E quindi uscimmo a riveder le stelle

10 Set

Nella sezione:

Hai domande o dubbi?

e’ stata fatta una richiesta davvero molto interessante. Come potete leggere, si chiede come vengano ricostruite le immagini astronomiche che spesso ci vengono mostrate e catturate dai tanti telescopi a terra e in orbita. Questa richiesta sembra apparentemente molto semplice, ma nasconde in realta’ una vera e propria professione. Oggi come oggi, molti astronomi dedicano il loro lavoro proprio alla visione e all’elaborazione di immagini astronomiche. Cerchiamo di capire meglio come funzionano queste tecniche per poter meglio apprezzare anche il lavoro che c’e’ dietro una bella immagine che troviamo sulla rete.

Come sapete bene, al giorno d’oggi, per esplorare l’universo non si utilizzano piu’ solo telescopi nel visibile. In questo caso, come facilmente immaginabile, questi sistemi catturano immagini esattamente come farebbe il nostro occhio. Oltre a questi, si utilizzano telescopi, sia a terra che in orbita, sensibili all’infrarosso, ai raggi X, all’ultravioletto, oltre ad enormi antenne pensate per catturare segnali radio provenienti dal cosmo.

Che differenza c’e’ tra queste radiazioni?

Per capire bene il concetto, vi mostro quello che normalmente si chiama lo spettro della radiazione elettromagnetica:

Spettro della radiazione elettromagnetica

Diverse lunghezze d’onda vengono accorpate in famiglie. Come vedete, la parte visibile, cioe’ quella a cui i nostri occhi sono sensibili, e’ in realta’ solo una strettra frazione dell’intero spettro. Per fare un esempio, tutti conosciamo le immagini infrarosse utilizzate per esempio per identificare le fonti di calore. Bene, questo e’ un esempio di immagine fuori dallo spettro visibile. Si tratta di particolari che i nostri occhi non sarebbero in grado di vedere, ma che riusciamo a visualizzare utilizzando tecnologie appositamente costruite. Non si tratta di immagini false o che non esistono, semplicemente, mediante l’ausilio di strumentazione, riusciamo a “vedere” quello che i nostri occhi non sono in grado di osservare.

Bene, il principio dietro l’astronomia nelle diverse lunghezze d’onda e’ proprio questo. Sfruttando parti dello spettro normalmente non visibili, si riesce ad osservare dettagli che altrimenti sarebbero invisibili.

Per dirla tutta, anche le normali immagini visibili, subiscono un’opera di elaborazione pensata per ricostruire i dettagli e per ottimizzare la visione. Cosa significa? Nella concezione comune, un telescopio nel visibile e’ paragonabile ad una normale macchina digitale. Questo non e’ esattamente vero. Molto spesso, le immagini catturate da questi sistemi sono ottenute mediante una sovrapposizione di dati raccolti utilizzando filtri diversi.

Cosa significa?

Prendiamo come esempio il telescopio Hubble. In questo caso, il sistema acquisisce immagini a diverse lunghezze d’onda, o isolando una particolare frequenza piuttosto che altre. Si tratta di immagini in bianco e nero che poi vengono colorate artificialmente e sovrapposte per formare l’immagine finale. Attenzione, non dovete pensare che la colorazione artificiale sia un trucco per far apparire piu’ belle le foto. Questa tecnica e’ di fondamentale importanza per far esaltare dei particolari che altrimenti verrebbero confusi con il resto. Questa tecnica si chiama dei “falsi colori”, proprio perche’ la colorazione non e’ quella originale ma e’ stata creata artificialmente.

Per capire meglio, proviamo a fare un esempio.

Prendiamo una delle foto piu’ famose di Hubble, quella della galassia ESO 510-G13:

ESO 510-G13 da Hubble

Questa immagine e’ ottenuta con la tecnica del “colore naturale”, cioe’ esattamente come la vedrebbero i nostri occhi se fossero potenti come quelli di Hubble. In questo caso dunque, la colorazione e’ quella che potremmo vedere anche noi ma anche questa immagine e’ stata ottenuta sovrapponendo singoli scatti ripresi dal telescopio.

In particolare, si sono sovrapposte tre immagini in bianco e nero, ognuna ottenuta selezionando solo la radiazione visibile blu, rossa e verde:

ESO 510-G13 immagini a colore singolo

Perche’ viene fatto questo?

