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Astroemagazine n12 pag.36-76
 

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    Astroemagazine n12 pag.36-76 Astroemagazine n12 pag.36-76 Document Transcript

    • Astroemagazine______________________________________________________________________36 ASTRO-CHAT ASTRO-SERATE poter osservare bolidi che prima di scomparire si dividono in 2 o più frammenti che prendono strade diverse. Detto questo si è parlato di un particolare fenomeno cheIN CHAT TRA ogni tanto accompagna i bolidi più grossi, uno stano rumore. La cosa è stata registrata da vari astrofili i quali hanno affermato di aver sentito un rumore in contemporanea allaA STROFIL I luce del bolide; il problema è capire da cosa sia causato il rumore. La soluzione che potrebbe venire più spontanea sarebbe quella di dire che il rumore è causato dallonda durto chea cura di Saverio Cammarata “Iss” su IRC causa loggetto cadendo nellatmosfera, cosa che però non può spiegare il fatto che il rumore viene percepito inSerata del 9/11/2000 contemporanea al fenomeno luminoso, infatti il suono viaggia molto più lentamente della luce, allora qual è laMeteore, meteoriti e bolidi causa?L a serata è iniziata con soli 10 minuti di ritardo e già allinizio della serata il numero dei partecipanti eranotevole. Una probabile spiegazione è stata fornita da alcuni scienziati che hanno ipotizzato che il bolide possa causare dei forti campi elettromagnetici causati dal plasmaSi è iniziato parlando della differenza che vi è tra una meteorico che, viaggiando a velocità paragonabili a quellemeteora ed un meteorite e cioè che la meteora è un della luce, farebbe emettere una vibrazione a tutti gli oggettifenomeno che interessa solo la nostra atmosfera, infatti, che circondano losservatore (piante, oggetti di metallo,tutto il materiale del corpo che la produce si disintegra tutto ecc.) tanto intensa da essere percepita come il rumore delnellatmosfera mentre nei casi in cui si parla di meteorite bolide.parte della massa del corpo iniziale giunge fino a terra. Dopo questo straordinario dibattito la serata è stataDei meteoriti si è detto poco, lunica cosa degna di nota di conclusa.questo fenomeno, infatti, è solo il caratteristico cratere daimpatto che lasciano arrivati a terra, famoso quello deldeserto dellArizona.Detto questo si è iniziato a parlare di meteore che hanno una Serata del 16/11/2000fenomenologia molto simile a quella dei meteoriti e sono Astrofotografia (4ª parte)causati generalmente da corpi di dimensioni variabili, ancheun corpo di un millimetro di diametro da vita ad unameteora! L a serata è iniziata quasi puntualmente e come per tutte le precedenti serate sullastrofotografia sul canale la gente non mancava anche se non era moltissima.Le meteore sono osservabili tutto lanno e in tutti i giorni, Dopo una breve introduzione fatta per ricordare a tutti diinfatti ogni giorno circa 5000 tonnellate di materiale e cosa si è parlato nelle precedenti puntate di astrofotografiapolvere spaziale cade sulla terra; immaginate i desideri lattenzione si è mossa sullargomento di questa serata evedendole tutte. cioè, i consigli pratici del fare astrofotografia per gliPer osservarle però ci sono dei periodi particolari dellanno astrofili principianti che vogliono iniziare a fare foto delnei quali il numero di meteore che è possibile osservare cielo e nello specifico di sole e luna; si è anche parlato deiogni giorno sale vertiginosamente, sono i cosiddetti sciami pianeti come soggetto di foto ma molto superficialmentemeteorici che in periodi come Agosto(perseidi) o vista la difficoltà di esecuzione di queste foto.Novembre(leonidi) ci permettono di avere a volte delle vere Si è detto che gli oggetti più facili da fotografare quando sie proprie piogge di meteore. comincia sono il la luna e il sole; per fotografare il soleDopo questa parte più pratica riguardante le meteore si è basta applicare la fotocamera reflex senza lottica al fuocodetto che le meteore si rendono visibili ai nostri occhi diretto del telescopioperchè durante la loro caduta allinterno dellatmosfera che mettere un filtro a tutta apertura davanti lobiettivo e si èpuò raggiungere velocità comprese tra i 10 e i 40 Km/h si pronti a scattare le prime foto. Per quanto riguarda i tempiriscaldano fino al punto di emettere luce. di posa, punto dolente della fotografia, si è detto che per laLa luminosità di questi corpi è direttamente proporzionale buona riuscita delle foto bisogna rispettare alcunealla loro velocità e alle loro dimensioni. condizioni :Finita la discussione tra le meteore, ostacolata dai vari split 1) la densità del filtro da usare deve essere tale dache ogni tanto buttavano parte dei partecipanti fuori dal consentire nella visione reflex, una immagine ben visibilecanale, si è iniziato a parlare dei bolidi, un fenomeno poco sufficientemente luminosaconosciuto ma che regala spettacoli veramente unici. consente una corretta messa a fuoco importantissima per laDei bolidi si è detto che sono causati da corpi di dimensioni riuscita di una foto; se si mette un filtro troppo denso non siiniziali superiori al centimetro è la loro principale vedono le macchie e la messa a fuoco risulta complicata.caratteristica è la luminosità ed i colori; la prima raggiunge 2) la distanza focale del telescopio dovrebbe essere intornomagnitudini di circa -4 a causa delle loro dimensioni, a due metri per avere unimmagine sul negativo di circamentre grazie alla diversità di elementi presenti al loro 19mm, il rapporto focale ideale dovrebbe essere intorno ainterno spesso i bolidi prima di scomparire cambiano il f/16; con questo rapporto focale usando una pellicola da 100colore della loro emissione più di una volta. Questo tipo di ISO il tempo di posa è di circa 1000/sec.fenomeno non è molto frequente e a volte capita anche di
    • Astroemagazine______________________________________________________________________37Con questo tempo di posa il moto orario non servenaturalmente anche se il tempo di posa cambia se si deve OSSERVAZIONI LEONIDIriprendere il sole basso oppure se quel giorno il cielo èleggermente velato, tutto questo naturalmente però fadiminuire di molto la qualità e la definizione dei dettagli diuna foto.Si è anche ricordato di fare molta attenzione ad usare solo 2000filtri in mylar o astrosolar nonché quelli in vetro solo se laloro qualità è certificata e sono stati collaudati, ricordoinfatti che filtri occasionali o poco ortodossi possonocausare seri e permanenti danni alla vista.Dopo il sole in ordine di difficoltà di tecnica fotografica vi èla fotografia della luna di cui si è detto che visto il diametroangolare della luna, simile a quello solare, le caratteristichedel telescopio possono essere le stesse ma i tempi di posaperò variano in funzione della fase lunare e che la pellicola di Luca Izzo, Luca DAvino,da usare deve essere più sensibile Tony Catapano e Piter Cardonerispetto a quella usata per il sole(200 ISO andrà benissimo). CPer avere unesposizione corretta quando la luna è una falce ome sanno queli che "masticano" un posottile dastronomia, Novembre è il mese in cui uno trai tempi di posa vanno intorno a 1/8 - 1/15 di secondo, gli sciami più imprevedibili e produttivi, quellomezzo quarto delle Leonidi, dà appuntamento alla Terra. E anche,intorno a 1/125 - 1/250 secondo; questi sono i tempi quindi, il mese in cui uno tra gli animali più affascinanti eprincipali che bisogna conoscere, poi tutto è riposto nella "particolari" da studiare, lAstrophilus nocturnus, escemaestria e nellesperienza del fotografo che deve tener conto dalla sua tana e sciama verso luoghi particolarmente bui edi molti fattori tra cui quello atmosferico; per questo tipo di solitari per "nutrirsi" del nettare della conoscenza. Ancheesposizione tranne che per quando si deve riprendere una questanno, con linteresse delletologo, mi sono unito adfalce sottilissima il moto orario non è necessario. uno di questi gruppi, allo scopo di studiarlo e "assaggiare"Appena finito di parlare della luna si è passato alla questo cibo, di cui gli astrofili dicono meraviglie.fotografia delle eclissi solari che anche se non è molto Siamo partiti in quattro, Luca Izzo, Luca DAvino, Tonycomplessa richiede qualche accorgimento. Catapano e chi scrive, alla ricerca dei "luoghi daDurante la fase parziale delle eclissi di sole e di luna di usa astrofilo", carichi di aspettative, di speranze e... dila stessa tecnica usata per le foto normali; durante la totalità strumenti, in barba ad un cielo allinizio quasi sereno, madelle eclissi di luna il tempo di esposizione cambia e si che andava facendosi sempre più cupo e minaccioso...allunga ma la luminosità della luna non è sempre la stessa Arrivati al luogo scelto per le osservazioni (unoasi delper ogni totalità, infatti, a causa dellattività solare e di altri WWF sita nel comune di Sorrento e denominata "Lefattori può apparire più o meno luminosa e colorata, allora Tore" - 40°36.95 N - 14°23.46 E - altezza s.l.m circa 520conviene scattare qualche fotogramma in più per non m), ci siamo però trovati a competere per quellhabitatsbagliare il tempo di posa senza dimenticare che a causa del con altri animali notturni, appartenenti alla specie Homotempo di esposizione che può superare il secondo occorre coppiettarum appartatus, con i quali è meglio non avere ausare il moto orario. che fare, perché lesemplare maschio può divenire moltoDurante la totalità delle eclissi di sole la distanza