Chi ha rubato la Via Lattea?

Chi ha rubato la Via Lattea?
Prof. Roberto Nesci, Universita’ La Sapienza e INAF-IAPS
Prof. Antonio Princi, L.M. Luigi Nostro
Dott. Ilaria De Angelis, Universita’ RomaTre
Prof. Aldo Altamore, Universita’ RomaTre
Supporto informatico dott. Giuseppe Cirimele
muDev, Verbicaro, CS
16/04/2013
Liceo Volta RC
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Quanto e' stellata la notte ?
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Nel 2008, in preparazione all'Anno Internazionale dell'Astronomia, ho lanciato
il progetto “Quanto e' stellata la notte?” per le Scuole Superiori della Provincia
di Roma.
Lo scopo era di verificare la fattibilita' di misurare il livello di inquinamento
luminoso senza strumenti, con semplici osservazioni delle stelle piu' deboli
visibili ad occhio nudo.
Il presupposto scientifico del progetto e' che la visibilita' di una stella contro lo
sfondo del cielo dipende dalla brillanza del cielo stesso, per cui a cielo piu' buio
corrisponde la possibilita' di vedere stelle piu' deboli.
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La costellazione dei Gemelli
A diversi livelli di magnitudine limite: 3, 4, 5, 6.
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Come vediamo
L'occhio umano e' un rivelatore molto sensibile, ma lavora in modo
automatico:
● Se c'e' troppa luce l'iride si chiude velocemente per proteggere la retina
●
●
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se la luce e' scarsa si apre molto lentamente per adattarsi all'oscurita'.
La visione del cielo notturno e' quindi fortemente disturbata dalla presenza
di luci, anche lontane, che impediscono all'iride di aprirsi completamente e
di utilizzare tutta la sensibilita' della retina.
Se viene abbagliato, l'occhio impiega molto tempo (almeno un quarto
d'ora) per riadattarsi all'oscurita'.
Nella civilta' moderna, caratterizzata dalla presenza continua di sorgenti
luminose artificiali, la visione del cielo stellato e' praticamente preclusa ai
nostri occhi.
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Come si produce l’inquinamento
luminoso?
B: Luce non utilizzata
A: Luce non
utilizzata ed
abbagliante
C: Luce utilizzata
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L’inquinamento
luminoso è prodotto
dalla luce lungo
direzioni tipo A e B.
Per illuminare, la luce
deve PRIMA colpire
l’oggetto e poi arrivare
all’occhio (come per il
raggio C).
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Come si propaga l’inquinamento
luminoso?
C
A
B
•A, B: luce diretta
C
•C: luce indiretta
A
L’inquinamento più rilevante è
prodotto dalla luce in direz. A: il
maggiore spessore atmosferico
diffonde maggiormente la luce
rispetto alle diffusioni prodotte da
B e C.
L’ inquinamento luminoso
prodotto lungo A si propaga fino
a 300 km dalla sorgente!
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Qualche esempio
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Qualche altro esempio
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Cosa comporta
l’ inquinamento luminoso
 Cattiva qualità di illuminazione di città, strade, piazze,
monumenti, ecc.
 Spreco di luce = spreco energetico (250 milioni di Euro annui
dilapidati nella sola Italia).
 Illuminazione non richiesta di locali abitati (es. stanze da letto
invase dalla luce stradale)
 Alterazione ecosistema. Rischio di estinzioni per alcune specie,
specialmente quelle notturne.
 Impedimento alla visione della volta celeste.
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Evitare l’inquinamento luminoso
Significa...vantaggi per TUTTI !
 Migliore confort visivo, più sicurezza
 Sfruttare al meglio le risorse naturali illuminando
quando e dove serve.
 Risparmiare : energia, risorse naturali e soldi (fino al
40% di quello che spendiamo per l’illuminazione
pubblica).
 Rispettare il proprio ambiente.
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Il cielo delle Canarie
Una immagine di tutto il cielo
dall'Osservatorio delle
Canarie (21 agosto 2003).
Immagini come questa
vengono prese ogni minuto
in vari Osservatori
per registrare le condizioni di
osservazione del cielo.
La larga fascia luminosa che
attraversa l'immagine e' la
Via Lattea.
La stella brillante a Sud Est
e' Marte.
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L'Italia
di notte
vista da
satellite
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Mappa inquinamento luminoso
Legenda
Grigio
6.00-5.75
Blu scuro
5.75-5.50
Blu chiaro
5.50-5.25
Celeste
5.25-5.00
Giallo
5.00-4.75
Giallo oro
4.75-4.50
Arancio
4.50-4.25
Arancio scuro 4.25-4.00
Rosso
4.00-3.75
Violetto
< 3.75
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Un progetto semplice
La luminosita' apparente delle stelle dipende dalla trasparenza dell'atmosfera e
dalla sua altezza sull'orizzonte:
Piu' la stella e' alta sull'orizzonte, meno atmosfera la sua luce deve attraversare
per arrivare al nostro occhio.
La sensibilita' dell'occhio dipende soprattutto dall'adattamento al buio, ma anche
dall'eta' e dalle condizioni fisiche della persona.
In conclusione, valutare la brillanza del cielo dalla magnitudine delle stelle piu'
deboli visibili ad occhio nudo richiede solo un po' di attenzione e di pratica.
