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Cosa posso vedere con il mio telescopio?

10 Feb

Diverse volte sono stato contattato da persone che vorrebbero affacciarsi al mondo dell’astronomia. Molti hanno una passione del genere e un desiderio innato di poter osservare il cielo ingrandendo via via dettagli sempre piu’ piccoli. Inutile dire quanti di noi restano a bocca aperta guardando una foto spaziale scattata in giro per il cosmo e desiderano a loro volta osservare con i loro occhi la bellezza della natura.

Ora pero’, queste passioni spesso si scontrano un po’ con il problema economico ma, soprattutto, con la grande confusione che la scelta di un telescopio “domestico” puo’ portare. Siete mai entrati in un negozio dove si vendono telescopi? Avete visto quante tipologie di strumenti ci sono? Molto spesso, le persone restano spaventate da una tale scelta e non sanno cosa prendere.

Per superare questo blocco, dovete prima di tutto capire “cosa volete guardare”!

Ovviamente, si potrebbe fare il pensiero facile e dire quello che costa di piu’ e’ il piu’ “potente” o quello piu’ grande e’ sicuramente migliore. Purtroppo, non sempre e’ cosi’.

Visto che molte persone mi hanno contattato per chiedermi cosa distingue un telescopio da un altro, ho deciso di scrivere un breve articolo per spiegare non le diverse tipologie di telescopio, bensi’ la cosiddetta “risoluzione angolare” di questi strumenti.

Immaginiamo di avere un telescopio con lenti circolari. Quello che vogliamo capire e’ “qual e’ la minima distanza che posso osservare?”. Per rispondere dobbiamo introdurre la cosiddetta “risoluzione angolare”, cioe’ la minima distanza angolare tra due oggetti che possono essere distinti con il vostro telescopio:

R=1,22 L/D

Quando siete di fronte a sistemi ottici, quella che comanda e’ la diffrazione che, senza entrare in troppi tecnicismi, fa si che sotto un certo valore, due oggetti vengano confusi come uno solo perche’ assolutamnete indistinguibili tra loro. Nella formula della risoluzione angolare, compare ovviamente il diametro della lente, D, e la lunghezza d’onda, L, che dobbiamo osservare.

Detto tra noi, questa formula e’ poco manegevole per cui possiamo prima di tutto dimenticarci della dipendenza dalla lunghezza d’onda e prendere un valore medio per lo spettro visibile che, in fondo, e’ quello che vogliamo osservare. Inoltre, la risoluzione angolare che abbiamo introdotto e’ misurata in radianti, unita’ abbastanza scomoda in questo contesto. Per semplicita’, possiamo utilizzare una misura in arcosecondi dove 3600 arcsec equivalgono ad un grado. Facendo queste considerazioni, possiamo riscrivere la formula come:

R = 11.6 / D

Supponiamo dunque di acquistare un bel telescopio con lente da 30 cm, la nostra risoluzione angolare sara’:

R = 11.6/30 = 0,39 arcsec

Se ora con questo oggetto volessi guardare la luna, quale sarebbe la minima distanza che riuscirei a distinguere?

Per rispondere a questa domanda, e’ necessario introdurre un’ulteriore formula. Come potete immaginare, in questo caso dobbiamo convertire, in base alla distanza, l’apertura angolare con una distanza in metri. Tralasciando dipendenze di questa formula da parametri di poco interesse per il nostro caso, possiamo scrivere la distanza distinguibile come:

Dm = (R/206265) x Dl

Dove Dm e’ ovviamente la distanza minima osservabile e Dl e’, nel nostro caso, la distanza Terra-Luna. Supponendo una distanza media di 400000 Km, da portare in metri per inserirla nella formula, abbiamo, riprendendo la risoluzione del telescopio da 30 cm dell’esempio:

Dm = (0.39/206265) x 400000000 = 750 metri

Cioe’ la minima distanza che possiamo percepire e’ di 750 metri. Detto in altre parole, riuscite a distinguere dettagli separati tra loro da una distanza di almeno 750 metri. Anche se questo numero puo’ sembrare enorme vi permette di poter osservare dettagli impressonanti della Luna. Vi ricordo che un telescopio da 30 cm, e’ un bellissimo strumento che necessita di attenzioni particolari. Non abbiamo preso uno strumento completamente amatoriale o entry level per questo calcolo esemplificativo.