focale del aggressivo...telescopio deve essere intorno a 1000mm per avere un Finiamola ora di scherzare e passiamo al rigore scientificodisco sul negativo di circa 9 mm e contenere anche la che la mattina del 18 novembre 2000 merita. Trovato uncorona solare che si estende per diversi primi, la ripresa luogo delloasi abbastanza scuro e solitario, assicuratici didella totalità è un pò difficile e per fare una sequenza avere la maggior parte di orizzonte libero possibile,ottimale bisogna tener conto di diversi fattori: intanto deve abbiamo analizzato il sito dal punto di vistaessere tolto il filtro solare, cosa che sembra ovvia ma che meteorologico, anche tenendoci in contatto con altrispesso rovina molte foto; occorre sistemare il moto orario astrofili che avevano scelto, invece, lentroterra campanoperchè il sole deve rimanere ben centrato per il tempo della (zona di Avellino) e previo parere di un mio cugino,ripresa; abitante in Sardegna (nel Nuorese) che, nel pomeriggio,bisogna conoscere il tempo della durata della totalità per mi aveva parlato di ampi squarci di sereno in quella zonadiluire 33 fotogrammi(in pratica un rullino intero) (era legittimo sperare che, circa 6-10 ore dopo, quegliequamente in quel tempo in modo da riprendere sia linizio squarci ci avrebbero raggiunto...). Dieci minuti dopodella totalità sia la fine. Il tempo di posa per riuscire a essere giunti sul posto, però, alla faccia dellottimismo evedere bene la corona si aggira al secondo. dei cugini, un bello scroscio di pioggia ci ha costretti inDetto questo si è solo accennato che per fotografare i pianeti macchina per circa un quarto dora, dopo il quale si aprivapiù luminosi cè bisogno di un ottimo moto orario, ai nostri occhi un cielo pulito e soprattutto sgombro dalunghezze focali più lunghe e tempi variabili tra 1 e 5 nubi per ampi tratti. Montati i treppiede con le macchinesecondi con pellicole tra i 100 e i 200 ISO. fotografiche (quella di DAvino era una Reflex CanonDopo questo la serata è stata conclusa. FTb con 24mm f/2,8 chiuso a f/4 e una pellicola Kodak 1000 GPZ, quella di Catapano era dotata di un fish-eye e Saverio Cammarata la mia di un 50 mm f/2 con una pellicola Kodak TMAX Su IRC "Iss"
    • 38___________________________________________________________________ Dic-Gen_2000-01400 B/N), abbiamo deciso di puntare la zona tra Orione noi, e così è stato fino al fantomatico picco, del qualee Toro, sia per la presenza dei parleremo tra un po. Volevamo porre laccento sul numeropianeti Giove e Saturno, sia (soprattutto) perché gli sprazzi elevato di bolidi luminosi e sul fatto che, molto spesso, ci èdi sereno erano più consistenti e duraturi da quella parte... capitato di osservare le particelle di polvere cadere a coppie:Le nostre osservazioni sono cominciate verso le 2.15 e esempio è il fotogramma qui sotto (Speriamo che èsubito abbiamo notato numerose scie lunghe (lontane dal venuto!), relativo alle 2.25 circa, ritratto su Kodak TMaxradiante) e molti bolidi luminosi, in un crescendo che ha 400 B/N, posa di 3 minuti: le due scie sono cadute araggiunto il massimo intorno alle 2.25-2.30 (picco distanza di 2-3 secondi luna dallaltra, e questo lo so perconfermato anche da astrofili di Catania e da Roberto certo visto che non avevamo ancora finito di gridare "Alé..."Haver). Nellinterpretare questo fatto va però tenuto in conto per la prima!il fatto che la Luna copriva con la sua luce gran parte dei Intanto, al periodo del previsto massimo, Luca Izzo, che si èmeteoroidi di magnitudine inferiore. In ogni caso, in quei preoccupato della parte scientifica vera e propria, cioè dellapochi minuti di osservazione (15-20) abbiamo contato circa raccolta dei dati e della loro riduzione, ha deciso di70-80 scie. osservare la zona del radiante, molto vicina alla Luna. La scelta si è rivelata ottima, in quanto proprio in quella zona si è verificato un aumento di scie di bassa magnitudine e, naturalmente, molto corte, mentre nelle altre zone di cielo (che ci eravamo equamente divisi: 90° ciascuno) non si sono osservati fenomeni di rilievo. Nel complesso, unesperienza istruttiva, anche dal punto di vista etologico... Bella esperienza, ragazzi simpatici, preparati, ottimamente attrezzati sia dal punto di vista della strumentazione che meteorologico e, non da ultima, con notevole determinazione: non mollare, infatti, ci ha permesso di osservare un fenomeno che non ha ripetuto antichi fasti, ma che è stato comunque istruttivo ed appagante, in attesa degli eventi previsti per il 2001, e questa volta senza Luna...Fig.1 - Le previsioni di Asher e McNaught si basano sullanalisidelle scie di polvere cometaria lasciate dalla Tempel-Tuttle nel Note da altre parti del mondocorso dei suoi vari passaggi durante i secoli. Limmagine mostra Notizie provenienti dagli Stati Uniti Orientali mostranola posizione di alcune di queste "striscie di polveri" relativamente picchi di attivita con circa 100 meteore per ora, picchiallorbita terrestre per le Leonidi di questanno (fonte: confermati da osservatori Canadesi e Brasiliani.http://www.spaceweather.com) Alcuni osservatori, poi, hanno utilizzato radiotelescopi amatoriali, sconfiggendo anche il tempo avverso. MichaelLa fortuna, ancora una volta determinante, ha voluto che Boschat, da Halifax, Nuova Scozia, e Patrick Wood, daosservassimo questo picco, visto che, poco dopo, il cielo si Hinesville, Georgia, hanno riferito un tasso di circa 200è nuovamente coperto per qualche decina di minuti, passati i meteore per ora, compatibile quindi con il picco otticoquali eravamo di nuovo fuori "a riveder le stelle", in attesa osservato.del picco previsto da Asher e Mc Naught intorno alle 4.45.E stata unentusiasmante partita con le nuvole: noirincorrevamo gli sprazzi di sereno e le nuvole rincorrevanoFig.2 - Dalle osservazioni raccolte dallIMO risultano tre picchi:- 17 novembre - 08:10 UT con ZHR circa 150- 18 novembre - 03:45 UT con ZHR circa 300- 18 novembre - 07:15 UT con ZHR circa 450Asher e McNaught hanno previsto tre picchi, uno alle 07:53 UT del 17, e due alle 03:44 e 07:51 UT del 18 novembre.
    • Astroemagazine______________________________________________________________________39 ALMANACCO senterebbero anche più recenti flussi di I domi di Arago B e la pecu- lava. E probabile che lelevazione topografica di Jansen-B e dei corrugamenti di Lamont possano aver nel Mare liare struttura impedito, in queste ristrette aree, di Lamont. In lintrusione dei più recenti basalti luce radente La- LAB. Procedendo ancora più a sud si mont è costituito trova la coppia di crateri Tranquillitatis da una serie di cri- nali circolari che de- limitano asimmetrica- Ritter e Sabine ad ovest dei quali, e appena a nord del piccolo cratere Moltke è presente la mente un zona di sbarco dell Apollo 11. di Raffaello Lena e materiale I domi più cospicui in questa regione Piergiovanni Salimbeni a più alta ristretta sono denominati Arago alpha albedo. e Arago Beta e, in condizioni di buonIn questo quarto articolo vogliamopresentare ai lettori un interessantesistema di domi localizzati nelMare Tranquillitatis, presso ilcratere Arago. Questa regionecostituisce, per losservatore luna-re, unimportante approccio inmateria di geologia lunare.Osservando il M.Tranquillitatis si seeinge stretta luce radente, mos-noterà la presenza, soprattutto ai trano la presenza di craterini alla loroconfini con il M. Serenitatis, di ba- sommità. Chi scrive, ad esempio, hasalti a bassa albedo e di tonalità Procedendo osservato molto spesso questi piccolidecisamente differente dai basalti da nord a sud si craterini sommitali. Durante questidel M. Serenitatis. Questi ultimi riconosceranno al- mesi, molti astrofili del GLR Grouprisultano più rossi, come si evi- linterno del M. Tran- hanno osservato e descritto nei lorodenzia interponendo un filtro quillitatis Plinius, Ross, reports osservativi questi importantirosso. McClear, Arago e Manners rilievi.Come conseguenza del flus- circondati da basalti A nostro avviso i disegni cheso di lave anche presso i molto più scuri (ad alleghiamo ben evidenziano lemari è possibile distinguere, albedo stimabili tra caratteristiche geologiche dei domi dia causa principalmente del diver- 1,5 e 2,5 gradi del- Arago, e possono essere un utile guidaso contenuto di metalli pesanti, ba- la scala dei grigi di El- osservativa per il lettore.salti di diverso colore e albedo. ger). A nord e ad ovest di Arago Altri approfondimenti geologici sonoNella zona centrale del M. sono, altresì , visibili 4 piccoli domi opportunamente riportati inTranquillitatis si potranno osservare localizzati presso le zone ricoperte da bibliografia.(in luce radente) comunque anche suddetti basalti. Se ne deduce, quindi, Anche luso di immagini CCD o dialcuni basalti di diversa albedo , e più la presenza di due distinti flussi di lava videoriprese appare fornire datichiari . Tali basalti sono delimitati tra in cui stratigraficamente i basalti più utilissimi per lo studio dei dettagliil resto di un anello montuoso Jansen- scuri (definiti LAB) rappre- superficiali di questi domi. Fig 1 (In alto sullo sfondo)- Massimo Cicognani - 11 marzo 2000, 18:00 UT rifrattore 12 cm f/6.7 267X seeing III Antoniadi Fig 2 (la prima a sinistra) - Guido Santacana 10 aprile 2000, 1:34 UT SCT 20 cm f/10 444X interessanti dettagli sulla sommità del domo Arago alpha (a nord di Arago). Fig 3 (qui a lato) - Roberto Porta -8 giugno 2000, 19.40 UT- SCT 20 cm f/10 a 250x e filtro giallo W8, seeing II Antoniadi.