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Il progetto in dettaglio
La organizzazione del progetto Notte Stellata prevede i seguenti
passi:
1) registrazione sul sito web
http://astrowww.phys.uniroma1.it/monitor/
2) definizione delle coordinate geografiche del luogo (o luoghi) di
osservazione;
3) riconoscimento di alcune costellazioni;
4) identificazione della stella piu' debole visibile in una costellazione,
da una lista definita;
5) immissione dei dati sul sito web;
6) costruzione di una mappa di visibilita' delle stelle nella zona
geografica coperta dagli osservatori;
7) confronto con i valori aspettati.
Il periodo di raccolta dati e' tipicamente da gennaio a marzo.
L'analisi dei dati in aprile.
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Valenze didattiche del progetto
Per la buona riuscita del progetto e' necessario che i ragazzi siano
seguiti da un insegnante di riferimento;
La guida dell'insegnante e' necessaria sia per ragioni psicologiche, sia
per ragioni pratiche e didattiche;
Tutte le istruzioni necessarie sono indicate sul sito web.
Il punto qualificante del progetto dal punto di vista didattico e' di far
applicare in pratica nozioni che spesso restano solo astratte:
a) uso delle coordinate geografiche;
b) uso di una carta a tinte altimetriche;
c) uso di Google Maps e confronto con altre mappe;
c) calcolo di media, mediana, deviazione standard e interpretazione
del loro significato;
d) verifica di eventuali effetti sistematici nelle misure.
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Progetto Interdisciplinare
Il progetto richiede l'applicazione pratica di competenze
normalmente svolte nell'ambito degli insegnamenti di:
● Scienze
● Matematica/Fisica
● Informatica
e riveste quindi carattere interdisciplinare.
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Aspetti pratici
L'esecuzione pratica delle osservazioni porta inoltre i ragazzi
- a confrontarsi con problemi pratici di approssimazioni numeriche,
- a familiarizzarsi con l'adattamento all'oscurita',
- a sperimentare i problemi di abbagliamento.
L'esperienza comporta l'uso di una interfaccia web per la immissione e
il recupero dei dati, che e' una esperienza ormai indispensabile in
molte attivita' della vita quotidiana.
Infine, porta ad apprezzare la bellezza del cielo stellato.
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Risultati A.S. 2012/13
Nell'A.S. 2012/13 sono state coinvolte alcune scuole superiori nelle
zona di Roma e di Reggio Calabria.
I.C. F. Severi (Gioia Tauro)
L.C. Socrate (Roma)
L.S. Keplero (Roma)
ISIS Yvon de Begnac (Ladispoli)
Osservatori: 24
Osservazioni: 555
Numero mediano di osservazioni per studente 10
Luoghi:
urbani 13, periferia 8, campagna 3.
Condizioni del cielo: sereno 365, velato 103, nubi sparse 86.
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Posizioni nel Lazio
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Posizioni in Calabria
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Istogramma osservazioni
Mediana Calabria=4.55; Mediana Lazio=4.05;
Tipicamente il cielo di Roma e' piu luminoso di quello di Gioia Tauro
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Confronto Lazio
Legenda
Grigio
6.00-5.75
Blu scuro
5.75-5.50
Blu chiaro
5.50-5.25
Celeste
5.25-5.00
Giallo
5.00-4.75
Giallo oro
4.75-4.50
Arancio
4.50-4.25
Arancio scuro 4.25-4.00
Rosso
4.00-3.75
Violetto
< 3.75
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Cielo di Roma
Nell'Italia centrale sono state campionate le seguenti zone:
Zona
N.oss
media
Std.dev
Cinzano
Magliana
3
4.63
0.02
4.50-4.25
Villa_Borghese
1
4.63
-
4.25-4.00
Ostiense
9
4.42
0.71
4.25-4.00
Ladispoli
1
5.85
-
5.00-4.75
Castel_di_Sangro
1
4.62
-
5.75-5.50
Rocca_ di_Mezzo
1
5.43
-
5.50-5.25
Ischia
1
4.38
-
5.00-4.75
Si nota come anche in localita' teoricamente buie le condizioni locali
ostacolano la vista delle stelle, mentre nel centro di Roma la situazione e'
meno peggio delle previsioni del modello.
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Anni precedenti
Marche, zona Saltara
media mediana dev.std n.obs
2011 5.31
5.59
0.61
23
2012 4.43
4.63
1.28
10
Marche, zona Fano-Falconara
2011 4.39
4.34 1.28
7
2012 4.53
4.41 0.97
5
Roma, generale
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2009 4.27
3.77
1.01
33
2011 3.90
3.88
1.30
34
2012 4.36
4.41
0.82
30
2013 4.77
4.42
0.71
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Il progetto continua
Il valore dei dati raccolti dal progetto aumenta se si puo' ottenere
una serie di dati prolungati nel tempo.
Le variazioni sono infatti piccole da un anno all'altro, ma diventano
evidenti su tempi lunghi.
Particolarmente utile e' tenere sotto controllo le stesse zone per
evidenziare meglio i cambiamenti.
PARTECIPATE
L'IMPEGNO E' LEGGERO E LE
SODDISFAZIONI ASSICURATE
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Non e' gravoso
Dal punto di vista dell'impegno del singolo osservatore sono sufficienti
una decina di dati, purche' presi con cura.
Bastano poche notti senza luna e cielo terso per dare un contributo
significativo.
Osservazioni ripetute da uno stesso osservatore in anni diversi possono
permettere di rilevare cambiamenti sistematici dovuti alle variazioni
negli impianti di illuminazione esterna anche a grandi distanze.
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Buona visione
Un invito al prossimo anno
Per godere la vista del cielo
E partecipare al monitoraggio
dell'inquinamento luminoso.
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L'Italia vista dalla ISS
(la luce che vedete e' quella sprecata...)
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