Selezionando solo una piccola parte dello spettro visibile, cioe’ il singolo colore, e’ possibile sfruttare il sistema per catturare al meglio i singoli dettagli. In questo modo, come visibile nelle foto, ciascuna immagine e’ relativa ad un solo colore, ma al meglio della risoluzione. Sommando poi le singole parti, si ottiene il bellissimo risultato finale che abbiamo visto.

Analogamente, in alcuni casi, si amplificano determinate lunghezze d’onda rispetto ad altre, per rendere piu’ visibili alcuni dettagli. Anche in questo caso vi voglio fare un esempio. Questa e’ una bellissima immagine della Nebulosa dell’Aquila:

Nebulosa testa d'aquila

Cosa significa amplificare alcuni colori?

Nella foto riportata, oltre ad ammirarla, gli astronomi riescono a vedere le emissioni di luce da parte dei singoli gas costituenti la nebulosa. Questo studio e’ importante per determinare la concentrazione di singoli elementi, e dunque identificare particolari tipologie di corpi celesti. Per capire meglio, nella ricostruzione a posteriori dell’immagine, e’ stato assegnato il colore verde all’emissione degli atomi di idrogeno, il rosso agli ioni di zolfo e il blu alla luce emessa dall’ossigeno ionizzato. Perche’ questo artificio grafico? Se non venisse elaborata, nell’immagine la luce emessa dalla zolfo e dall’idrogeno sarebbero indistinguibili tra loro. Se ora rileggete l’assegnazione dei colori riportata e rivedete l’immagine della nebulosa, siete anche voi in grado di determinare quali gas sono piu’ presenti in una zona piuttosto che in un’altra. Ovviamente questi sono processi che devono essere fatti analiticamente, elaborando le informazioni di ogni singolo pixel.

Analogo discorso puo’ essere fatto per la radioastronomia. In questo caso, come sapete e come anticipato, quelli che vengono registrati sono dei segnali radio provenienti dai diversi settori in cui viene diviso l’universo. Non avendo delle immagini, nei radiotelescopi si hanno degli impulsi radio che devono essere interpretati per identificare il tipo di sorgente, ma soprattutto la zona da cui il segnale proviene.

Per farvi capire meglio questo concetto, vi racconto la storia dell’inizio della radioastronomia. Nel 1929 un radiotecnico americano che lavorava in una stazione di Manila, mentre era al lavoro per eliminare disturbi dalle trasmissioni, si accorse che vi era un particolare rumore di fondo che si intensifica in determinati momenti della giornata. Nello stesso anno, Jansky, un ingegnere della compagnia americana Bell, anche lui al lavoro per cercare di migliorare le comunicazioni transoceaniche, arrivo’ alla stessa conclusione del radiotecnico. L’ingegnere pero’ calcolo’ il momento preciso in cui questi disturbi aumentavano, trovando che il periodo che intercorreva tra i massimi corrispondeva esattamente alla durata del giorno sidereo, 23 ore e 56 minuti. Solo anni piu’ tardi, riprendendo in mano questi dati, ci si accorse che la fonte di questo disturbo era il centro della nostra galassia. I segnali radio captati erano massimi quando il ricevitore passava davanti al centro della galassia, emettitore molto importante di segnali radio.

Oggi, mediante i nostri radiotelescopi, riusciamo ad identificare moltissime sorgenti radio presenti nell’universo e, proprio studiando questi spettri, riusciamo a capire quali tipologie di sorgenti si osservano e da quale punto dell’universo e’ stato inviato il segnale. A titolo di esempio, vi mostro uno spettro corrispondente ai segnali radio captati nell’arco del giorno con un semplice radiotelescopio:

Spettro giornaliero di un radiotelescopio con antenna da 3.3 metri. Fonte: Univ. di Pisa

Come vedete, sono chiaramente distinguibili i momenti di alba e tramonto, il passaggio davanti al centro galattico e quello corrispondente al braccio di Perseo. Come potete facilmente capire, si tratta di misure, chiamiamole, indirette in cui i nostri occhi sono proprio le antenne dei telescopi.

