l’uso semplice del telescopio amatoriale PREFAZIONE Il cielo notturno é uno degli spettacoli più belli e poetici che la natura ci offre: lo scintillio delle stelle, il diafano splendore della Luna e ciascuno di noi, almeno per una volta, si é certo soffermato ad ammirarli. Nel cielo, come in uno scrigno, sono custoditi altri tesori preziosi che con l'aiuto di un telescopio, anche di piccole dimensioni, possono essere svelati, indagati ed ammirati. Principalmente indirizzata a chi si accosta per la prima volta all'astronomia amatoriale, questa monografia si propone di fornire le conoscenze minime utili per orientarsi in questo interessante mondo e soprattutto di descrivere un modo semplice ed immediato, non necessariamente il più preciso e dettagliato, per utilizzare il telescopio. LA CARTA D’IDENTITA’ DEL TELESCOPIO In linea generale va ricordato che qualunque sia lo schema di un telescopio, l'apertura o diametro dell'obiettivo é la sua caratteristica principale: quanto più grande é, tanto maggiore sarà la luminosità dello strumento e quindi la sua capacità di fornire immagini dettagliate (potere risolutivo) e di consentire forti ingrandimenti. Altra importante caratteristica é la lunghezza focale dell'obiettivo che ha influenza sul potere d'ingrandimento e sulla luminosità del sistema ottico; l'ingrandimento si calcola dividendo la focale del telescopio per la focale dell'oculare impiegato: Es: focale telescopio = 1000mm e focale oculare = 25mm quindi lʼingrandimento risultante è di 40X. I riflettori Newtoniani forniscono immagini molto nitide, poco soggette alle aberrazioni ottiche; se ne ricavano vedute di buona qualità della Luna e dei pianeti, anche se sono maggiormente indicati per l'osservazione di oggetti poco luminosi e che non richiedono l'impiego di forti ingrandimenti quali: ammassi stellari, nebulose e galassie. Hanno costi contenuti, peso ed ingombro sono accettabili, almeno per aperture fino a 200mm e focali fino a 1000mm. Il POTERE RISOLUTIVO può essere definito come la capacità di un obiettivo di rendere distinti i particolari dell'immagine fornita. È strettamente correlato all'apertura dello strumento: maggiore sarà l'apertura, maggiori saranno i dettagli mostrati dall'immagine. Lo si calcola con la formula di Dawes: Pr = 120/D , con D = diametro dell'obiettivo espresso in millimetri. I Rifrattori Conosciuti anche come telescopi diottrici, sono caratterizzati da un tubo alle cui estremità sono poste delle lenti: l'obiettivo (normalmente composto da due lenti accoppiate: il doppietto acromatico) e l'oculare. I due elementi costitutivi di base di ogni telescopio sono: l'Ottica e La Montatura. L'ottica dei telescopi amatoriali viene realizzata seguendo tre distinti schemi: Lo schema Newtoniano Nei riflettori Newtoniani vengono usati degli specchi per formare l'immagine. Lo specchio primario, parabolico, riflette e converge la luce su di uno specchio piano secondario che a sua volta la riflette e indirizza all'oculare, collocato in una apertura sul fianco del tubo principale. 1 Alla semplicità meccanica abbinano affidabilità e facilità d'impiego. Le immagini sono ottime, stante l'assenza di ostruzione determinata dallo specchio secondario presente invece nei telescopi a specchi. Il tubo chiuso protegge le ottiche e riduce le turbolenze interne (significative invece nei Newtoniani) che deteriorano la qualità delle immagini. I rifrattori forniscono nitidezza, contrasto e ricchezza di dettagli su Luna, Sole, pianeti e stelle doppie; sono anche adatti all'osservazione terrestre. Sono di costo elevato e le difficoltà di realizzazione di strumenti di apertura superiore ai 150mm, li rende (eccezion fatta per gli apocromatici) non ottimali su oggetti poco luminosi (nebulose, galassie, ammassi stellari) che richiedono appunto diametri maggiori. nelle direzioni orizzontale e verticale; é però inadatta alle osservazioni a forte ingrandimento dei corpi celesti poiché non consente di seguire con facilità il moto apparente degli astri. Ormai poco impiegata, anche nei modelli più economici, trova ancora giustificazione d'impiego nei telescopi a m o v i m e n t o computerizzato, in particolare nel tipo "a forcella". Montatura