Altro aspetto interessante che spesso viene citato dai complottisti: se siamo veramente stati sulla Luna, perche’, ad esempio, il telescopio Hubble non e’ in grado di osservare il punto di atterraggio con tutta le cose lasciate dall’equipaggio? La domanda e’ di principio ben posta, pensate che addirittura il modulo di discesa e’ rimasto sul punto perche’ impossibile da riportare indietro.

Cerchiamo di analizzare, sulla base dei calcoli gia’ fatti, se fosse possibile osservare questo modulo sfruttando la lente di Hubble. In questo caso, abbiamo una lente di 2.4 metri che vuole osservare la superficie lunare. Quale sarebbe la minima distanza che potrebbe essere osservata?

Ripetendo il calcolo trovate una minima distanza di circa 100 metri. Considerando che il modulo di discesa ha un diametro intorno ai 10 metri, capite bene come sia impossibile distinguere dall’orbita di Hubble questo reperto storico sulla superifcie della Luna. Spero che questo ragionamento, a prescindere dalle altre dimostrazioni di cui abbiamo gia’ parlato, sia sufficiente a capire, per chi ancora oggi crede che non siamo stati sulla Luna, come sia impossibile osservare dalla Terra il punto di atterraggio.

Concludendo, per comprendere il potere risolutivo di uno strumento ottico, e questo ragionamento vale sia per un telescopio che per un microscopio, e’ sufficiente conoscere un po’ di ottica e calcolare agevolmente la minima distanza osservabile Come visto, la grandezza della lente e’ uno dei parametri piu’ importanti da considerare. Tenete a mente questi risultati qualora decideste di acquistare un telescopio per dilettarvi in osservazioni spaziali. Ovviamente, come detto, prima di decidere la tipologia di telescopio, pensate sempre prima a cosa volete andare ad osservare e, dunque, a che distanza vi state approcciando.

 

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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Buongiorno Rosetta!

26 Gen

Solo pochi giorni fa, e’ stata data una notizia che, purtroppo, e’ passata un po’ in sordina sui siti di informazione: dopo ben 31 mesi, la sonda Rosetta si e’ risvegliata dal suo periodo di ibernazione ed e’ pronta ad effetturare una missione che non puo’ che richiamare alla mente scenari fantascientifici.

Di cosa si tratta?

La missione della sonda Rosetta e’ estremamente interessante dal punto di vista scientifico. Il suo compito e’ quello di avvicinarsi alla cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko e, per la prima volta, far scendere un modulo di atterraggio pensato per esplorare la cometa.

Il nome Rosetta viene proprio dalla stele di Rosetta. Cosi’ come il manufatto, gli studiosi del settore pensano di poter scoprire importanti segreti del nostro universo analizzando da vicino la cometa. Come abbiamo visto in questo articolo:

Cos’e’ una cometa

le comete sono dei veri e propri fossili del nostro universo, dal cui studio e’ possibile raccogliere informazioni fondamentali sull’origine della Via Lattea e dell’universo stesso.

Non a caso, il lander destinato a scendere sulla cometa si chiama Philae e prende spunto dal nome di un’isola dove e’ stato ritrovato un importante manufatto che ha consentito di decifrare la Stele di Rosetta.

Torniamo alla missione. Perche’ la sonda e’ stata ibernata?

Rosetta e’ stata lanciata nel 2004. Il percorso ha previsto ben quattro fionde gravitazionali,  3 intorno alla Terra ed una intorno a Marte, per consentire alla sonda di acquistare suffciente velocita’ per il suo viaggio. Terminata questa prima fase, la sonda e’ stata messa in stato di ibernazione per risparmiare importanti risorse inutili per il viaggio.

