Una magnifica Luna, ora (4 Ottobre, aggiornata immagine)

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La Luna al primo quarto di questa sera, in un cielo limpidissimo e sgombro da nubi, era un obiettivo al quale non avrei potuto rinunciare per nulla al mondo.
Quale occasione migliore per provare il mo nuovo strumento, un rifrattore apocromatico sharpstar, tripletto dal diametro di 106 mm e focale f6.5?
Mi sono fatto senza pensarci troppo i 93 gradini con la montatura EQ6 sulle braccia ed ho montato il telescopio sul tetto del palazzo della mia casa a Bologna.
La fatica è stata ripagata; benché conosco la Luna quasi a memoria, la visione che ho avuto questa sera mi ha emozionato quanto la prima volta che l'ho osservata, ormai 18 anni fa.

Sono rimasto letteralmente atterrito dal contrasto e in generale dalla qualità dell'immagine di questo piccolo rifrattore: non ho mai avuto un'immagine così esplosiva, neanche con strumenti di diametro maggiore.
Cromatismo assente, contrasto esagerato, qualità ottica eccellente, zero luce diffusa. Sono rimasto più di mezz'ora attaccato all'oculare, complice anche un seeing molto buono.

Ho anche scattato la foto che vedete sopra, con la Canon 450D, che purtroppo non rende giustizia all'immagine che resterà per molto tempo scolpita dentro di me e mi farà venire i brividi ogni volta che ci ripenserò.

Quello che penso della scienza

In ogni lavoro di ricerca o studio a carattere scientifico occorre seguire rigorosamente delle regole, riassunte nel cosiddetto metodo scientifico.

L’analisi scientifica di ogni fenomeno naturale è spesso molto difficile e deve essere assolutamente oggettiva.

Qualsiasi passo condotto dalla scienza deve procedere per delle tappe, che sono, in rigoroso ordine: raccolta dei dati, estrapolazione delle informazioni, interpretazione dei dati, sviluppo di una teoria che possa giustificarli e allo stesso tempo prevedere tutta una serie di eventi appartenenti alla stessa famiglia. 

Un qualsiasi esperimento scientifico e i dati che se ne ricavano devono essere ripetibili da qualsiasi osservatore; tanti esperimenti e dati non sono sufficienti a confermare rigorosamente una teoria, ma ne basta uno per confutarla.

Questi sono a grandi linee i concetti espressi dal metodo scientifico.

In astronomia, come in ogni branca della scienza, la bravura dello scienziato è nell’arrivare per primo ad una scoperta o teoria, non averne l’esclusiva.

Ogni informazione, dato, teoria, deve essere reso pubblico in ogni minimo dettaglio; non è accettabile, ad esempio, tenersi segrete le tecniche di elaborazione di un’immagine digitale che mostra un corpo o un oggetto mai visti prima.

 

Il metodo ed il rigore scientifico si rendono necessari quando si vuole analizzare la realtà oggettivamente e, sebbene possa essere antipatico, è necessario applicarlo a qualsiasi livello, altrimenti l’astronomia, sia pur amatoriale, sfocia nell’arte, o peggio, nella sfera delle opinioni, e questo non è proprio accettabile.

In una società regolata dal politically correct e dal pluralismo, potrebbe stonare un po’ il modo con cui procede la scienza, ma è necessario mantenere separata la vita sociale dal metodo scientifico.

Quando parliamo di scienza, quando facciamo scienza, non siamo nel ramo delle opinioni, nel quale ognuno ha (e deve avere) la stessa voce degli altri, a prescindere dal titolo di studio, dal grado sociale, da dove vive e dal lavoro che svolge.

La scienza non è democratica. Uno studioso che ha passato gran parte della propria vita sui libri non può avere lo stesso spazio e la stessa credibilità di colui che nella vita ha scelto una strada diversa. 

