica eccezione che,
grazie alla grande luminosità e al piccolo diametro apparente, possiamo spingere la focale di ripresa
oltre i soliti valori, fino a rapporti focale di f50. La lenta rotazione e il piccolo diametro apparente
consentono riprese continuative anche per 6-7 minuti, una finestra temporale abbastanza ampia per
raccogliere molti fotogrammi.
Se il seeing non è buono o volete accentuare i dettagli superficiali, un filtro infrarosso si rivela letteralmente miracoloso.
Per accentuare i dettagli atmosferici un blu o un violetto sono perfetti, ma attenti alla scarsa luminosità e al seeing, decisamente peggiore a queste lunghezze d’onda.
Quali sono i fenomeni e i dettagli da tenere sotto osservazione e che rendono Marte un pianeta estremamente attivo? Ecco i principali.
Macchie di albedo
Sono i dettagli più facili da osservare
e riprendere, appartenenti alla superficie.
Le macchie scure e chiare sono zone
che possiedono una diversa riflettività
ed appaiono di tonalità diverse
all’osservazione, ma non necessariamente corrispondono a strutture geologiche presenti sulla superficie marziana. La Syrtis Major è la macchia di Due immagini di Marte riprese da Marco Cardin, con un Newton da
albedo più evidente, dalla forma al- 25 centimetri, mostrano nubi, la calotta polare e le principali macchie
lungata, visibile anche in uno stru- di albedo. Nell’immagine dell’11 Novembre è visibile anche il monte
mento da 60 mm. Le tenui macchie Olimpo e i tre vulcani della regione di Tharsis, avvolti da tenui nubi.
Questa è la visione che si può avere all’oculare di un telescopio di
che ricoprono tutto il pianeta, mutano 120-150 mm nei giorni dell’opposizione, quando il diametro angolare
di contrasto, luminosità e dimensioni sarà massimo.
a causa del pulviscolo presente
nell’atmosfera marziana, o di vere e proprie tempeste di sabbia. Sarà interessante annotare e confrontare l’evoluzione dei dettagli osservati, nel corso dei giorni o rispetto alle passate opposizioni.
Un filtro rosso aiuta ad evidenziare i contrasti superficiali, mentre in fase di ripresa è preferibile un
infrarosso.
La calotta polare
I cambiamenti stagionali
di Marte si manifestano
evidenti nelle proprietà e
nell’estensione della calotta polare. In questa apparizione sarà ben visibile la
calotta polare nord, come
La calotta polare si modifica rapidamente nel corso delle stagioni marziane.
nella passata.
Nell’immagine vediamo l’evoluzione della calotta polare sud in 4 mesi, con un teleIn Marzo nell’emisfero scopio da 130 mm. In questa opposizione è visibile la calotta polare nord, che ha apnord del pianeta è appena pena raggiunto la massima estensione. Nei mesi seguenti comincerà a ritirarsi.
iniziata l’estate e la calotta
polare sta per raggiungere la minima estensione liberando grandi quantità di anidride carbonica e
vapore acque nell’atmosfera e mostrando quindi un’attività nuvolosa piuttosto sviluppata lungo tutto il pianeta.
Sebbene il polo sud non sia visibile a causa dell’inclinazione dell’asse di Marte, il cappuccio dovrebbe essere facile da identificare, in rapida evoluzione per almeno un paio di settimane, prima che
raggiunga un’estensione ed una compattezza stabili fino al termine dell’inverno australe, ovvero
Aprile.
Per distinguere le nubi dalla calotta polare, è bene fare due osservazioni, la prima con un filtro bluviola, la seconda con un rosso. Le nubi si accentuano con il primo e scompaiono nel secondo, mentre la calotta polare resta visibile sempre con la stessa luminosità.
Nebbie e nubi
Lungo il bordo del pianeta che sorge dopo la notte marziana non è raro avvistare deboli nebbie diffuse di color
azzurro, stagliarsi evidenti in contrasto con la tipica colorazione arancio della superficie. Un filtro azzurro o
violetto permetterà di accentuare notevolmente il contrasto e vi fornirà un aspetto planetario davvero insolito:
le macchie superficiali di albedo scompariranno quasi
del tutto e lasceranno il posto a tenui chiaroscuri. A ridosso delle grandi montagne, come il monte Olimpo e i
tre vulcani della regione di Tharsis, sono spesso visibili
nubi, a volte piuttosto estese e compatte, cosiddette orografiche, le quali si formano per meccanismi simili a
quelli terrestri e tendono a dissolversi mano a mano che Osservare nubi e nebbie di colore azzurro è molto emozionante. Le dinamiche e l’evoluzione dei
il giorno marziano avanza.
tenui strati nuvolosi ricordano quelle terrestri.
A seconda del clima marziano, queste regioni possono
apparire completamente avvolte da nubi più o meno estese, oppure esserne completamente sgombre.
E’ sufficiente uno strumento da 90 mm, ed un occhio attento, per ammirare l’evoluzione meteorologica di Marte.
Le tempeste di sabbia
Ogni cambiamento stagionale, sul pianeta rosso, è accompagnato da fortissimi venti, locali o addirittura globali, che sollevano ingenti quantità di sabbia, generando
delle enormi tempeste.