Concludendo, ci sono diversi metodi per pulire, migliorare o amplificare le immagini raccolte dai telescopi sia a terra che in orbita. Quello che facciamo e’ amplificare la nostra vista o utilizzando sistemi molto potenti, oppure ampliando lo spettro delle radiazioni che altrimenti non sarebbero visibili. I telescopi divengono dunque degli occhi sull’universo molto piu’ potenti e precisi dei nostri. Metodi diversi, ottico, UV, IR, radio, ecc, possono aiutare a capire dettagli o strutture che altrimenti sarebbero invisibili in condizioni normali. Detto questo, capite quanto lavoro c’e’ dietro una bella immagine che trovate su internet e soprattutto perche’ la foto ha una specifica colorazione o particolari sfumature.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

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26 Risposte to “E quindi uscimmo a riveder le stelle”

  1. Sidus settembre 10, 2013 a 11:38 pm #

    Questo vale anche per i normali telescopi? (quelli non professionali) 🙂

    • psicosi2012 settembre 10, 2013 a 11:42 pm #

      Certamente, si possono comprare dei filtri per selezionare solo una parte dello spettro, così come mostrato per Hubble.

      Sulla rete di trovano poi un sacco di programmi, anche gratuiti, per l’elaborazione delle immagini astronomiche. Al contrario di quanto si potrebbe pensare, sono software molto evoluti che fanno elaborazioni vettoriali sulle immagini. Giocando con gli effetti, si possono evidenziare particolari invisibili normalmente all’occhio.

      Ottimo commento caro Sidus,
      Grazie mille,
      Matteo

  2. Renato settembre 11, 2013 a 4:50 am #

    Caro Matteo,
    Grazie per l’ottima spiegazione.
    Ciao.
    Renato.

    • psicosi2012 settembre 11, 2013 a 6:32 am #

      Grazie a te per il suggerimento!

      Buona giornata,
      Matteo

  3. Giada settembre 12, 2013 a 9:34 pm #

    Matteo nn scrivo sul forum xkè ho cambiato cell e nn mi fa entrare nel forum! Cmq cercando in rete ho trovato questo articolo “NASA: il nostro sole fa parte di un sistema binario e la sua compagna si chiama nemesis ” ! È vertono Matteo? Cosa ne pensi?

    • nemesi x settembre 12, 2013 a 10:30 pm #

      Ve lo detto io lo so e questione di tempo
      Il canada e a rischio a roma si sono visti i
      Primi gayser piccoli e il fenomeno detto
      Inizio di problemi la crisi non credete che e
      Una falsa ………… e nibiru detto e chiamato
      In vari modi tiche nemesi planet x ma una
      Cosa e certa si chiama ison leggete il nome
      Al incontrario sion detto dai sumeri e dagli
      Asini e anunaki stella della fine dei tempi
      Io vi dico un informazione la nasa lo sa e con il tempo la verita verra fuori.

      • Renato settembre 12, 2013 a 11:29 pm #

        Cara Giada,
        Non so più che dire. Sono sempre le stesse domande con le stesse risposte. Forse qualcuno vorrà dire qualcosa su quest’ultima (vecchia) farneticazione.
        Per quanto mi riguarda, le risposte sono già state pubblicate.
        Ciao.
        Renato.

    • nemesi x settembre 12, 2013 a 11:54 pm #

      Ormai ne sono sempre più convinti gli scienziati della NASA, che non escludono l’esistenza della “Morte Nera” che non sarebbe il pianeta artificiale del film Star Wars, ma si ratta di una stella, una nana bruna.

      Gli esperti ritengono che il Sole sia parte di un sistema binario stellare, e questa stella, presumibilmente, è legata alle periodiche estinzioni di massa delle specie terrestri. Gli stessi scienziati sono convinti sempre di più che i bombardamenti meteoritici, la comparsa di comete e nuovi asteroidi, che vagano nello spazio all’interno del nostro sistema solare, siano spinti dalla forza gravitazionale di Nemesis o Death Star.

      • nemesi x settembre 13, 2013 a 12:11 am #

        Chiedete e vi rispondo ok):;()();;;)

      • psicosi2012 settembre 13, 2013 a 6:07 am #

        Sempre le stesse cose 😦

        Giada, ti abbiamo risposto in tutti i modi ed in tutte le combinazioni possibili. Se non ti convinci da sola, torneremo sempre sugli stessi argomenti cambiando solo il nome di nibiru.