Una teoria scientifica si basa su fatti oggettivi, non su opinioni, e sui fatti si sviluppa un apparato fisico-matematico in grado di supportarli. Possiamo discutere (se ne abbiamo i mezzi e le capacità) del modo con cui si sono ottenute le prove e sull’interpretazione, non sempre univoca, da dare, ma non possiamo pretendere di costruire una teoria scientifica su congetture ed opinioni; può essere un gioco divertente, ma la scienza e la conoscenza della realtà non procedono in questo modo. 

Il voler portare nel mondo scientifico il concetto di democrazia e uguaglianza che si applica nella società odierna, è un errore da non fare, perché si corre il rischio di inquinare la scienza con una marea di opinioni che non trovano riscontro alcuno con la realtà. 

Purtroppo i mezzi di informazione di massa stanno cadendo (volutamente o no) in questo tranello, con la nascita di “teorie” fantasiose che vedremo in un futuro non molto lontano. 

La divulgazione scientifica, quella seria fatta da persone competenti, dovrebbe fornire ai lettori gli strumenti per discernere tra una teoria ed un’opinione, tra un fatto ed un’ipotesi non supportata da prove, non nascondersi dietro un nozionismo esasperato che non fa altro che allontanare i curiosi che vedono tutto come troppo difficile ed impegnativo.

La scienza non è faziosa. In Italia siamo abituati, dallo sport alla politica, ad avere dei preconcetti che ci fanno preferire una parte piuttosto che un’altra, e per dare forza alle nostre convinzioni selezioniamo solamente degli eventi, che chiamiamo fatti, in grado di confermare tutto.

Il meccanismo è in gran parte culturale ed in piccola parte insito nella natura umana, che ha per istinto dei pregiudizi.

Un esempio concreto e banale riguarda la sfera personale. Quante volte, in una giornata storta, siete portati a vedere ogni atteggiamento altrui come irriverente e fastidioso? Ed invece, cosa succede quando avete un umore migliore? Che magari una persona vi manda a quel paese davvero e voi ci fate una risata. 

Questa è la chiave: il contesto, l’umore, l’appartenenza ad un gruppo, gli eventi della vita, condizionano irrimediabilmente la nostra percezione del mondo. Non si cercano più fatti oggettivi per capire da quale parte stare, ma si selezionano solamente gli indizi che confermano il pregiudizio già insito nella nostra mente.

La scienza non può e non deve funzionare in questo modo. 

Quando indaghiamo la realtà facendoci condizionare dal pregiudizio (anche debole) che già abbiamo, rischiamo di commettere l’errore imperdonabile di non vedere la realtà per quella che è, ma per come la vogliamo vedere.

Secondo questo modo di agire sono nate alcune teorie fantasiose in merito a fantomatici alieni che visitano la Terra. Se qualcuno è davvero convinto a priori di questa (fantasiosa) ipotesi e non agisce con metodo oggettivo, vedrà alieni dappertutto: dai puntini luminosi in cielo (satelliti artificiali), alle particolari formazioni su Marte e sulla Luna; dallo scintillio delle stelle basse sull’orizzonte causate dalla presenza dell’atmosfera terrestre, ai raggi cosmici che colpiscono tutti i sensori digitali, scambiati per astronavi che si muovono a velocità superiori alla luce.

Nella scienza il giudizio è oggettivo, non è un’opinione, non è di parte e viene dopo un’attenta, oggettiva e razionale analisi dei fatti, mai prima. Non sto dicendo che sia necessariamente unico, attenzione, ma che ogni conclusione deve essere supportata da un apparato logico, fisico e matematico consistente. Saranno le successive ricerche e verifiche che scarteranno quei modelli logicamente e matematicamente corretti, ma non verificati fisicamente. 

Cercare di non farsi condizionare dalla società che ci circonda, dal pensiero collettivo e, perché no, anche da politica ed interessi, è probabilmente l’ostacolo più grande da superare persino per i professionisti, ma è necessario per descrivere una realtà che sta qui fuori e se ne frega delle vicende contorte che subiamo noi piccoli esseri umani.