    • 40____________________________________________________________________ Dic-Gen_2000-01 Fig 4) elaborazione domo Arago alpha immagine ottenuta da F. Badalotti usando una telecamera accoppiata ad uno SCT 25 cm f/10 (3 luglio 1999 alle 23:45) immagine non telescopica e quindi con il nord in alto e il sud in basso. Fig 5) elaborazione domo Arago beta immagine ottenuta da F. Badalotti usando una telecamera accoppiata ad uno SCT 25 cm f/10 (3 luglio 1999 alle 23:45) immagine non telescopica e quindi con il nord in alto e il sud in basso.Lacquisizione con telecamere, se ben appassionati osservatori del nostro 050-055eseguita, può dare dati utili come satellite. -Reports sul GLR groupdimostrato dal nostro coordinatore Per ulteriori approfondimenti si http://digilander.iol.it/gibbidomineGLR F. Badalotti. consultino le attività del nostro gruppoCi sembra utile ribadire che in molti alla pagina webcasi, comunque, la turbolenza o le http://digilander.iol.it/gibbidomine Raffaello Lena , insieme a Piergiovanninon adeguate condizioni di Salimbeni, ha fondato il Geological Lunarilluminazione solare potrebbero Researches Group un gruppo di studio Bibliografia lunare che si avvale della parterendere invisibile i piccoli craterini -Strolling Astronomer, The three cipazione di astrofili italiani ed esteri.posti alla sommità di questi domi. domes in Rima Birt region- Pg Il campo di azione del GLR group è loQuesta breve nota testimonia come sia Salimbeni, R. Lena. G. Mengoli, E. studio dei domi lunari, caratteristicheparticolarmente impegnativo , per Douglass, G. Santacana, 2000, n. 2 geologiche e interpretazioni di presuntelastrofilo, lo studio dei domi, e la Vol 42. anomalie (TLP). Ha pubblicato articoli pernecessità di poter ottenere dati -Astronomia UAI, le caratteristiche Coelum, Nuovo Orione, Astronomia UAI e,osservativi in contemporanea ed in geologiche lunari- R. Lena, 1, 1999, recentemente,maniera indipendente da almeno due pag 17-23 collabora conosservatori. lALPO con la -Astronomia UAI, studio fotometrico quale ha in corsoPer tale motivo è essenziale un colorimetrico di formazioni lunari, R. di pubblicazionecoordinamento delle osservazioni e Lena-5, 1998, pag 15-20 una serie diluso di appositi network di allerta per - I domi lunari (R. Lena e PG. articoli. Chiunqueevitare che informazioni Salimbeni), Nuovo Orione,Numero può parteciparepotenzialmente interessanti vadano 093 di FEB 2000- Pagine040-043 alle attività GLR.disperse. Tale network telefonico è ad - Osservare le rimae lunari (R. Lena e Sito web GLResempio attivo nel nostro gruppo, e PG. Salimbeni), Nuovo Orione, http://digilander.iaperto ovviamente a tutti gli Numero 100 di SETT 2000- Pagine ol.it/gibbidomine
    • Astroemagazine______________________________________________________________________41 TECNICAAppunti di...OtticaAesratzirnosneocamicaAb r o e f ri , Fig.1C o m a , S t a r Te s t Terza Parte di Riccardo Renzi rikimag@tin.itErrata Corrige: Ripubblichiamo l’articolo di Riccardo Renziapparso sull’ultimo numero di Astroemagazine perché per dellecause tecniche è stato scambiato e ripubblicato il testo della parteprecedente alla terza utilizzando comunque le immaginiappartenenti alla terza parte. Ci scusiamo con il nostro amicononché co-redattore Riccardo sperando di non incappare più insimili errori JS e si pongono due lastre circolari di vetro piane a contatto, e tra esse si pone dellabrasivo,applicando alla lastra superiore un movimento di vai e vieni,senza un criterio ben preciso ma con movimenti il piùpossibile casuali , si osserverà che la lastra superiore tende a Fig.2diventare concava , mentre quella inferiore assumerà unaforma convessa. In ambedue le lastre, se il lavoro è stato parassiali per farlo coincidere con quello dei marginalifatto bene, la sezione meridiana risulterà perfettamente (fig.3).La forma paraboloidica è lunica, da sola , a potersferica: quindi, si deduce che la forma sferica è la più garantire la perfetta focalizzazione dei raggi luminosi insemplice da ottenere, da una lavorazione prettamente asse.manuale e non solo.Non stupisce allora il fatto che tale L aberrazione sferica tuttavia rimane presente per i raggiforma sia stata la più utilizzata , in campo ottico; tuttavia, si luminosi fuori asse, dando alle immagini stellari ai bordi delpuò dimostrare attraverso calcoli geometrico-matematici campo inquadrato un caratteristico effetto di sfuocamentoche essa, da sola, non garantisce una corretta focalizzazione laterale: è il "coma", da cometa che è la forma assunta dalledellonda incidente.Prendiamo il caso in fig.1, riferito ad immagini stellari (fig.4).uno specchio sferico volutamente esagerato nel raggio di Mentre una buona correzione dellAS in asse non dipendecurvatura.Come si vede, i raggi marginali (ovvero quelli che dal rapporto focale (pur essendo ovviamente più difficileincidono sui margini dello specchio) vanno a fuoco in un correggere alla perfezione specchi dal rapporto focale moltopunto diverso rispetto ai raggi parassiali (quelli vicini al aperto, dato che essi si discostano moltissimo dalla formacentro dello specchio),per ovvi motivi geometrici come puramente sferica, che , come se visto, risulta assaievidenziato in figura. semplice da realizzare: ovvero, un F/4 è più difficile daParadossalmente, una superfice sferica non può rendere produrre di un F/8, poichè questultimo necessita di minoresferica unonda piana! Lo stesso principio vale per una lente lavorazione ottica, in parole poverissime deve esseresingola, come evidenziato in figura 2. scavato di meno) il coma è strettamente dipendente dalVale la pena far notare, nel caso del rifrattore, che il rapporto focale; uno specchio ad F/4 soffrirà il coma fuoridiscorso vale per ogni frequenza componente londa asse molto più di uno a F/8, e questo ha delle implicazioniincidente; ovvero, il problema di focalizzazione (che dora importantissime nelluso pratico, come vedremo in seguito.innanzi chiameremo Aberrazione Sferica-AS)dato dalla Nel caso dei telescopi rifrattori, si rimedia al problemasuperficie sferica si presenta per ogni colore in diversa dellAS accoppiando raggi di curvatura differenti emisura,corrispondendo ad ogni lunghezza donda (o appositamente calcolati sui componenti dellobiettivo;e,frequenza ,o colore) una diversa lunghezza focale, dando un talvolta, anche negli strumenti astronomici a lente si ricorregrattacapo in più ai progettisti ottici. alluso di superfici asferiche ( mentre per gli obiettiviPer i telescopi a specchio, o riflettori, il sistema più fotografici di qualita questa, è praticamente la regola).semplice per contrastare lAS è quello di adottare forme Come accennato, poi , nei rifrattori la correzione dellAS siasferiche ; in generale, si tende a "scavare " lo specchio in unisce a quella del cromatismo, non potendo prescindere ilorigine sferico al centro, fino a fargli assumere una sezione progettista ottico dalla correzione dellAS alle diverseparabolica, si tende cioè ad accorciare il fuoco dei raggi
    • 42____________________________________________________________________ Dic-Gen_2000-01frequenze: la trattazione di questi aspetti ottico matematiciesula, tuttavia, dal contesto di questi "appunti".Nella pratica, come si presenta unimmagine affetta daaberrazione sferica?In primis, qualsiasi telescopio,per quanto ottimo, nepresenta una certa quantità.Infatti, una volta che si è imparato a riconoscere questaaberrazione, raramente si trova un telescopio che ne siacompletamente privo.Tuttavia, esiste un limite entro cui essa non dà fastidio: siafferma che un telescopio sia perfetto quando, sul pianofocale, il fronte donda non si discosti dalla forma ideale perpiu di 1/4 della lunghezza donda della luce a 550 nm (lafrequenza a cui locchio ha la massima sensibilità allaluce)per alcuni autori, per 1/8 secondo altri.Altro punto di vista, quello di considerare la quantità di luce Fig.3 (In alto); Fig.4 (In basso): Immagine di una stellaconcentrata nella tacca centrale del disco di Airy , e qui si fortemente aberrata dal comaarriva al nocciolo del problema.Dato che la luce e un fenomeno ondulatorio, quello che siosserva nel fuoco di unimmagine stellare è undischetto(quindi non unimmagine puntiforme) formato daun massimo centrale (la "tacca")e da uno o più anelli(fig.5).Uno strumento perfetto, corretto al 100% dallaberrazionesferica ,dovrebbe essere in grado di concentrare il 100%della luce incidente nel massimo centrale del disco di Airy(ovvero nel "falso disco" dellimmagine stellare).Nella pratica, invece,succede che una quantita piu o menoimportante del fronte donda incidente "sbordi" dalla taccacentrale del disco di Airy e vada a rinforzare gli anellidellimmagine di diffrazione.Un telescopio, che a fuoco mostri anelli brillanti ed insoprannumero, soprattutto se rifrattore, è praticamentesicuro che sia affetto da aberrazione sferica (nei riflettoriinvece, anelli brillanti e numerosi sono causati anche dallapresenza dellotturazione).Nei casi più gravi, si arriva ad osservare immagini stellaricircondate da unalone di luce diffusa , oltre che danumerosissimi anelli(fig.6): siamo in presenza di strumentipraticamente inutilizzabili in campo astronomico, dato che telescopio perfetto le due immagini sarebbero identiche,anche a bassi ingrandimenti tali ottiche non saranno in nella pratica si verifica che non è quasi mai così, soprattuttogrado di avvicinarsi neppure lontanamente alla magnitudine per grossi diametri (e non solo tra gli strumenti amatoriali,limite teorica. a quanto ci insegna lesperienza dellHubble..).Siccome unimmagine estesa come quella di unatmosfera Se lombra del secondario e piu grande da una parte delplanetaria o del suolo lunare è composta da uninfinità di fuoco, allora siamo in presenza di una certa quantita di AS.dischi di Airy, se ognuno di questi ultimi è aberrato anche Lesame delle immagini intra- ed extra-focali di una stellalimmagine risultante sarà poco nitida. ad alto ingrandimento è detto "Star Test".Può poi accadere che una parte dei raggi incidenti, sulla Tra gli strumenti che ho sottoposto a questo esame,conlente o specchio che si preferisca, vadano a fuoco in un particolare riguardo allAS, ho trovato :punto differente in seguito ad un errore di lavorazione; tale -superlativo un Pentax 75 SDHF, praticamente perfetto pererrore zonale (o aberrazione sferica zonale che dir si voglia) correzione cromatica, sferica e campo piano;è molto grave e purtroppo assai comune tra i rifrattori -stupendi due AP Starfire, dei primi anni novanta, con unacostruiti in grande serie. leggera traccia di violetto in extra-focale;Se per gli strumenti a lente, per le ragioni sovraesposte, può -ottimi ben quattro C8, tali da non riuscire a scorgerviessere comodo analizzare limmagine a fuoco per scovare la differenze notevoli;presenza dellAS, per i riflettori ci viene in aiuto lombra -ottimi due Meade 10"F/6.3, nonostante la fama nondello specchietto secondario, dalla cui analisi nelle esaltante,e pure ottimo un 12" F/10 della stessa casa(maimmagini intra- ed extra-focali si può arrivare a incredibilmente non privo di un residuo cromatico!!);quantificarne con una certa precisione lentità. -molto buono un C11,che ad unottica OK accoppiaIn breve,la dimensione dellombra del secondario nelle unintubazione un po sottodimensionata, per favorirne laimmagini intra- ed extra-focali dovrebbe essere identica a trasportabilita;pari distanza dal piano focale. -perfetto o quasi (e un acromatico, quindi un po diInquadrata una stella , con un oculare di ingrandimento cromatismo residuo e inevitabile) un Vixen 102 E;medio-alto, si trova il punto di fuoco perfetto, poi si sfuoca -decente un Vixen R200SS, tuttavia affetto da un bel po dilimmagine di una quantita identica nei due sensi: in un aberrazione sferica (da me stimata in Lambda/2);