equatoriale Costitutivamente più complessa della precedente ha due assi di movimento: in I Catadiottrici Sono caratterizzati da schemi misti "specchi-lenti", il più comune dei quali é lo Schmidt-Cassegrain: Il telescopio Schmidt-Cassegrain consta di uno specchio primario sfero-concavo, uno specchio secondario sferoconvesso e una lente correttrice convergente al centro e divergente ai bordi, il cui scopo é quello di correggere le aberrazioni ottiche residue del sistema. ascensione retta e in declinazione. L'asse di ascensione retta viene inclinato (a seconda della latitudine terrestre del luogo) così da renderlo parallelo all'asse di rotazione della terra (o polare). In tal modo, muovendo il telescopio con moto uniforme attorno ad esso, é possibile annullare gli effetti della rotazione terrestre ed osservare i corpi celesti "come se fossero fermi". La montatura "equatoriale alla “tedesca” é la più comoda per i rifrattori, quella “a forcella” che non ha l'inconveniente del contrappeso ed é particolarmente stabile, viene spesso impiegata per i catadiottrici; viene anche usata in molti dei grandi osservatori del mondo. Il particolare schema ottico di questi strumenti consente l'ottenimento di lunghezze focali notevoli, molto superiori alla lunghezza reale del tubo. Le caratteristiche principali dei catadiotrici sono: • La ridotta ostruzione dello specchio secondario, per lʼassenza dei sostegni a crociera • Il tubo chiuso che protegge le ottiche e riduce le turbolenze interne • La riduzione delle principali aberrazioni ottiche su tutto il campo • Il ridotto ingombro e la conseguente facile trasportabilità • il costo ragionevole anche per strumenti di grande apertura PREPARARE IL TELESCOPIO L'allineamento del Cercatore (o Cannocchiale Puntatore) é la prima operazione da effettuare. Può essere condotta di giorno inserendo nel porta oculari del telescopio l'oculare con la focale maggiore (cioè quello che fornisce il minimo ingrandimento) e puntando lo strumento verso un oggetto terrestre distante almeno 500 metri. Eseguite il puntamento prima spostando manualmente il tubo del telescopio con le leve di fermo dei movimenti in A.R. e in Declinazione sbloccate, poi (con le leve serrate) ruotando le manopole di declinazione e di ascensione retta in modo opportuno. Mettete a fuoco l'oggetto agendo sul fuocheggiatore e poi posizionatelo perfettamente al centro del campo visivo del telescopio (come nella figura accanto) usando le manopole di declinazione e di ascensione retta. Sono, come i Newtoniani, telescopi "universali": la lunga focale consente l'impiego di forti ingrandimenti nell'osservazione Lunare e planetaria, le aperture considerevoli li rendono adatti anche alla scoperta del profondo cielo. La Montatura dei telescopi amatoriali é essenzialmente di due tipi: Montatura altazimutale Semplice ed economica consente il movimento del telescopio 2 Guardate quindi nel cercatore, se necessario mettete a fuoco la scena girando l'oculare del cannocchiale; agendo sulle viti di regolazione, centrate nel reticolo l'oggetto puntato. la costellazione d e l l ' O r s a Maggiore e poi di prolungare la linea immaginaria che congiunge le ultime due stelle del Carro, di una distanza pari a cinque volte quella che le separa: si arriva così alla Polare che é la prima stella del Timone dell'Orsa Minore. Nelle montature equatoriali munite di cannocchiale polare, agendo sulle viti di regolazione in azimut e ruotando la vite di regolazione della latitudine, la Stella Polare d e v e e s s er e portata nel centro del reticolo del cannocchiale stesso. Se il telescopio é sprovvisto di cannocchiale polare, si utilizza il cercatore: dopo aver portato in parallelo all'asse polare il tubo del telescopio (90° sul cerchio graduato di declinazione), si porta la Stella Polare nel centro del reticolo del cercatore (agendo come sopra). Qualora la Stella Polare non sia individuabile perché occultata da un ostacolo visivo, é comunque possibile realizzare uno stazionamento accettabile orientando il telescopio verso il Il bilanciamento perfetto del telescopio é indispensabile per l a f o t o g r a fi a astronomica; per l'osservazione visuale del cielo l'operazione può essere condotta