Ciao Via Lattea estiva

Il cielo estivo, se osservato da un luogo buio, è il più bello dell'anno, almeno secondo il mio punto di vista.
Da nord a sud una sottile linea di luce interrotta qua e là da alcune zone più scure, divide in due il cielo e ci ricorda in quale meravigliosa galassia abbiamo la fortuna di vivere: la Via Lattea.
Più in basso, verso l'orizzonte sud, la linea, così regolare fino a questo punto, si allarga e ci ricorda che stiamo osservando le regioni centrali di questa immensa isola di stelle contenente circa 200 miliardi di soli.

Non occorre un telescopio per godere di questa magnifica visione cosmica, ma un cielo estremamente scuro, come purtroppo è ormai difficile trovare in Italia.
Se vi trovate però nelle giuste condizioni (gli astrofili del centro Italia devono andare a Forche Canapine, quelli del nord sulle Alpi), vedrete uno spettacolo davvero unico.
Per immortalare su supporto digitale la maestosa bellezza di questo fiume di stelle è sufficiente una reflex digitale ed un comune obiettivo; fondamentale è porre la macchina fotografica su una montatura equatoriale motirizzata, in grado di bilanciare il movimento della Terra.

Ormai che siamo giunti nei tristi mesi autunnali, la Via Lattea estiva ci sta salutando; così per aumentare un po' la nostalgia di quelle notti calde e trasparenti, vi propongo uno scatto eseguito durante l'estate appena conclusa.
Canon 450D con obiettivo da 18 mm; mosaico di 3 immagini con esposizione di 20 minuti ciascuna.
Non è perfetto ma questo, colori a parte, è ciò che si vede da un cielo incontaminato dalle luci artificiali.

La Via Lattea estiva. Clicca sull'immagine per ingrandirla.

Prima di concludere questo post, non posso fare a meno di accennare al lato scientifico dell'immagine.
Se la analizziamo bene, riusciamo infatti a capire quale forma ha la nostra galassia, senza doverlo necessariamente scoprire su libri o siti web.
Come facciamo a capirlo? Semplice, basta osservare alcune delle migliaia di galassie alla portata dei nostri telescopi.
Dopo un'attenta osservazione, arriviamo a capire che il 97% delle galassie dell'Universo sembra essere di tre tipi: il primo tipo raccoglie oggetti dalla forma sferica o leggermente allungata, privi di alcuna struttura.
Il secondo tipo è rappresentato da una famiglia di galassie che sembrano dei dischi sui quali è visibile una struttura a spirale.
Il terzo tipo è costituito da galassie dalla forma estremamente allungata, simili a dei dischi volanti, tagliate in mezzo da una banda scura.
Visto che la Via Lattea ci appare allungata, di certo non fa parte della famiglia di oggetti del primo tipo, detta galassie ellittiche.
Essa sarà sicuramente a spirale o a disco sottile.

Prima di andare avanti, se osserviamo meglio la famiglia delle galassie a spirale, ci accorgiamo ben presto di una cosa curiosa:

Le galassie a forma di disco sottile e quelle con i bracci di spirale ben evidenti sono morfologicamente identiche: noi le vediamo diverse perché diverso è l'angolo di vista.
Quando una galassia a spirale viene vista "da sopra", appare come una circonferenza solcata dai bracci, mentre quando è vista "di profilo" come un sottile sigaro tagliato in mezzo da una striscia scura.

Per avere a questo punto la certezza di quale sia la forma della Via Lattea, concentriamo la nostra attenzione sulla galassia NGC4565, nella costellazione della Chioma di Berenice.
Proviamo a confrontare la sua forma con quella della Via Lattea estiva:

La somiglianza è impressionante, non abbiamo più dubbi: la Via Lattea è una galassia a spirale. Noi che siamo all'interno del disco, non possiamo fare altro che vederla di profilo. La splendida visione dei bracci di spirale è riservata agli eventuali abitanti situati nelle periferie di qualche ammasso globulare.
Da lassù la vista della Via Lattea dovrebbe essere magnifica, con i suoi possenti bracci che avvolgono quasi tutto il cielo notturno.