    • Astroemagazine______________________________________________________________________43 Fig.5 (A sinistra) : Il disco di Airy Fig.6 (A destra) : L’effetto di forte aberrazione sferica sullimmagine stellare"-un disastro alcuni Maksutov-cassegrain di produzione Quindi,se si vuole utilizzare un newtoniano moltorussa; "aperto"(f/4,f/5) per fotografare, e meglio informarsi se tra-terrificante un Dobsoniano di produzione nazionale. gli accessori é presente il correttore di coma.Che in ogniVorrei porre laccento sul fatto che ,tranne pochi casi caso non fa miracoli, e bene dirlo.disgraziati, e ben difficile riuscire a giudicare con esattezza Unaltra cosa: se volete fare delle belle foto con unlentita dellaberrazione sferica; ovvero, e semplice svelarla newtoniano da 20cm.f/4-5, controllate che abbia ilin un telescopio che ne ha moltissima, difficile giudicare portaoculare da due pollici, ed un secondario con lasseinvece i telescopi tra 1/4 e 1/8 (ed oltre) se non si ha un minore come minimo di cinque-sei centimetri, pena unadiscreto allenamento. intollerabile vignettatura dellimmagine ripresa.Per chi volesse saperne di piu, consiglio la lettura Gli Schmidt-cassegrain non sono perfettamente corretti daldellottimo libro di Harold Richard Suiter, " Star Testing coma per il formato fotografico 24x36, soffrono infatti diastronomical telescopes", dove queste tematiche sono questo problema: il loro campo focale è curvo, ovveroaffrontate in modo realmente approfondito. sarebbe necessario curvare opportunamente la pellicola perSe laberrazione sferica, con il suo effetto malefico di avere immagini puntiformi fino ai bordi.sfuocatura nei casi peggiori, e comunque di Intendiamoci, leffetto e molto contenuto e con questiammorbidimento delle immagini in molti casi, rappresenta strumenti e possibile ottenere risultati di ottimo livello;un problema non da poco per chi vuole intraprendere lo consiglio a tutti di leggersi il catalogo Meade, dove sonostudio visuale o fotografico-ccd delle superfici planetarie , il presenti fotografie incredibili riprese con queste ottiche."coma" (che come sè visto altro non è che il ripresentarsi Non sono invece consigliabili, sempre per chi volesse faredella medesima aberrazione fuori asse ) diventa un limite fotografia deep-sky a largo campo, i maksutov-cassegrainnotevole per coloro che vogliono fotografare larghi campi con F/kappa compreso tra f/10 e f/15; rapporto focale "buio"stellari, in quanto esso, quando è forte, diventa rilevabile a parte, essi soffrono moltissimo il coma.già ad una minima distanza dallasse ottico, rovinando In questo caso leccezione e rappresentata dallMTO 1000,irrimediabilmente gli sforzi dellastrofotografo. che grazie ad un sistema di lenti prima del piano focaleVolendo trovare un telescopio tollerabilmente corretto consente di ottenere buone fotografie (ma ce ne vuole, addallaberrazione sferica, il sistema migliore sembra essere f/10....).quello di raccomandarsi al santo preferito , in quanto Discreto anche il modello da 500mm. a F/6.3 (sempreTUTTI i costruttori cosiddetti "seri" dichiarano ottiche MTO) mentre lF/5.6 della stessa focale ha un campocorrette minimo a lambda/10 (il mio consiglio è dunque corretto privo di coma insufficiente, sul cm. e mezzo diquello di provare il telescopio prima dellacquisto); invece diametro (da mie esperienze dirette).per quanto riguarda il "coma" esso dipende fortemente dallo Strumenti ottimali per astrofotografia, perfettamente correttischema ottico,quindi chi volesse fare astrofotografia e da sferica e coma ( tali strumenti sono detti aplanatici)avvertito: se si pretendono immagini perfettamente reperibili con più o meno facilità sul mercato amatorialepuntiformi in tutto il campo inquadrato, esistono schemi sono le camere Schmidt,gli astrografi Tessar,i Ritchey-ottici piu indicati di altri. Chrétien ,il Simak e i moderni rifrattori apocromatici aPer cominciare, sotto questo punto di vista i newtoniani campo piano.cosiddetti "fotografici" (tipo il Vixen F/4) sarebbero Tali strumenti consentono di acquisire immaginituttaltro che consigliabili,dato il rapporto focale molto fotografiche perfette fino ai bordi nel piccolo e mediospinto; tuttavia il Vixen in questione ha un OTTIMO formato fotografico (nel caso dei Tessar anche oltre), quindicorrettore di coma, che ho sperimentato con successo e che rappresentano la scelta delezione per laspirantemi ha permesso di ottenere buone immagini. astrofotografo.Invece il mio pensiero corre preoccupato ai tanti newtoniani Senza scendere in una disamina caso per caso volevo porrecinesi a F/4, F/5 , che il correttore di coma non ce lhanno: laccento sul fatto che, nonostante i prezzi "astronomici",ileventuale acquirente, convinto di avere tra le mani un rifrattori apocromatici rappresentano per lastrofilotelescopio fotografico, potrebbe ben presto accorgersi del appassionato di fotografia una scelta a dir poco perfetta,problema. perchè con un unico strumento ci si ritrova a possedere un
    • 44____________________________________________________________________ Dic-Gen_2000-01astrografo luminoso e un telescopio planetario di meravigliose novita degli strumenti professionali, che conprimordine. le loro ottiche attive ed adattive si preparano a "bucare"Il tutto a prezzi da rapina...Ma chi vuole il top,non resterà latmosfera, ci rendono in qualche modo partecipi di questodeluso da quei gioielli, che rappresentano il massimo dello lungo cammino.sforzo dei progettisti ottici. Anche se restano degli strumenti, ovvero dei mezzi perPensate che un Apo dellultima generazione, tipo lFSQ 4" raggiungere un fine,sarebbe un peccato non cercare didella Takahashi ,oltre ad essere corretto per tutta la gamma conoscerli meglio;e se qualcuno di voi, leggendo questidei colori visibili, ad F/5 (quindi un rapporto focale molto articoli comincerà a porsi delle domande, o avrà voglia diluminoso) è anche perfettamente aplanatico,tale da coprire approfondire alcuni aspetti qui appena accennati, vorrà direagevolmente il medio formato fotografico 6x9!! che lo scopo di chi ha scritto queste poche righe sara statoHo visionato personalmente alcune fotografie riprese con raggiunto.questo rifrattore, rimanendone stupefatto: sulle primecredevo fossero state effettuate con una camera Riccardo Renzi nasce a Firenze, il 19 ottobre 1966,portando inSchmidt,tanta era la puntiformità delle immagini fino ai famiglia tanta felicita e una bella alluvione;cresciuto tra minerali e fossili, piccolo chimico e meccano, ha scopertobordi. nellAstronomia la passione della vita.Quando non armeggiaE davvero incredibile quanta strada sia stata fatta, da quegli tra telescopi, ccd e computer, probabilmente lavora (dirigeesordi avventurosi con gli obiettivi appesi alle funi, e ancor una ditta produttrice di metalli preziosi) o si sbatte perpiu da quel mitico cannocchiale che nelle mani di Galileo lassociazione, di cui e orgoglioso fondatore: il "Gruppodivenne il primo telescopio della Storia. astrofili M13". ....O gioca con sua figlia, la stella piuI progressi compiuti dagli strumenti amatoriali, nel loro luminosa di tutte.piccolo, anche se certamente infimi in confronto alle
    • Astroemagazine______________________________________________________________________45 TECNICA insufficentemente supportato : un insieme dalle proporzioniProva strumenti: perfette.Il colore nero, infine,conferisce eleganza e sobrietà allinsieme.CELESTRON MECCANICA Ho avuto modo di utilizzare diverse montature equatoriali di classe media, ovvero una Vixen Super Polaris, due Great CG-11 Polaris e una Great polaris DX, con buoni risultati (anche nellimaging ccd), a patto di non esagerare con i carichi; infatti, ho sempre avuto difficoltà a montare tubi ottici di guida su quelle montature,che si prestano benedi Riccardo Renzi rikimag@tin.it allastrofotografia a lunga posa con focali inferiori al metro e con tubi ottici leggeri.Q uando,circa otto anni orsono, la mia passione per lAstronomia cominciò a diventare qualcosa di più serio del semplice occhieggiare dentro al binocolo10x50,ricordo che nellultima di copertina di unimportanterivista del settore campeggiava (è il caso di dirlo) untelescopio tutto nero, bellissimo,e per di piu in offertaspeciale: il CELESTRON CG-11Sognavo su quella pubblicità ,ed intanto acquistavo il mioprimo Celestron 8.Ci sono voluti otto anni,durante i quali hoacquistato, provato e cambiato oltre una decina distrumenti,ma alla fine quel sogno è divenuto realtà : oggipossiedo un CG-11, e vi racconto comè e come funziona. Fig.2 - Nessun pezzo in fusione, solo parti fresate o tornite. Invece la Losmandy è un autentico mulo da soma: grazie alla precisione di lavorazione meccanica,che consente movimenti fluidi e regolari, ed al peso più che doppio rispetto ad una GP-DX,dimostra in pratica di poter portare - e bene- pesi anche tre, quattro volte maggiori. Così ,il C11 puo essere agevolmente montato affiancato al telescopio di guida,con uno o più cercatori, e con pesanti strumentazioni di piano focale (camere ccd,macchine fotografiche,riduttori di focale, telextender guide fuori asse ecc.),senza conseguenze per la regolarità dellinseguimento. L’intubazione del C11 appare improntata alla ricerca della maggiore leggerezza possibile,e se ciò può essere un aspetto positivo per la mia povera schiena, di sicuro non lo è altrettanto per il massimo sfruttamento delle potenzialità dellottica,che infatti si scollima con troppa facilità. Inoltre, limage-shift (lo spostamento dellimmagine durante la messa a fuoco)appare francamente esagerato,ammontando a circa nove primi darco.Quindi il focheggiatore sembra sicuramente migliorabile.Fig.1 - Celestron CG-11 con accessori di guida,piggy-back eapparato per la ripresa planetaria ccd in tricromia. QUALITA DELLINSEGUIMENTOESTETICA A proposito delle montature Losmandy,è facile navigandoAnche se qua entriamo nel campo minato dei gusti sul WEB trovare tutto e il contrario di tutto; vi sono utentipersonali, è obbiettivamente difficile non provare ultrasoddisfatti (come il sottoscritto) ed altri anche espertiammirazione per laspetto della montatura Losmandy G-11, che lamentano vari inconvenienti, generalmentecomposta in ogni sua parte da pezzi torniti o fresati, senza riconducibili ad un cattivo inseguimento siderale.alcun componente in fusione.Su una tale montatura il tubo Verrebbe da pensare che la qualita di questo supporto variottico C11, davvero imponente in confronto al fratello molto da esemplare a esemplare,tuttavia (convinzioneminore C8,fa bella mostra di sè senza sfigurare o apparire derivata da mesi di utilizzo per imaging ccd)io credo che se
    • 46____________________________________________________________________ Dic-Gen_2000-01 Fig.4 - Specchio specchio delle mie brame…Fig.3 - Troppo carico? Macchè: cè ancora posto per altri dieciKg.... Quando si passa a strumenti superiori in diametro,bisognaproblemi ci sono,ed io non ne ho riscontrati,essi debbano ricordarsi che:riguardare lelettronica, non la meccanica. A PARITA DI PERFEZIONE E SCHEMA OTTICO UNOQuestultima è talmente raffinata,rispetto alle montature che STRUMENTO PIU PICCOLO DARA SEMPREho utilizzato in precedenza,da spingermi a riflettere sul UNIMMAGINE PIU CALMA E CONTRASTATA, in duecome queste riuscissero comunque a garantire un parole più nitida, tranne in quei rari momenti di turbolenzainseguimento decente (ed in un caso eccellente!). zero in cui il telescopio più grande sarà in grado di farDa prove effettuate con la camera ccd, ho potuto constatare valere il suo maggiore potere risolutivo,mostrando dettagliun moto orario senza accellerazioni o rallentamenti di più fini.Quindi sono rimasto da principio un pò sconcertatosorta,ed ho misurato un errore periodico di tredici secondi da immagini planetarie che mi apparivano impastate e didarco, un valore non contenutissimo ma riducibile a meno scarso contrasto,mentre da subito ho goduto del maggiordella metà tramite il P.E.C.;che ha il pregio di avere potere di raccolta della luce del C11, sia visualmente che inunazione molto dolce e regolare,non a scatti(lo tengo riprese ccd del deep-sky.inserito, per comodità, anche quando effettuo riprese Superato lerrore di aspettativa,ho rilevato tramite lo star testplanetarie, che verrebbero irrimediabilmente deturpate da come fosse presente in qualche elemento ottico una certascatti e vibrazioni)e il difetto di non essere scollimazione; infatti , la migliore collimazione era semprememorizzabile,costringendo lutente a riprogrammarlo ad un compromesso (anelli diffrattivi concentrici vicino alogni sessione osservativa,operazione che raramente fuoco,ma non concentrici nel fuoco e vice-versa).impegna meno di un quarto dora-venti minuti. Ho allora verificato come lo specchietto secondario fosseUna volta eseguito un corretto stazionamento mal incollato sulla piastrina in alluminio di(approssimativo col cannocchialino polare, preciso col supporto,disassato cioè di circa un mm. rispetto al centrometodo della deriva o Bigourdan) la montatura mi consente ottico del sistema, disassamento in parte compensato (ma indi sfruttare il 70% di pose ccd da un minuto non guidate ad modo molto otticamente scorretto) spostando TUTTO ilF/10 (2800 di focale, talvolta anche a 3200, con la camera blocco lastra-secondario da una parte.ccd in modo binning e i pixel risultanti di 15 micron),ed Con laiuto di un oculare Chesire, ed uninfinità di altrioltre il 90% a F/3.3, col riduttore Optec ed il ccd alla ammennicoli inventati per loccasione, sono riuscito conmassima risoluzione (binning 1x1, 7.5 micron-pixels). molta pazienza a ricentrare il tutto,ed infine il telescopioCredo sia un ottimo risultato,la montatura quindi passa il dimostra di sfoderare delle discete capacità anche in ambitotest molto bene; planetario,sia in visuale che col ccd; tuttavia credo che dalnon sarebbe male, tuttavia,la possibilitadi poter C11 (o, meglio, da unottica da 28 cm. di diametro) inmemorizzare il P.E.C., anche vista lentità non indifferente termini di imaging planetario si possa pretendere di più, edel periodismo. devo capire se il difetto sta nel manico (me stesso), o se il telescopio ancora non è a punto al 100%, per le ragioni di centraggio degli elementi ottici viste in precedenza,nonOTTICA avendo ancora a disposizione un banco ottico.Ho posseduto ben tre C8, e devo dire di aver riscontrato in Lo star test ha dimostrato una correzione sferica pressochètutti e tre una qualità ottica costante ed elevatissima; è stato perfetta, come minimo paragonabile ai C8 posseduti indunque con una certa trepidazione che ho messo locchio precedenza,mentre in certe posizioni del tubo compare unalloculare del C11, cadendo inevitabilmente nel più classico pizzico di astigmatismo (flessioni?).errore daspettativa.