in modo meno rigoroso ed é quindi più semplice e rapida. Per il bilanciamento di strumenti con montatura equatoriale alla tedesca agite come segue: come prima cosa, regolando l'altezza delle gambe del treppiede, ponete il telescopio in posizione orizzontale (la montatura di molti modelli include una "bolla" per facilitare l'operazione). L'asse polare deve ora essere inclinato di un angolo corrispondente alla latitudine geografica del luogo di osservazione (ad esempio: Milano 45°): per fare questo ruotate l'apposita vite di regolazione della latitudine e ad operazione ultimata, serratela con forza per bloccarla. A questo punto, la leva di fermo di A.R.. sbloccata, ruotate il telescopio attorno all'asse polare in modo che l'asse di declinazione si trovi all'incirca parallelo al terreno; facendo scorrere il contrappeso lungo l'asta bilanciate perfettamente il peso del tubo telescopico (come in A). Ultimata l'operazione serrate la vite di blocco del contrappeso. Proseguite bloccando l'asse di A.R.. e sbloccando quello di declinazione; bilanciate il tubo facendolo scorrere all'interno della fascia che lo assicura alla montatura (come in B). A bilanciamento avvenuto, serrate le viti di chiusura delle fasce. Messa in stazione e uso Se orientata verso il Polo Nord Celeste la montatura equatoriale ci consente di seguire il moto apparente degli astri con la sola rotazione attorno all'asse polare. Il Polo Nord Celeste coincide con la Stella Polare, essa é visibile nel cielo boreale per tutto l'anno. Il modo più facile di individuarla consiste nel cercare dapprima nord con una semplice bussola ed inclinando l'asse polare di 3 un angolo corrispondente alla latitudine geografica del luogo di osservazione. Ultimata la messa in stazione é ora possibile procedere all'osservazione astronomica del cielo: verso nord (come illustrato nella figura a lato, oppure verso sud (come in quella immediatamente successiva). Per puntare un corpo celeste, eseguite prima un orientamento grossolano del telescopio con lo spostamento manuale del tubo, a leve di fermo dei movimenti in A.R. e in Declinazione sbloccate; poi con le leve serrate ruotate le manopole di declinazione e di ascensione retta in modo opportuno centrando esattamente l'astro nella reticolo del cercatore. Iniziate ora l'osservazione con il telescopio inserendo l'oculare ciò l'anno stellare risulta di 24 ore più corto dell'anno solare e vediamo in ogni stagione diverse costellazioni. Solo quelle più vicine al polo Nord celeste (cioè alla Stella Polare) sono visibili per tutto l'anno. Il modo più semplice di orientarsi visivamente nel cielo notturno consiste nell'individuare le costellazioni che sono in tutto 88; assai meno della metà é pero visibile dall'emisfero Boreale (che é il nostro). Non é assolutamente necessario conoscerle tutte, alcune fra le più interessanti per i soggetti celesti in esse contenuti sono: la costellazione di Orione la costellazione di Andromeda a minor ingrandimento e portando a nitidezza l'immagine col fuocheggiatore; mantenete l'astro puntato all'interno del campo visivo girando opportunamente la manopola di ascensione retta. Se desiderate aumentare gli ingrandimenti, fatelo sostituendo l'oculare con uno a focale più corta: si ricordi che in prima approssimazione il massimo ingrandimento utile di un telescopio é pari al doppio dell'apertura dello stesso (es. apertura = 200mm >>> ingrandimento max 400X). Con la montatura equatoriale posta in stazionamento potrete orientare il tubo del telescopio con facilità e precisione, puntando indifferentemente qualsiasi elemento luminoso della volta celeste. LA CONOSCENZA DI BASE DEL CIELO Per il continuo movimento del nostro pianeta si ha l'impressione che stelle, Sole e Luna sorgano ad Est e tramontino all'Ovest, passando in un semicerchio per il Sud. Le stelle appaiono in ritardo di 4 minuti ogni giorno: a causa di 4 la costellazione del Toro celeste più ricco di particolari visibili, essendo il più vicino a noi. Il momento più favorevole per osservare, con la luce radente, i particolari lunari é nelle fasi tra il novilunio e quando circa la metà del disco é illuminato: si possono vedere crateri, montagne, le loro ombre proiettate