        Nemesi continua a parlare per frasi fatte citando solo il titolo degli articoli di un noto sito catastrofista. Vi risparmio il nome perché mi rifiuto di fargli pubblicità. Dico solo che è uno dei peggiori, il suo curatore, se non sbaglio un tecnico radiologo, passa il suo tempo a scrivere cavolate su internet e a organizzare seminari su alieni e scie chimiche, ovviamente a pagamento. Per carità, ogni lavoro è dignitoso, ma è sempre bene conoscere il curriculum di chi ci parla di qualcosa. Bravo nemesi, continua a frequentare quel sito e a far guadagnare soldi a queste persone. Ti faccio anche notare che su quel sito i commenti sono disattivati.

        Fate vobis,
        Matteo

  4. Giada settembre 13, 2013 a 6:36 am #

    Nemesi voglio farti una domanda…. Come mai sei convinto dell esistenza del pianeta x?

    • nemesi x settembre 13, 2013 a 4:51 pm #

      sono convinto perchè nel nostro mondo succedono strani fatti esempio meteoriti che si vedono in tutto il mondoIl meteorite caduti in Russia è la risposta alla vicina mento di Nibiru

  5. giada settembre 13, 2013 a 5:48 pm #

    Nemesi ma tu sai di preciso cosa e quando succedera’?

    • nemesi x settembre 14, 2013 a 10:33 am #

      Si lo so e lo conferma anche la nasa

      • giada settembre 14, 2013 a 11:04 am #

        E quando sara’? Cosa succedera’?

      • nemesi x settembre 14, 2013 a 9:06 pm #

        Linversione dei poli e il rumore che sentiamo. E presto ci sara un tzunami

      • nemesi x settembre 14, 2013 a 9:09 pm #

        Ci saranno tanti terremoti di scala ricter un mega ertquake

  6. giada settembre 14, 2013 a 10:16 pm #

    E quando succedera’ tutto questo? Quindi moriremo tutti?

    • nemesi x settembre 14, 2013 a 10:42 pm #

      Succedera entro il 2014.

      • psicosi2012 settembre 14, 2013 a 11:14 pm #

        Prima era 2012, poi scusate era tutta una finta per distrarvi. La fine sarà nel 2013. Ora, già metti le mani avanti e dici entro il 2014.

        Giada, ma ancora ci credi?

        Matteo

  7. giada settembre 15, 2013 a 9:16 am #

    Matteo aiutooo..e’ vero cio che dice nemesi? Ci sara’ l inversione dei poli e una catastrofe globale entro il 2014?

    • psicosi2012 settembre 15, 2013 a 9:53 am #

      Se lo dice Nemesi, forte di tutte le dimostrazioni scientifiche che ha portato, non può che essere così!

      🙂

      Matteo

  8. giada settembre 15, 2013 a 10:31 am #

    Matteo nibiru nn esiste giusto? E questo l ho capito..ma questo pianeta nemesis da dove spunta? Esiste veramente?

    • nemesi x settembre 15, 2013 a 3:32 pm #

      Non ai capito nibiru gli anno dato vari nomi
      Gli scenziati ma e una nana bruna e sara essa a portare lestinzione di massa solo
      Quelli piu ricchi si salveranno. Ma i ricchi non sanno niente perche se la nana bruna si avvicinera troppo da avere una collisione non si salveranno gli alieni si vedono in massa perche vogliono aiutarci e vogliono
      Farci capire con i crop cicle che qualcosa di granda si sta avvicinando.

    • nemesi x settembre 15, 2013 a 3:34 pm #

      Non ai capito nibiru gli anno dato vari nomi
      Gli scenziati ma e una nana bruna e sara essa a portare lestinzione di massa solo
      Quelli piu ricchi si salveranno. Ma i ricchi non sanno niente perche se la nana bruna si avvicinera troppo da avere una collisione non si salveranno gli alieni si vedono in massa perche vogliono aiutarci e vogliono
      Farci capire con i crop cicle che qualcosa di granda si sta avvicinando e ci saranno cambiamenti climatici e linversione per lavvicinamento dunque lera glaciale

      • psicosi2012 settembre 15, 2013 a 7:09 pm #

        Quanta scienza e soprattutto quante citazioni degne di nota.

        Nemesi se hai qualcosa su cui discutere bene, altrimenti sono solo chiacchiere scopiazzate qua e la e, permettimi, neanche le hai capite bene.

        Matteo

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