    • Astroemagazine______________________________________________________________________47Nonostante tutto,in condizioni di buona stabilità atmosfericail telescopio regala belle immagini planetarie ed allora ilrisultato del test può considerarsi buono. Fig.7 - Cannocchiale polare con illuminatore Fig.8 - Cannocchiale polare montato nelasse cavo della montaturaFig.5 e 6 - Nonostante qualche difettuccio, sui pianeti il C11 sidifende bene…ACCESSORI ed ELETTRONICALa montatura è dotata di un ottimo cannocchiale polare, diuso facile ed intuitivo: non cè necessità di impostare data edora, è sufficiente portare alcune stelline di riferimento E presente una pulsantiera molto comoda,senza inutilidentro a dei crocicchi,ed il gioco è fatto.Di solito luso del fronzoli ma con tutto ciò che serve: i quattro comandi disolo cannocchiale polare è sufficiente per ottenere un buon direzione e due switch per il settaggio di A.R. e Dec.,stazionamento; per applicazioni un pò più critiche (riprese essendo le regolazioni di velocità disponibili (da 0.5 a 32x)di profondo cielo a f/12, imaging planetario con focali regolabili dalla centralina di controllo posta sullaimpossibili, tipo f/55-70) allora può convenire perdere una semicolonna del treppiede.buona mezzora e perfezionare lallineamento polare col Come su tutte le montature semi-professionali, non sonometodo di Bigourdan. presenti i movimenti micrometrici manuali: sostituiti in ogni
    • 48____________________________________________________________________ Dic-Gen_2000-01Fig.9 - La più semplice delle pulsantiere : solo i comandi didirezione, lideale per chi fa pose guidate e non può permettersi diperdersi tra decine di tasti e tastini.Fig.10 - La centralina di controllo, anchessa compostaesclusivamente da parti lavorate a fresa.caso egregiamente dal 32X della pulsantiera, devo dire dinon averne mai sentito la mancanza.Sono presenti le impostazioni di inseguimento sideraleclassico, lunare (con la compensazione del moto proprio delnostro satellite) solare e King,le sei velocità di correzione,la compensazione del backlash in declinazione(il ritardo dirisposta del motore in dec.: trascurabile anche senzacorrezione, la quale tuttavia puo essere utilissima durante lepose guidate, a patto di regolarla con precisione), oltre alP.E.C. visto in precedenza.Sono naturalmente presenti le indispensabili regolazioni inazimut ed altezza,oltre ad una doppia livella a bolla, il tutto Fig.11 - Regolazione dellazimutrealizzato con la precisione meccanica del resto della Fig.12 - Regolazione dellaltezza Fig.13 - Doppia livella a bollamontatura.Il treppiede è quanto di piu stabile si sia mai visto in campo Anzi, ho quasi dimenticato di riferire un aspettoastronomico;questo modello in particolare non ha molte importantissimo di questo supporto, ovvero che il cerchiopossibilita di regolazione, ma è solido come una roccia. graduato di A.R. è frizionato col motore; ergo, una volta settato il cerchio di A.R. su una stella di riferimento diCONCLUSIONI coordinate conosciute,il cerchio stesso ruoterà di pari passoA mio parere il pezzo forte del telescopio è rappresentato con il motore,non richiedendo regolazioni successive.Hodalla montatura, solida ,priva di vibrazioni e regolare verificato che, una volta regolato il cerchio di A.R. con lanellinseguimento oltre che bellissima esteticamente,e che dovuta precisione (bisogna puntare tre-quattro stellenon ho purtroppo avuto la possibilità di provare con i cerchi abbastanza distanti tra loro, inoltre occorre essere bengraduati digitali. allineati al polo ed in bolla) questi cerchi graduati
    • Astroemagazine______________________________________________________________________49consentono di trovare gli oggetti molto facilmente,quasi E da verificare,ma ho pure limpressione che il tubosempre allinterno del campo di vista di un oculare di basso (leggero,e soprattutto concepito per essere montato su unaingrandimento. forcella con attacco su due punti in culatta)in certe posizioniPer quanto riguarda i cerchi graduati digitali, ai quali si subisca delle flessioni,con conseguente scollimazione erichiede in genere una precisione maggiore dato che spesso leggero astigmatismo.vengono usati in unione ai ccd,sono venuto a conoscenza Luci ed ombre, quindi; tuttavia, devo riconoscere che tutti itramite i newsgroup dedicati di alcuni problemi di difetti riportati sopra hanno un significato solo per iaccoppiamento degli encoders con le frizioni della perfezionisti (come il sottoscritto),dato che lo strumento,montatura, il che si tradurrebbe in un puntamento tuttaltro una volta acclimatato e collimato,in sinergia con buoniche preciso. oculari regala immagini stupende sul deep-skyStiamo in ogni caso parlando di sistemi di puntamento (indimenticabile, losservazione del Velo del Cigno senza"passivo", che implicano un frequente allentamento delle filtri, in condizioni eccezionali di trasparenza atmosferica,frizioni, con la conseguente perdita di precisione; da questestate), e, se il seeing è discreto,consente di spararepochissimo sono presenti sul mercato sistemi di puntamento oltre 350x su Giove e fino a (udite,udite) 700x su Saturno,attivo (GO-TO) per Losmandy,con i quali non è necessario con unimmagine ancora bella e colorata.(anzi, è da evitare!) allentare le frizioni,e che quindi Per fotografare poi, sia che si tratti di foto chimiche o ccd,dovrebbero rendere questa montatura capace di puntare in sia che si usino corte focali con i vari riduttori disponibili omodo assai preciso. le focali lunghissime delle riprese planetarie,il C11 e unIn effetti, se cè qualcosa che mi manca rispetto alla autentico "pozzo di fotoni", e soprattutto in questo risiede lamontatura che possedevo in precedenza (GP-DX SkySensor sua forza e la marcia in più rispetto agli strumenti da otto2000) è proprio il puntamento automatico, che a mio parere pollici: nella possibilità di accorciare i tempi di posa,a paritàè molto utile per lastrofilo utilizzatore di ccd, mentre per i di lunghezza focale impiegata.neofiti sarebbe preferibile evitare il GO-TO come la peste: Il tutto si paga con limpegno -notevolissimo- richiesto dalsi rischia di perdere il gusto e la soddisfazione di cercare e telescopio, che mi sento di consigliare esclusivamente adtrovare gli oggetti, che è tanta parte della passione astrofili molto motivati ed impegnati.Dà moltaastronomica dellastrofilo novizio (e anche della mia). soddisfazione, è bello riuscire ad ottenere certi risultati, maSul versante C11,sono del parere di essere in presenza di non di rado, mentre trasporto gli oltre 80 kg. di attrezzaturaunottica molto ben lavorata, come dimostrato dallo star test, dal tetto alla macchina o viceversa, ripenso con nostalgia aldallo snap test ed in parte anche dalle immagini planetarie; mio vecchio e prestante CiOttino.... che pesava molto menolintubazione tuttavia non pare al livello dellottica,in della metà!!particolare il focheggiatore ha uno shift enorme ed ho il Riccardo Renzi nasce a Firenze, il 19 ottobre 1966,portando intimore che il primario abbia troppa libertà di muoversi. famiglia tanta felicita e una bella alluvione;cresciuto traEun vero peccato,perchè lo snap test mostra un fuoco minerali e fossili, piccolo chimico e meccano, ha scopertoincredibilmente critico,il che è indice di unottima nellAstronomia la passione della vita.Quando non armeggialavorazione ottica; ma la messa a fuoco perfetta risulta tra telescopi, ccd e computer, probabilmente lavora (dirigecomplicata da raggiungere ,dato che limmagine ,durante una ditta produttrice di metalli preziosi) o si sbatte perloperazione di messa a fuoco, se ne va da una parte allaltra lassociazione, di cui e orgoglioso fondatore: il "Gruppodel campo delloculare! astrofili M13". ....O gioca con sua figlia, la stella piu luminosa di tutte.