Il passaggio tra la primavera e l’estate marziana
nell’emisfero nord del pianeta tra Febbraio e Marzo può
dare vita a piccole tempeste di sabbia. Data la grande
distanza dal Sole in questo periodo dell’anno, difficilmente potremo assistere a tempeste su grande scala,
come successe nel 2001, quanto una tempesta di sabbia
coinvolse tutto il pianeta per diverse settimane.
Le tempeste di sabbia su Marte sono frequenti e
facili da osservare come delle chiazze bianche in
rapida evoluzione. A volte, alcune tempeste
coinvolgono tutto il pianeta, rendendo i dettagli
superficiali dal contrasto molto basso.
Montagne e vulcani
Se avete un occhio abbastanza allenato, dovreste essere in grado di
osservare anche il monte Olimpo, la montagna più alta del sistema
solare, e la cintura dei vulcani, come piccole macchie leggermente
più brillanti. Fino ad una settimana prima o almeno una settimana
dopo l’opposizione, queste imponenti montagne proiettano ombre
nette e allungatissime sulla superficie, quando si trovano prossime
al bordo, piuttosto facili da osservare anche con un telescopio di 90
mm.
Un filtro rosso aiuterà ad aumentare il contrasto di questi dettagli.
Il monte Olimpo e la cintura dei
vulcani della regione di Tharsis si
possono osservare anche con strumenti di 100 mm, e nei pressi del
bordo proiettano ombre simili a
quelle delle montagne lunari. In
queste condizioni sono facili da
individuare.
I canali
I canali di Marte sono delle illusioni ottiche che subisce l’occhio
umano quando osserva all’oculare del telescopio. Sebbene non si
tratti di dettagli reali, vale la pena citarli, sia per l’interesse storico,
sia perché si tratta di un fenomeno abbastanza evidente anche con i
moderni strumenti, soprattutto se di diametro inferiore ai 200 mm.
Attorno alle maggiori macchie di Albedo, come la Syrtis Major, si possono osservare tenui linee
congiungere altre zone dal contrasto simile. Questo effetto è visibile anche in alcune immagini fortemente elaborate, e probabilmente dipende dalle condizioni di luminosità e contrasto della superficie marziana. Per smascherare questi finti dettagli, che hanno ingannato alcuni importanti astronomi, tra i quali Schiapparelli, occorre osservare la zona interessata nel corso della rotazione marziana
e confrontare poi le osservazioni con una mappa del pianeta rosso e con quelle di altri osservatori.
Le lune
Osservare i piccoli satelliti di Marte
(Phobos e Deimos) è piuttosto complicato, ma essi sono relativamente facili da
riprendere con una webcam e strumenti
anche di 120 mm.
Aiutandovi con un software planetario di
simulazione del cielo, cercate di capire
quando i piccoli satelliti si trovano alla
massima distanza angolare dal pianeta,
ed effettuate delle riprese con focali non
superiori a 2 metri, impostando la massima esposizione e guadagno. Se raccogliete almeno 2000 frame, riuscirete sicuramente ad evidenziare almeno Deimos, il satellite più esterno.
satelliti di Marte, Phobos (il più interno e luminoso) e Deimos
Se avete camere planetarie o CCD (con I(esterno),
sono in realtà 2 piccoli asteroidi dalla forma irregolare,
antiblooming!), non esponete per tempi alla portata di una webcam. (31 Luglio 2005)
maggiori di 1/5 di secondo, altrimenti la
luce del pianeta nasconderà i satelliti. Esposizioni di 1/5-1/10 di secondo sono più che sufficienti
per mostrare la loro debole magnitudine, sommando almeno 1000 frame.
Secondo la mia esperienza, i satelliti sono facile preda di strumenti da 200 mm e le classiche webcam, anche con un diametro planetario di appena 11”, senza prendere alcun accorgimento particolare per attenuare la grande luce del pianeta, contenuta grazie alla particolare architettura dei sensori
webcam.
Potrebbe essere molto interessante seguire il veloce moto delle due piccole lune nel corso di una
notte intera e costruire un’animazione che mostri il loro percorso orbitale attorno al pianeta.
Costruzione mappe e planisferi
Se effettuare dei disegni o raccogliete delle immagini, troverete molto utile costruire delle mappe
della superficie marziana per avere una migliore lettura dei dati raccolti nel corso del tempo.
Per seguire la regressione della calotta polare sono molto utili le proiezioni polari, le quali mostrano
il pianeta come se fosse visto dall’alto.
Se avete osservazioni che coprono un’intera rotazione, ben distribuite nel tempo, una proiezione cilindrica vi consentirà di compilare un planisfero completo del pianeta.
In entrambi i casi, il programma da utilizzare è Winjupos.
Gli osservatori di Marte, in queste settimane antecedenti l’opposizione hanno raccolto già molte osservazioni e notato come il pianeta si presenti più attivo degli anni passati: nubi e nebbie sembrano
abbondare ed essere relativamente facili da avvistare e studiare nel tempo, anche con diametri apparenti inferiori ai 12”.
La finestra di migliore osservazione si estende per almeno 3 mesi, quindi almeno fino all’inizio della nostra estate. E’ il momento di puntare i telescopi verso questo piccolo, ma affascinante, mondo.
Planisfero della superficie di Marte, compilato da alcuni osservatori visuali attraverso telescopi di 100-200 mm. I dettagli alla portata dell’osservazione visuale sono gli stessi della fotografia digitale. Occorre solamente allenamento ed esperienza.