sul suolo, crateri a raggiera, pianure lisce, crepacci. È uno spettacolo incantevole che si ripete ogni mese tra il primo quarto di Luna (visibile nella prima parte della notte) e l'ultimo quarto (visibile nella seconda parte della notte). la costellazione di Ercole Cratere Plato (diametro medio di 100km) L'OSSERVAZIONE DEI PIANETI Mercurio non é interessante per l'osservazione amatoriale perché si presenta troppo basso sull'orizzonte terrestre ed é sempre immerso nelle luci del crepuscolo o dell'alba. Venere si può osservare per alcune ore prima che sorga il Sole o alcune ore dopo il tramonto; avendo un'orbita interna alla Terra presenta delle fasi simili a quelle lunari, visibili al telescopio. Marte: un buon telescopio permette di vedere alcune configurazioni scure ben definite sulla sua superficie e con un ottimo cielo, le calotte polari. È inoltre necessario saper distinguere ad occhio nudo i pianeti dalle stelle. Per far ciò basta fissare la luce che i corpi celesti ci inviano: vedremo che quella dei pianeti resta ferma, o nettamente più fissa, perché essi riflettono la luce solare e sono molto più vicino a noi delle stelle; queste ultime, assai più lontane, presentano il caratteristico scintillio poiché la loro luce "puntiforme" attraversando l'atmosfera terrestre viene maggiormente disturbata dalle correnti atmosferiche. Giove mostra al telescopio la sua maestosa atmosfera a bande provocate dalla rapida rotazione del pianeta (9 ore e 50 minuti), la più veloce di tutti i pianeti; é osservabile "la grande macchia rossa", un ciclone che esiste da almeno 300 anni. Sono anche visibili i quattro satelliti maggiori (detti Galileiani) che si dispongono vicino al disco del pianeta; inoltre si possono osservare le loro occultazioni. IL MEGLIO DA OSSERVARE LA LUNA La nostra Luna offre uno spettacolo affascinante: é il corpo 5 Saturno dispiega i magnifici anelli che cambiano inclinazione nell'arco di 1 anno saturniano (29 anni terrestri); si osserva nitidamente la divisione di Cassini, si possono vedere parecchi satelliti tra i quali spicca Titano, il più grande. La sua osservazione non deve mai essere eseguita direttamente. Appositi filtri solari a tutta apertura devono prima essere montati sull'obiettivo del telescopio per proteggere l'occhio da danni gravi e irreversibili e lo strumento dai danneggiamenti conseguenti all'eccessivo surriscaldamento del tubo ottico. Una maniera totalmente sicura per osservare il Sole consiste nel proiettare la sua immagine da un telescopio su di uno schermo; il mezzo ideale per questa tecnica di osservazione indiretta sono i rifrattori. Gli altri tre pianeti Urano, Nettuno e Plutone sono troppo distanti per l'osservazione amatoriale: occorre almeno un telescopio da 400 mm di apertura per vedere alcune cose interessanti. I CORPI DEL PROFONDO CIELO L'affascinante Nebulosa di Orione (M42) é distante da noi 1950 Anni Luce ed ha un diametro di 30 Anni Luce. La sua materia é estremamente rarefatta: se fosse possibile, come si fa per le ricerche del sottosuolo, prendere una "carota campione" del diametro di 25 millimetri attraverso l'intera nebulosa, il "peso" totale di tutta la materia prelevata sarebbe inferiore a quello di una monetina. È facilmente individuabile e osservabile nell'omonima costellazione. La Galassia di Andromeda (M31): pur distante da noi 2,5 milioni di Anni Luce é la più vicina fra quelle che hanno caratteristiche simili per forma e dimensioni alla nostra galassia. Si trova nell'omonima costellazione. Le Pleiadi sono un raggruppamento di stelle distante da noi appena 500 Anni Luce. Se ne contano ad occhio nudo 7; con il telescopio il loro numero si moltiplica enormemente e l'intero campo visivo risulta gremito di astri. Si trovano nella costellazione del Toro che contiene anche la evanescente Nebulosa Granchio (M1). L'Ammasso Globulare M13 sito nella costellazione di Ercole é un raggruppamento di stelle che appare come un fiocchetto poco luminoso; un telescopio adeguato lo risolve mostrando un ammasso di astri, molto fitto al centro. GUARDARE IL SOLE Il Sole presenta delle caratteristiche affascinanti come le macchie solari, le protuberanze e i Flair (esplosioni nucleari solari). 6