    • Astroemagazine______________________________________________________________________50 TECNICASTORIA E TECNICA DEI RIFLETTORI Terza ed Ultima Parte di Andrea Tasselli atasselli@hotmail.comI n questa terza ed ultima parte si trattera di quelle che telescopi e le ottiche astronomiche e quello relativo ai costi. sono le attuali linee di sviluppo dei telescopi moderni e Con lo schema tradizionale (quello di Mt.Palomar, per le realizzazioni piu recenti delle nuove tecnologie intenderci) il costo di un osservatorio e funzione del pesoapplicate alla strumentazione astronomica. In un certo qual del telescopio che e a sua volta funzione del diametro delsenso le linee di sviluppo della tecnologia ottica e primario. E stato stimato che tali costi possono esserestrumentale in genere degli strumenti amatoriali segue descritti con la seguente legge di proporzionalita:quelle tracciate dalla strumentazione professionale con unritardo di circa 10-20 anni, per esempio si vede come Costi = D^2.6 (2.9 per i radiotelescopi)lapplicazione delle tecnologie digitali (CCD, telescopicomputerizzati, controlli remoti via modem) negli ultimi 5 Cioe circa con una legge cubica, il che rende la crescita inanni sia seguita allo sviluppo di simili (sebbene piu potenti) diametro oltre i 10 metri essenzialmente proibitiva (eapplicazioni negli anni 80-90 del ventesimo secolo per gli conveniente luso spaziale).osservatori professionali. Sara quindi interessante vedere Da notare inoltre che allaumentare del diametro delquando la strumentazione amatoriale incomincera a primario (monolitico) aumentano i problemi di flessione,replicare, sebbene in scala ridotta, quelle che sono le attuali che crescono in funzione della quarta potenza del diametrolinee guida dellottica astronomica. e sono inversamente proporzionali allo spessore dello stesso, cosi come espresso dalle legge di Couder:10. Il Nuovo ParadigmaPer quasi 400 anni i telescopi hanno avuto delle Flessione Max = k*A^2*D^2caratteristiche funzionali che sono essenzialmente rimaste lestesse dal primo telescopio di Galileo del 1610 fino ai primi dove k e una costante di rigidezza del materiale A ilanni 80 del ventesimo secolo. Queste caratteristiche sono: rapporta diametro/spessore dello specchio.1) Un elemento primario (specchio o lente) monolitico In aggiunta vi sono i problemi termici di stabilizzazione disostanzialmente rigido cosi grandi masse di vetro (borosilicati, quarzo, Sitall).2) Una struttura nominalmente rigida (o passivamente Il che pone il problema:compensante, come nel caso di Mt.Palomar) che supporta Come aumentare il diametro senza aumentare (o aumentarela parte ottica il meno possibile) la massa?3) Una natura sostanzialmente passiva, in quanto gli La risposta a questa domanda e stata nelladozione di una (oaggiustamenti e la manutenzione vengono effettuati col il piu di una) delle seguenti tecnologie:telescopio sostanzialmente inattivo 1) Segmentazione del primario, diretta od indirettaEntro queste caratteristiche funzionali le ottiche hanno visto 2) Primari ultraleggeri con o senza ottica attivauna evoluzione verso rapporti focali al primario sempre piu 3) "Menischi" ultrasottili con ottica attivaspinti, essendo il valore piu alto quello di f/1.14 del LBT e Lintroduzione di queste tecnologie di costruzione deglici sono gia progetti per primari a f/0.95. Questo risponde specchi dei moderni telescopi professionali, insiemealla necessita non tanto di diminuire i tempi di esposizione alladozione complementare di tecniche di ottica attiva edper le riprese quanto dalla necessita di contenere le adattativa, rappresenta la rivoluzione in corso nelladimensioni verticali del telescopio entro certi limiti, dato tecnologia dellottica strumentale.che queste determinano ed influenzano tutte le scelteprogettuali e costruttive successive. 11. Telescopi a segmentazione direttaOltre alla evoluzione delle ottiche verso rapporti focalisempre piu spinti si é visto laffermarsi per tutti i nuovi del primarioprogetti degli ultimi 20 anni il ritorno alla montatura alt- Con questo termine si intendono in pratica tutti i telescopi aazimutale dopo quasi 160 anni di dominio di quella "tasselli" oggigiorno presenti di cui gli esponenti piu famosiequatoriale (nelle sue varie forme). Il perche di questa ed anche i piu notevoli sono i Keck (I e II) delle Hawaii.scelta si spiega sia con ragioni di carattere economico, su Le prime prove di allestimento di una simile filosofiacui torneremo piu avanti, sia per questioni di minor impatto costruttiva furono intraprese con un certo successo da Lorddi quello che si chiama "dome seeing", ovvero le turbolenze Rosse che costrui un prototipo in cui una sezione circolaredovute alle condizioni locali dellaria contenuto negli centrale veniva mossa per ottenere la miglior aberrazioneedifici. residua possibile rispetto ad una corona circolare in cui eraLa causa maggiore ed il primo e piu grande impulso che si inserita.e avuto per la costituzione di un nuovo paradigma per i
    • Astroemagazine______________________________________________________________________51Dopo questo tentativo, del tutto prototipale, bisognera equivalente di 8 metri e stato poi modificato fino ad avereaspettare piu di cento anni per vedere realizzato il primo unapertura equivalente di 9.5 metri. Nella prima stesura deltelescopio a segmentazione del primario. Questo fu progetto esso consisteva in 85 specchi sferici da 1 metro direalizzato da G. Horn dArturo negli anni 50 a Bologna. diametro a f/13 (la tasselazione non e quindi perfetta ma ilEsso era costituito da 60 tasselli a forma trapezoidale che non rispetto di questa condizione non e critica perassemblati insieme davano una apertura totale di 1.04 m ed lapplicazione della spettroscopia e per usi nonuna rapporto focale di f/10. Ognuno di questi "tasselli" nellinfrarosso) poi modificati in 91 "tasselli" esagonalipoteva essere orientato su due assi in modo da ottenere il sempre non perfettamente mappanti larea del primario.migliore fuco comune. Il telescopio (un newtoniano) era Poiche il primario e sferico e per correggere siaalloggiato in un pozzo ed era fisso. La rotazione della Terra laberrazione sferica che lenorme coma di campo e statoe un meccanismo di movimentazione dellalloggiamento previsto un correttore al fuoco primario composto da duedella pellicola fotografica al fuoco newton permetteva una specchi asferici (lo strumento e pensato solo per lindagineminima capacita di inseguimento. spettroscopica al fuoco primario) che danno un campo privoQuesto primo telescopio e non solo lantesignano di tutti i di aberrazioni di un minuto darco.telescopi a "tasselli" in seguito costruiti ma contiene in nuce Una particolarita interessante di questo telescopio e che etutte le caratteristiche che lo rendono provvisto di una base rotante in azimuth soltanto (unavantaggioso/svantaggioso rispetto alla soluzione monolitica specie di Arecibo nellottico) ed e inclinato rispetto alloclassica, che sono le seguenti: zenith di 30°. La frazione di energia concentrata in 0.6 arcosecondi e del 50%, pienamente dentro i requisiti e le1) Forte riduzione del peso sia diretta che indiretta. Diretta specifiche di fornitura.perche i singoli elementi possono avere dei rapportiarea/spessore molto piu favorevoli essendo il "diametro" 11.1b Multi Mirror Telescope (Versione fino al 1989)effettivo dellelemento una frazione di quello richiesto Il primo strumento entrato in funzione appartenente a questadallintera apertura. Indiretti perche la massa ed il peso classe di telescopi e dal 1989 riconfigurato con un singolodella struttura di supporto e proporzionale alla dimensione specchio primario da 6.5 metri a struttura ultraleggera. Nellastessa degli elementi (frazione del diametro totale). Da sua configurazione iniziale era non solo rivoluzionario con iquanto detto si vede come il problema principale suoi 6 specchi parabolici da 1.8 metri di apertura lavoranti a(peso/massa/costo) per poter crescere con i diametri del f/2.7 intorno ad un telescopio guida da 75 cm e aventiprimario sia parzialmente risolto con questa soluzione. unapertura sintetica di 4.4 metri ma anche per linnovativo2) Il sistema di controllo dellorientazione della edificio quadrato ruotante (si veda la Figura 1) checollimazione di ogni elemento che compone il primario e rappresentava una grande passo in avanti nelle tecniche dinecessariamente piu complicato di quello di un comune controllo nella qualita delle condizioni locali del sitoriflettore monolitico tradizionale in quanto si deve osservativo.controllare non solo lorientazione nello spazio di ognisingolo elemento ma anche in relazione a quella di tutti glialtri elementi per avere un fuoco comune al minimo delleaberrazioni assiali ed extrassiali.3) La lavorazione dei singoli segmenti, specialmente conforte asfericita, come richiesto dalla tendenza allariduzione della massa, e considerevolmente piu difficileche quella di un elemento monolitico poiche la forma e laqualita della figura devono essere mantenute fino al bordo.Si vedra nel seguito come la cosa sia stata risolta per iKeck.Nei paragrafi che seguono si esamineranno piu in dettaglioalcuni degli attuali telescopi basati su questa filosofiacostruttiva.11.1 A segmentazione indirettaIn questa classe figurano tutti i telescopi in cui lareacollettrice principale e costituita da una collezione dispecchi di varia foggia (in genere circolari) che creanoquello che si dice una "apertura sintetica" proporzionalealla area dei singoli componenti e alla distanza di questi tradi loro. I singoli fasci luminosi sono concentrati poi (invarie maniere) a formare un singolo fascio luminoso.11.1a Il telescopio per lindagine spettroscopica dellaPenn State University (PSSST) poi rinominato LHobby-Heberly Telescope (HET). Fig.1 - Il Multi Mirror TelescopeDiretto discendente del telescopio di Horn dArturo questo Il sistema di controllo dellallineamento e piuttostotelescopio inizialmente progettato con unapertura complesso e sofisticato e richiede i co-allineamento attraverso dei fasci laser che garantiscono sia la co-focalita
    • 52____________________________________________________________________ Dic-Gen_2000-01che lallineamento. Ognuno dei sei specchi primari era co-allineato attraverso un sistema combinato tra i sistemisingoli di ogni specchio ed il telescopio guida. Il controllodel fuoco e la stabilizzazione dellimmagine venivanoraggiunti attraverso degli attuatori che comandavano isecondari. Questo sistema fu piu tardi abbandonato infavore di un sistema di controllo su una stella naturale acatena chiusa, molto piu affidabile ed efficiente.Sebbene i singoli specchi primari non avessero una grandequalita era possibile ottenere una co-fasatura tra due singolispecchi e, utilizzando tecniche di interferometria, ottenereuna risoluzione corrispondente ad un telescopio da 7 m,sebbene solo in un punto del campo a causa dellevidente Fig. 3 - Interno del Keck Inon simmetria circolare esistente tra i due specchi primari.11.1c Large Binocular TelescopeIl Large Binocular Telescope (una co-progetto italo-tedesco-americano) sara, quando entrera in funzioneintorno al 2002, il piu grande telescopio a apertura di sintesifunzionante. Esso e stato progettato sia per ilfunzionamento separato dei due telescopi completi che locompongono (da cui il nome) sia in modalitainterferometrica che in co-fasatura. Ognuno dei primari chelo compongono ha unapertura di 8.4 metri lavoranti af/1.142 ed il sistema ottico comprende sia dei secondari alfuoco gregoriano a f/15 che dei secondari con correttori dicampo per il fuoco primario che lavorano a f/4. I secondariin modalita gregoriana (o gregory) servono sia allotticaadattativa che alla co-fasatura ed eventuale interlacciamento Fig. 4 - I Keck sul Mauna Keainterferometrico. Quando lavorerranno accoppiati larisoluzione effettiva del telescopio sara quella di una Le sue caratteristiche tecniche salienti sono le seguenti:apertura sintetica da 22 metri e con una capacita collettricedi luce di un primario da 11 metri di apertura. 1) Schema ottico Ritchey-Cretien 2) Primario a "tasselli" esagonali (36) da 0.9 metri per lato per un diametro risultante equivalente da 9.82 metri a f/1.75 (Vedi Figura 5). Ogni esagono ha uno spessore di 7.5 cm e quindi con un rapporto diametro equivalente/spessore di 24. 3) Substrato primario in Zerodur (vetroceramica a coefficiente di espansione termica nullo) 4) Fuoco Cassegrain/Nasmith a f/15 5) Fuoco Cassegrain nellinfrarosso a f/25Fig.2 - Il Large Binocular Telescope (modello)11.2 A segmentazione diretta - I Keck (I e II)Il progetto con segmentazione diretta di piu grandesuccesso ed anche il piu grande telescopio tuttora operativoe il Keck ( o meglio i Keck, due gemelli) dellosservatoriodi Mauna Kea delle Hawaii. Non solo esso e il piu grandetelescopio mai realizzato ma anche quello dove latecnologia della segmentazione diretta (tasselazione senzainterstizi o lacune tra un componente ed unaltro) e stataportata alla piu alta sofisticazione permessa dalla tecnologiadi allora (il progetto e degli anni 80 e la sua realizzazione edei primi anni 90. La prima luce nel marzo 93). Fig. 5 - Schema del primario a "tasselli"