Noi ci accontentiamo di sognare questo scenario, con la bella sensazione di essere riusciti, dalla semplice analisi di un'immagine amatoriale, a scoprire la forma della nostra isola di stelle.
L'Universo ora sembra un pochino meno inaccessibile rispetto a prima.

Immagini e didascalie liberamente prese in prestito dal mio libro.

La dipendenza del seeing dalla lunghezza d'onda

Attenzione: post tecnico!

Nell'imaging in alta risoluzione dei corpi del sistema solare, uno degli argomenti di cui si discute maggiormente si basa sull'affermazione ben radicata, ma forse mai veramente provata, secondo cui il seeing, ovvero la turbolenza atmosferica, migliora all'aumentare della lunghezza d'onda di ripresa.
A detta di molti astroimager, a meno che la turbolenza atmosferica non sia del tutto assente, lunghezze d'onda rosse o infrarosse restituiscono immagini più definite e meno rovinate dal seeing rispetto a riprese effettuate a lunghezze d'onda più corte.
E' vero tutto questo? Alcuni dicono di si, altri dicono di no.

A livello astrofisico, la dipendenza del seeing dalla lunghezza d'onda è un fenomeno accertato e ben studiato. Non è un caso se nella radioastronomia la parola seeing non esiste neanche, tanto che si possono ottenere immagini con una risoluzione altissima.
La domanda che possiamo porci, allora, è la seguente: visto che gli astrofili lavorano in una parte ristretta di lunghezze d'onda (da 350 nm a 1000 nm), si può osservare effettivamente il diverso comportamento della turbolenza atmosferica in questo intervallo? Il seeing migliora davvero andando verso l'infrarosso, oppure è semplicemente una sensazione?

Nel corso degli anni ho accumulato un numero di riprese di pianeti, Luna e Sole in diverse lunghezze d'onda che mi permettono di avere un quadro abbastanza completo di questa intricata situazione.
Il problema non è semplicissimo, perché dobbiamo tenere conto anche del fatto che anche la risoluzione di uno strumento dipende dalla lunghezza d'onda. Ad una lunghezza d'onda maggiore corrisponde una risoluzione inferiore, quindi il miglioramento della turbolenza che possiamo osservare in infrarosso potrebbe essere dovuto al fatto che lo strumento si comporta effettivamente come se avesse un diametro inferiore di circa il 30% rispetto alle riprese in visibile.

Rispondere con dimostrazioni matematico/fisiche sarebbe troppo complicato e non avrebbe neanche senso; la cosa migliore è proporre dei confronti diretti, osservare alcuni filmati ed indagare la risoluzione ottenuta.
Se il seeing ci dovesse apparire migliore in infrarosso rispetto al visibile, così come la risoluzione, saremmo sicuri che il miglioramento è reale, visto che le leggi dell'ottica affermerebbero il contrario.

Bene, capito questo, osserviamo il confronto tra quattro riprese prese a caso nella mia libreria e vediamo quali possono essere le conclusioni:

Sole, seeing nel visibile pessimo (confronto IR e Verde)
Venere, seeing nel visibile appena sufficiente (Confronto IR 1 micron e UV)
Giove, seeing nel visibile buono (Confronto R-IR  e Verde)
Giove, seeing nel visibile molto buono (Confronto R-IR e Blu)
 
In tutti e quatto i confronti si nota come l'agitazione atmosferica sia sensibilmente minore nelle riprese a lunghezze d'onda maggiori.
Particolarmente significativi i confronti di Venere e del Sole, nei quali l'effetto nocivo della turbolenza atmosferica viene attenuato moltissimo riprendendo in infrarosso.