In questi giorni, dopo ben 31 mesi, Rosetta e’ stata risvegliata in automatico dal suo computer di bordo. Come potete facilmente immaginare, il risveglio e’ stato un procedimento molto lungo ed estremamente delicato. Per prima cosa, e’ stato un successo ricevere da Terra il primo segnale da Rosetta che indicava il corretto funzionamento della strumentazione.

Ora, la sonda ha ripreso il suo viaggio verso la 67P/Churyumov-Gerasimenko. Per darvi qualche informazione aggiuntiva, si tratta di una cometa periodica del nostro Sistema Solare con un periodo di 6.45 anni terrestri. Una volta raggiunta la cometa, dalla sonda si stacchera’ il modulo Philae destinato a posarsi sulla superficie del piccolo corpo. Parliamo infatti di una dimensione di 2×4 kilometri quadrati.

Ricostruzione 3D del nucleo della cometa

Ricostruzione 3D del nucleo della cometa

Anche se durante la preparazione della missione, e’ stato utilizzato il telescopio Hubble per ricostruire un’immagine 3D della cometa, come potete facilmente immaginare, non e’ possibile pianificare alla perfezione il momento dell’atterraggio. Questa delicatissima operazione sara’ infatti eseguita in diretta per correggere eventuali variazioni di piano e consentire al lander di atterrare.

Una volta in posizione, Philae utilizzera’ i suoi strumenti per fare un’analisi assolutamente esclusiva di un corpo di questo tipo. Il lander e’ dotato anche di un trapano in grado di scavare a profondita’ fino a 20 cm. I frammenti raccolti saranno anche scaldati in piccoli fornetti fino a 1200 gradi per permettere un’analisi chimico-fisica dei materiali.

Come potete facilmente capire, si tratta di un’operazione estremamente complessa ma che potrebbe consentire di raccogliere informazioni importantissime per la comprensione del nostro universo. Una missione di questo tipo, come anticipato all’inizio, non puo’ che richiamare gli scenari di alcuni film di fantascienza degli anni ’90. Sicuramente, l’operazione presenta alcuni punti oscuri ma grandi speranze sono affidate a questa missione pensata e sviluppata dall’ESA con un contributo italiano davvero notevole. L’arrivo intorno alla cometa e’ atteso per la seconda meta’ del 2014. Non resta ancora molto da aspettare. Daremo ulteriori aggiornamenti su questa missione, seguendo passo dopo passo ogni evoluzione di Rosetta.

 

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Siamo fuori dal sistema solare … o forse no?

26 Mar

Oggi come oggi, siamo abituati a vedere immagini provenienti dalle nostre sonde e dai nostri telescopi che riguardano corpi e porzioni di cielo sempre piu’ lontane. Grazie a questa tecnologia siamo abituati, sbagliando, a pensare di conoscere ormai tutto cio’ che ci circonda e ad avver ormai avviato un programma di conquista spaziale ben oltre i limiti che solo fino a pochi anni fa potevamo immaginare.

Ora proviamo a farci una domanda: qual’e’ la distanza massima a cui abbiamo mandato un oggetto prodotto da noi? Abituati a ragionare come visto sopra, magari qualcuno potrebbe pensare che le nostre sonde viaggiano tranquillamente verso l’universo profondo inviando immagini. In relta’ non e’ cosi’.

Perche’ dico questo?

Qualche giorno fa, c’e’ stato un comunicato dell’American Geophysical Union che dava l’annuncio che la sonda Voyager 1 era finalmente uscita dal nostro Sistema Solare. Si tratterebbe in realta’ del primo oggetto terrestre che ha attraversato il confine del Sistema Solare.

Peccato che questo annuncio ha richiesto la smentita ufficiale della NASA.

La sonda Voyager 1

La sonda Voyager 1

L’equivoco e’ nato da un interpretazione sbagliata di questo articolo pubblicato dalla NASA:

NASA Intensity change

in cui si parla di variazione dei parametri osservati dalla sonda e dunque , secondo alcune interpretazioni, dell’attraversamento del limite ultimo del Sistema Solare.