    • Astroemagazine______________________________________________________________________53Le caratteristiche tecniche che fanno di questo telescopiouna pietra miliare nella storia della tecnologia strumentaleapplicata allastronomia non sono tanto le caratteristichedelle specifiche ottiche quanto lessere riusciti a produrneuno che le rispettasse.Innanzitutto le difficolta nel produrre, secondo i requisiti diqualita ottica finale (quello che si chiama il "budget ottico")e che includono anche gli errori dovuti al posizionamentodegli specchi, fissati all80% dellenergia concentrata in 0.42arcosecondi, i 36 segmenti di cui e composto il primario. Iseguenti problemi si posero e vennero risolti per produrresecondo i requisiti i "tasselli" necessari:- La superficie fortemente asferica (una debole iperboloide)del primario significa che ogni segmento e asimmetrico eche tale assimmetria cresce con la distanza dal centro delprimario stesso, dando luogo, nel Keck, a ben 5 diversi tipidi segmenti. Oltre ai problemi di fabbricazione vi e ancheun problema di test ottici- I segmenti devono avere una qualita estremamenteelevata fino al bordo stesso, cosa normalmente nonrichiesta nel caso di primari monolitici, per i quali unatolleranza di bordo e concessa (basta fare il grezzo unpochino piu grande del diametro finale dello specchio). Fig. 6 - Modello della Struttura del Keck- I segmenti devono avere lo stesso raggi di curvatura entrodelle tolleranze molto strette (normalmente la lunghezzafocale di un primario monolitico non e un requisito critico).- Infine la forma esagonale (requisito dettato dallanecessita di progetto di lavorare anche nellinfrarosso equindi con i segmenti a contatto) impone di dover tagliare ilsegmento dopo aver raggiunto la figura finale. Questo haposto dei seri problemi di tensionamenti (e conseguentideformazioni) indotti dallo strumento di taglio, risolti conuna ulteriore lavorazione con fasci ionici (ion beamfiguring). Dopo la fase finale di rifigurazione attraverso IonBeam la figura finale degli esagoni e stata portata ad unaqualita ottica da consentire di concentrare l80%dellenergia in diametro di valore medio di 0.25arcosecondi.In aggiunta a questi problemi ve ne sono altri relativi allacomplessita della struttura di supporto, che deve essererigida ma al contempo estremamente leggere e adatta acompensare i giochi meccanici che si sviluppano inpresenza sia di forze attive generate dagli attuatori delsistema di controllo della configurazione ottica del sistema, Fig. 7 - Sensori di controllo attivo dei segmenti del primario delche le forze di massa. KeckLa struttura complessiva del Keck e quella che si chiama"open frame" e riportata in Figura 6. La cella di supporto e completo deve avere in funzionamento. Ogni "tassello" econtrollo degli specchi componenti il primario e stata dotato di un set di attuatori (da 3 a 5), di 12 sensori direalizzata con una struttura simile, a travi intrecciate e posizione (condivisi due a due con ogni segmentofunziona sia da supporto delle masse inerziali sia come adiacente) e di 6 sensori di temperatura (vedi anche Figuraalloggiamento dei sistemi di controllo ed infine fornisce una 7). Il sistema di controllo legge i valori resi dai sensori (sianotevole rigidezza allinsieme del telescopio medesimo. di posizione che di temperatura) ogni 10 millisecondi e liIl "cuore", se cosi si puo dire, del Keck e il sistema di confronta con i valori che dovrebbero avere rispetto ai daticontrollo di posizione e di allineamento dei tasselli che di calibrazione. Se del caso il sistema di controlla correggecompongono lo specchio primario. La funzione di questo la posizione o lassetto geometrico di forma attraverso glisistema di controllo e quello di correggere la geometria e la attuatori per ottenere i valori richiesti dai sensori ogni 500posizione spaziale di ogni singolo "tassello" in riferimento millisecondi. La calibrazione viene effettuata off-line su dialla geometria e la posizione spaziale di quelli che gli sono una stella naturale (un po come si fa quando si collima unintorno per riprodurre la "figura" finale che lo specchio telescopio amatoriale). Tale sistema funziona molto bene
    • 54____________________________________________________________________ Dic-Gen_2000-01per i valori di errore totale richiesti per il Keck (l80% progettato espressamente per lindagine astronomicadellenergia concentrata entro 0.42 arcosecondi nel visibile) sebbene la mole dei lavori scientifici svolta con esso non eed e limitato solo dalla qualita delle ottiche che affatto trascurabile, anzi.compongono il primario. Questo sistema di controllo vienedefinito "a catena aperta" perche non ha nessun livello di Le principali innovazioni tecnologiche introdotte e/ofeed-back altro che quello dato dal confronto con i valori sperimentate nel NTT sono le seguenti:richiesti rispetto ai dati di calibrazione e non e quindi ingrado di correggere tutti quegli errori che sorgono durante il - Un sistema completo ed integrato di correzione attivafunzionamento del telescopio. della qualita dellimmaginePoiche il Keck (sia lI che il II) sono stati progettati e - Un edificio rotante (sul concetto del MMT) ma miglioratocostruiti per funzionare sia nello spettro vibile esteso che per ottimizzare la ventilazione naturalenellinfrarosso (sfruttando anche per questo leccezionalita - Un primario (nelle intenzioni ultrasottile) a meniscodel sito di Mauna Kea) il sistema di controllo corregge sottileanche nella banda passante fino a 2100 nanometri. Quando - Una qualita superiore a qualsiasi telescopio della suafunziona in questa modalita il sistema di controllo del classe ad un costo inferiore a quello di un telescopioprimario corregge non solo la posizione e lorientamento classicodegli specchi ma anche la fasatura tra i 36 componenti.Infatti, poiche la risoluzione massima di uno strumento e Dal punto di vista dello schema ottico il NTT si discostadata dal rapporto lambda/D dove lambda e la lunghezza poco dai suoi predecessori; Esso e un Ritchey Cretien condonda incidente e D il diametro dellobbiettivo, risulta che un primario da 3.58 metri di apertura lavorante a f/2.2 enellinfrarosso con una risoluzione effettiva 4 volte inferiore possiede solamente due fuochi Nasmyth a f/11 (per ragioni(550 nm contro circa 2000 nm) data leccezionalita del sito di peso e rigidezza i fuochi cassegrain e coude non sonoper il seeing e possibile di tentare di sfruttare appieno la compresi). Unimmagine del NTT installato nel suo edificiomassima risoluzione strumentale del Keck ovvero tutti i 9.8 rotante e data in Figura 8.metri del diametro effettivo, dato che leffetto del seeingsulle lunghezze donda dellinfrarosso e molto menoaccentuato (e, in proporzione, 1/16 di quello nel visibile) .Il sistema di controllo della fase e basato su tecnicheinterferometriche e riesce a garantire una coincidenzatemporale (fase) pari a circa un ventesimo della lunghezzadonda in infrarosso, cioe circa 0.1 micron.In aggiunta a questi sistemi, sul Keck II e installato unsistema di ottica adattativa per la riduzione degli effetti delseeing. Di questi si trattera piu diffusamente nel seguito.Infine, a compimento dellinstallazione sia del Keck II chedi una serie di telescopi ausiliari da 2 metri, sara possibileportare il sistema Keck I e Keck II a lavorare in co-faseinterferometrica cosicche da ottenere una apertura sinteticadi linea pari a 80 metri. Con una tale risoluzione sarapossibile, se le premesse saranno mantenute, osservarespettroscopicamente i pianeti giganti extrasolari, almenoquelli piu grandi e vicini.12. Telescopi a menisco ultrasottilecon controllo attivo dellottica.Quella dei telescopi a menisco ultrasottile a controllo attivo(le due cose non sono disgiunte) e unaltra delle nuovetecnologie che hanno rivoluzionato le ottiche astronomichenegli ultimi due decenni. I telescopi che a vario titolo Fig. 8 - Il NTT a La Sillaappartengono a questa classe sono il New TelescopeTecnology (NTT) dellESO, il Very Large Telescope Il menisco che costituisce il primario, originalmentesempre dellESO, I due Gemini e il giapponese Subaru progettato con un rapporto diametro/spessore di 18 e poi(JNLT) ed infine il Telescopio Nazionale Galileo (TNG). stato realizzato acon un rapporto di 15, per garantire comunque una minima qualita ottica anche senza12.1 ESO NTT lassistenza del sistema di ottica attiva, che in progetti diQuesto telescopio segna la transizione effettiva dalla questo tipo e integrata indissolubilmente alla resa finaleconcezione classica del telescopio passivo, con eventuali dellottica.applicazioni di controllo della qualita del fronte donda, Il requisito di specifica con il sistema di ottica attivacome ad esempio nel MMT, alla piena applicazione in integrata operante e di un diametro contenente l80%maniera consistente di tutte quelle tecnologie chiave che dellenergia incidente (d.80 nel seguito) pari o inferiore avedranno il pieno dispiegarsi nei telescopi di piu recente 0.15 arcosecondi e questo per tutto il treno ottico (treprogettazione (TNG, VLT, Subaru, Gemini). Esso e stato, specchi). Il valore raggiunta dal costruttore (Zeiss) e statoin realta, piu un dimostratore tecnologico che un telescopio