A questo punto dobbiamo capire se la maggiore turbolenza osservata deriva dal fatto che la risoluzione aumenta con l'aumentare dell'apertura. Se fosse così ci aspettiamo che le immagini a lunghezze d'onda corte abbiano comunque maggiore risoluzione di quelle riprese a lunghezza d'onda maggiore.
Si può intuire anche dai video che la risoluzione raggiunta è sempre maggiore nelle riprese effettuate a lunghezze d'onda rosse e infrarosse, contrariamente alle leggi dell'ottica.
Se non siete sicuri, date un'occhiata alla seguente immagine, nella quale ho inserito alcuni confronti presi da video diversi (per aumentare il campione esaminato):

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La conclusione quindi non può che essere una: il seeing dipende effettivamente dalla lunghezza d'onda, anche quando essa varia relativamente poco.
Questo è evidente proprio nei primi due filmati, ripresi con forte turbolenza nel visibile.
Meno impressionante, ma comunque evidente, la differenza nelle riprese di Giove effettuate con seeing nel visibile decisamente migliore. Come è lecito aspettarsi, quando la turbolenza è poca non ci sono miglioramenti significativi in termini di qualità tra due lunghezze d'onda, fino al caso limite in cui (purtroppo molto raramente) la turbolenza è così bassa che le differenze tra le lunghezze d'onda si invertono e rispecchiano le leggi della fisica.
Nella mia carriera di astrofotografo questo mi è successo non più di 3 volte con un telescopio da 23 cm e mai con il mio attuale strumento da 35 centimetri.

Qualche puntino sulle "i":
Il confronto sui video e sulle immagini è stato fatto con telescopi diversi, diversi filtri, con e senza elementi ottici aggiuntivi. I risultati non sono mai cambiati, quindi è da escludere la presenza di difetti negli strumenti/accessori utilizzati.
I video dei confronti sono stati ripresi a distanza di qualche decina di secondi o al limite qualche minuto, in sequenza casuale, quindi qualche volta è stato ripreso prima il video in blu, poi in rosso-infrarosso e viceversa. Sono state utilizzate le medesime impostazioni di registrazione (luminosità, gamma, esposizione).
Questo eslcude dipendenze da elementi sensibili, come il tempo di esposizione, e rende estremamente improbabile che le eventuali variazioni delle condizioni atmosferiche nel tempo abbiano influenzato il risultato sempre in una sola direzione.

Una ripresa solare fresca fresca

Il bel tempo di questi giorni è accompagnato anche da una discreta stabilità atmosferica.
Il Sole sta montrando un emozionante aumento di attività, con la comparsa di diversi gruppi di macchie. Dopo un minimo veramente molto prolungato, era proprio arrivato il momento di un po' più di movimento.
Non potevo non riprendere una delle macchie attualmente più belle, proprio quasi al centro del disco solare.
La regione è denominata NOAA11305, con la macchia principale che ha dimensioni simili a quelle della Terra, sebbene sia poco più di un puntino rispetto al diametro solare.

La ripresa che potete vedere sotto è stata effettuata con un filtro solare a tutta apertura applicato al mio telescopio da 35 cm di diametro (C14).
Si tratta della media di 2200 frame su un totale di 5600. Seeing a tratti discreto, considerando anche la bassa altezza della nostra stella rispetto ai primi mesi estivi.

Macchia solare e granulazione riprese con la mia strumentazione

Si nota abbastanza bene la grnaulazione solare, con l'inconfondibile trama simile alla pelle di un elefante.
Questi piccoli globuli di gas hanno diametri tipici di 1000 km e cambiano forma in pochi minuti.
La superficie del Sole, detta fotosfera, è tutto fuorché tranquilla e immobile.

Non mi stancherò mai di osservare questo spettacolo, pensando che tutta la vita che esiste su questo pianeta, e gli stessi processi atmosferici, derivano unicamente dalla grande quantità di radiazione elettromagnerica trasportata sulla superficie solare da questi immensi globuli gassosi.