Ecco la smentita della NASA, sotto forma di aggiornamento della posizione della Voyager:

NASA Voyager update

Ad oggi, la sonda si trova a circa 18 miliardi di kilometri dal Sole, ben oltre l’orbita dei pianeti del Sistema Solare, ma ancora all’interno di quest’ultimo.

Perche’ e’ nato questo sbaglio?

In realta’, tutto dipende da cosa intendiamo per confine del Sistema Solare. Ovviamente, non possiamo certo pensare che ci sia una linea di demarcazione netta o un cartello con la scritta “Sistema Solare” sbarrata.

Qual’e’ dunque il confine del Sistema Solare? Cosa c’e’ oltre i pianeti piu’ esterni?

Come possiamo immaginare, anche la definizione di questo parametro dipende ovviamente dal Sole e dalla sua influenza nello spazio che lo circonda. In un precedente articolo, abbiamo parlato di una zona molto lontana dal Sole, la nube di Oort, al bordo del del Sistema Solare e definita come il punto di origine di molte comete:

Cos’e’ una cometa

Bene, per poter definire il confine del Sistema Solare e’ necessario considerare due parametri fondamentali: il vento solare e la gravitazione, cioe’ la forza di attrazione esercitata dal Sole. Il limite esterno tracciato dal vento solare, arriva a circa 4 volte la distanza di Plutone dalla nostra Stella. Se invece ragioniamo sulla forza gravitazionale, matematicamente questa forza avrebbe un raggio d’azione infinito, ma si definisce una “sfera di Hill” come lo spazio in cui l’interazione puo’ essere considerata non nulla. Nel caso del Sole, la sfera di Hill avrebbe un raggio circa 1000 volte maggiore della distanza Sole-Plutone.

Come vedete, la definizione di confine del Sistema Solare non e’ affatto univoca ne tantomeno ben determinata. Nonostante questo, si e’ soliti definire il passaggio tra il Sistema Solare e lo spazio interstellare come il punto in cui l’influenza magnetica del Sole non viene piu’ esercitata.

Secondo questa definizione operativa, la Voyager 1 non avrebbe ancora superato il confine del Sistema Solare. Come potete leggere nel comunicato stampa della NASA, la sonda si trova in una regione, definita “magnetic highway”, in cui le particelle cariche subiscono una brusca variazione del moto a causa della variazione dell’intensita’ del campo magnetico. Se c’e’ ancora un campo magnetico, siamo ancora nel sistema solare.

A conferma di questo, sempre nel comunicato NASA si legge: una variazione dell’orientazione del campo magnetico e’ l’ultimo indicatore che segna il passaggio nello spazio interstellare. Dunque, la Voyager 1 e’ ancora nel nostro sistema solare.

Se vogliamo, questa e’ una discussione di forma o di definizione di parametri. E’ comunque molto interessante ragionare su quello che dovrebbe essere il confine del nostro Sistema Solare.

Nonostane le definizioni, due parole vanno spese sulle sonde Voyager che sono state lanciate nel 1977 con lo scopo di misurare importanti parametri di Giove e Saturno. Dopo 36 anni di navigazione nello spazio, queste eccezionali sonde ci hanno permesso di studiare molti aspetti del sistema solare e di aumentare senza dubbio le nostre conoscenze dello spazio. Di questa eccezionale missione abbiamo parlato anche in questi altri post:

Storia astronomica di Nibiru

Il vaticano a caccia di Nibiru

Proprio il fatto che queste sonde abbiano attraversato l’orbita dei pianeti esterni ha portato molti a metterle in relazione con la scoperta di Nibiru. Come sappiamo bene, di questo corpo non c’e’ assolutamente traccia. Per chi lo avesse perso, nell’articolo riportato in precedenza sulla storia del pianeta, potete leggere come quella del Decimo Pianeta fu veramente un’ipotesi scientifica del passato, ma che oggi abbiamo potuto mettere da parte grazie all’aumentata conoscenza proprio del Sistema Solare.

 

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