    • Astroemagazine______________________________________________________________________55di 0.125 mentre lo stesso valore per il primario soltanto e corretti affatto, in particolare quelli al punto e) ed f). Instato di 0.096 arcosecondi con unerrore del fronte donda pratica gli errori che in funzionamento si riscontranopari a 25 nanometri (la risoluzione teorica di un simile maggiormente sono quelli di sfuocatura, di disallineamentospecchio e di 0.033 arcosecondi nel visibile). del primario rispetto al secondario (che genera coma) e aberrazione sferica. Quelli costruttivi (punti a) e b)) sonoIl sistema di ottica attiva del NTT e composto da: corretti una volta per tutte nella fase di commissionamento del telescopio. In effetti il primario del NTT e nato con una1.Un sistema di attuatori (78) posizionati in 4 cerchi cospicua dose di aberrazione sferica (dovuta ad un erroreconcentrici che funzionano anche da supporti per i carichi nel sistema di controllo di qualita ottica) completamenteinerziali dello specchio primario secondo il principio delle corretto dal sistema di ottica attiva.leve astatiche. Lo schema di controllo delle ottiche del NTT si puo2.Un sistema di attuatori che controllano la posizione e due schematizzare come in Figura 9.piani di inclinazione del secondario.3.Un sistema di "pick-up", realizzato con un prismadeviatore per la "lettura" della stella di guida che funzionaanche da sorgente per misurare gli errori ottici.4.Un sistema di misura quantitativo dellerrore, in questocaso un camera di Shack-Hartmann. Questo e il "cuore"del sistema di controllo. Fig. 9-1 - Schema di controllo attivo dellottica del NTT Il sistema funziona in maniera schematica ed semplificata come segue: - limmagine di una stella fuori campo o ai bordi dello stesso viene inviata allanalizzatore dimmagine (Image analyser) - lanalizzatore dimmagine produce una rappresentazione digitale degli errori del fronte donda interpretabile dal softare - il computer analizza i dati e calcola le correzioni da applicare o allo specchio principale (principalmente aberrazione sferica dovuta a deformazioni termiche) o allo specchio secondario (principalmente sfuocatura e decentratura) - gli attuatori (M) modificano la forma e/o la posizione dello specchio primario/secondario per ottenere laFig. 9 - Vista del sistema di supporto/controllo del primario correzione richiesta - ripetizione dei punti precedenti fino a raggiungere laLo scopo del sistema di ottica attiva del NTT e quello di correzione volutacorreggere i seguenti errori (di varia sorgente e natura): E importante aggiungere e sottolineare che i requisitia) Errori di progettazione ottica tecnici di un sistema siffatto facilitano molto la produzioneb) Errori di costruzione di specchi in cui le tolleranze di lavorazione per gli erroric) Errori dovuti alla struttura del telescopio (flessione dei tipici (quelli chiamati a bassa frequenza) di questetralicci di supporto) e dei supporti degli specchi lavorazioni, come laberrazione sferica ed la rugositad) Errori dovuti alla dilatazione termica dei supporti e degli lasciando e permettendo al costruttore di eliminare gli errorispecchi (detti ad alta frequenza) dovuti essenzialmente ai requisitie) Errori dovuti alle condizioni locali dellaria nei dintorni normalmente posti proprio per ottenere la qualita desideratae dentro ledificio con specchi asferici (zone circolari ed astigmatismo). Inf) Errori dovuti alle deformazioni indotte dal vento sugli buona sostanza lottica attiva permette di ottenere dei valorispecchi di qualita intrinseca ben piu alti direttamente dal costruttore perche lo libera dellincombenza di doverAlcuni degli errori listati sopra non sono (ancora) raggiungere le forme asferiche con il grado di precisioneeffettivamente corretti in maniera efficiente o non sono richiesto. Da questa esigenza connaturata al sistema viene anche il requisito di sottigliezza del menisco, in quanto esso
    • 56____________________________________________________________________ Dic-Gen_2000-01Fig. 10 - Il VLTe ben piu facilmente deformabile di uno specchio equivalente al fuoco combinato di 16 metri), affiancati damonolitico tradizionale. Come conseguenza di questultimo altri 4 telescopi mobili da 1.8 metri di apertura (auxiliarycondizione si ha una molto minore massa con conseguenti telescopes).minori problemi sia di inerzia termica che di massa inerziale I primari del VLT sono dei menischi in Zerodur dal(che si riflettono direttamente sui costi totali del sistema). In rapporto diametro/spessore di 46.9, ovvero hanno unopratica si tratta del classico uovo di Colombo. spessore di 175 mm.Il progetto iniziale preveda unoE infine opportuno notare come i principi base e le spessore di 200 mm, piu favorevole per il sistema dicorrezioni di cui a i punti a) e b) piu sopra sono state gia controllo attivo ma le limitazioni nella qualita disperimentate in telescopi amatoriali e aprono nuove fabbricazione hanno imposto questo limite. Una talepossibilita per il raggiungimento di elevate qualita ottiche sottilizza non era mai stata raggiunta prima (al tempo dellaad un costo contenuto anche per gli astrofili. loro fabbricazione nella seconda meta degli anni 90). PerUnanalisi condotto snelle condizioni operative, ovvero con confronto si immagini che lo specchio primario di unil sistema di ottica attiva attivato, ha dimostrato un d.80 pari comune Celestron C8, se riportato ai quei rapportio inferiore a 0.1 arcosecondi per il sistema telescopio diametro/spessore, sia spesso qualcosa come quattromentre le condizioni locali di funzionamento (seeing locale) millimetri! Normalmente gli spessori che si registrano neiriducono la risoluzione effettiva a 0.2/0.25 arcosecondi, comuni telescopi amatoriali hanno degli spessori di qualchenelle migliori condizioni operative. Con un seeing che puo centimetro con rapporto diametro/spessore di circa 6 e neifacilmente raggiungere valori intorno ai 0.2 arcosecondi i casi piu spinti di 10 ma con diametri inferiori di un ordinemiglioramenti previsti per il sistema di ottica attiva di grandezza rispetto ai telescopi professionali.(correzioni degli effetti della turbolenza dellaria locale e dei Lo schema ottico e ancora quello classico di Ritchey-transitori termici del primario) promettono di poter ottenere Cretien con un primario a f/1.8, un fuoco Cassegrainlo scopo finale per cui questo telescopio e stato progettato, (utilizzabile nellinfrarosso) a f/13.8 ed infine due fuochiovvero una qualita ottica totale (incluse le condizione locali Nasmyth (uno ottimizzato per il rosso laltro per il blu) adellaria) inferiore al seeing su basi medie. f/15. Infine la combinazione dei fuochi individuali avvieneLo NTT ha visto la sua prima luce nel 1989 ed e installato per mezzo di un treno ottico di coude. Lo schema dellenellosservatorio di La Silla in Cile. varie combinazioni dei fuochi disponibili e mostrato in Figura 12. La combinazione dei fuochi individuali non12.2 Il Very Large Telescope (VLT) dellESO richiede la coerenza delle immagini (e quindi la stessaIl piu grande progetto tuttora in corso che si basa sul lunghezza di percorso ottico) e serve per la spettroscopiaprincipio di uno specchio monolitico ultrasottile a menisco mentre la combinazione interferometrica avviene incon correzione attiva dellottica e quello dellESO del VLT modulazione di fase e con eguali percorsi ottici.nel sito del Cerro Paranal in Chile. Il VLT e composto da 4 La struttura di supporto, molto simile a quella del NTT,telescopi da 8.2 metri di apertura (per un diametro dispone di 150 supporti che hanno sia funzioni attive che
    • Astroemagazine______________________________________________________________________57passive e si basano sul principio della leva astatica (vedi aspetti di variazione della qualita ottica dovuti alleanche Figura 13-1). Poiche lo specchio primario ha un condizioni dellaria nellosservatorio. Un grande quantita dispessore cosi piccolo ed un flessibilita 50 volte maggiore il lavoro e stata fatta per il controllo dei differenziali termicifunzionamento del VLT non puo prescindere dal sistema di giorno/notte e per ridurre al minimo i transitori termici lacontrollo attivo che e quindi da considerarsi parte propria temperatura e controllata attivamente e laria dentro losservatorio e mantenuta a pochi gradi di differenza rispetto a quella dellaria esterna durante la notte. Il supporto consiste in un primo stadio che ha funzione di supporto passivo e adotta lo schema del "whiffle tree" mentre il secondo stadio supporta la funzione attiva per mezzo di molle e attuatori che bilanciano il carico inerziale e quello tensile di ogni sostegno.Fig. 11 - Uno dei primari del VLTFig. 12 - Schema dei fuochi secondari e terziari del VLTdellottica. Inoltre il sistema di controllo attivo deve anchegarantire il buon funzionamento sia del fuoco Nasmyth cheCassegrain il che implica, data la configurazione otticautilizzata, dover correggere una aberrazione sferica di venti Fig. 13 - Schema di ottica attiva e adattativa per il VLTvolte la lunghezza donda della luce.Il sistema do controllo attivo delle ottiche del VLTessenzialmente corregge le aberrazioni in funzionamento Il budget ottico del VLT, tutto incluso, e di solo 0.2lavorando su uno dei due fuochi Nasmyth (come mostrato arcosecondi che e un valore eccezionale se rapportato allein figura 13) e correggendo sia il primario che il secondario, sue dimensioni ed al fatto che esso include anche gli aspettiessenzialmente uguale in questo al NTT, sebbene difficili da controllare come il seeing locale. Come per ildecisamente piu sofisticato e veloce. Insieme al sistema di NTT il VLT incorpora nel layout delledificiocontrollo attivo il VLT e equipaggiato con un sistema di dellosservatorio tutte le precauzioni che tendano aottica adattativa nellinfrarosso lontano, che lavora sul fuoco minimizzare limpatto del seeing locale sullottica e dicoude (vedi ancora la Figura 13). ridurre al minimo i transitori termici della struttura e comeIl ciclo di correzione degli attuatori del VLT e di 40 per il VLT ( e ormai tutti i telescopi della nuovasecondi, capace quindi coprire una buona parte degli errori generazione) la struttura di copertura puo essere aperta sudovuti agli effetti dei colpi di vento (che possono produrre tre lati ed e co-rotante con il telescopio.delle deformazioni cicliche pulsanti del primario) e gli
    • 58____________________________________________________________________ Dic-Gen_2000-01 sistema di controllo dello specchio secondario ed implementare un sistema ad alta frequenza per la correzione attiva utilizzando il fuoco Nasmyth. Questo dovrebbe consentirgli di poter migliorare le gia notevoli prestazioni del NTT, specialmente nei confronti della correzione degli errori a frequenza intermedia (da 1 ai 10 Hz), come quelli causati dal vento e dai transitori termici dellosservatorio. 13. Primari ultraleggeri a nido dape Sebbene i primari ultraleggeri a nido dape non siano intrinseci ad una specifica categoria di telescopi questa e una tecnologia interessante dal punto di vista del controllo degli errori in funzionamento e puo essere suscettibile di correzione attiva, anche se non nella maniera cosi estesa praticata con i menischi ultrasottili. Il principale fautore di questa tecnologia e J.R. Angel, il quale produce la gran parte dei grandi specchi monolitici basati su questa tecnologia. Sebbene non strettamente necessario la tecnologia dei primari ultraleggeri vede luso del Pyrex (BSC), altrimenti del tutto estinto nella moderna produzione di grandi specchi. Questa tecnologia discende direttamente da quella utilizzata per il primario dello Hale di Mt.Palomar sebbene con una struttura molto piu fine, capace di produrre dei grandi specchi (fino a 8 metri di diametro) con un bassissimo peso specifico (si pensi che il primario dello Hubble e diverse volte piu leggero di un analogo volume dacqua), una ridotta inerzia termica (conseguenza della bassa massa e dei sottili spessori) e con un sofisticato sistema di ventilazione interno alla strutturaFig. 13-1, Supporto attivo del primario del VLT dello specchio stesso che permette di raggiungere e mantenere un differenziale di temperatura tra specchio e12.3 Altri progetti che utilizzano menischi ultrasottili aria circostante non superiore a 0.2 °C, riducendoCome altro esempio di telescopio della classe da 8 metri praticamente a zero gli effetti deleteri delle correnti diutilizzante la tecnologia del menisco ultrasottile il Subaru scambio termico che si instaurano tra specchio ed aria(nome in giapponese delle Pleiadi) non ha soverchie circostante. Un altro vantaggio e la elevata rigidezza didifferenze rispetto al VLT, di cui e stretto cugino. questi specchi che permette di ridurre a poca cosa leImplementa uno strumento ottimizzato per il funzionamento deformazioni indotte da il peso specifico, dalla lavorazionenellinfrarosso (in questo piu spinto del VLT) con e dalla contropressione del vento in servizio (in questo eunapertura da 8 metri con primario a f/1.875 con uno ben superiore ai menischi ultrasottili, che richiedono unspessore di 200 mm . Possiede un fuoco Cassegrain a f/35 sistema di compensazione attivo ancora difficile da gestire).nellinfrarosso e a f/12.2 nel visuale. Come il VLT lo Per la produzione dei grezzi Angel utilizza una fornaceschema ottico e un Ritchey-Cretien e puo utilizzare il fuoco rotante che permette di ottenere una forma parabolica (oprimario con un correttore con un campo corretto di ben 30 tendenzialmente tale) che riduce di molto i tempi diminuti primi. Rispetto al VLT il Subaru (che e stato molatura dello specchio. Il grezzo viene formato non perprogettato piu tardi) utilizza un metodo di controllo attivo colatura, come negli specchi tradizionali, ma per fusionepiu sofisticato e preciso, che gli dovrebbe permettere di diretta di blocchi di BSC di elevata purezza e con un bassocontraltare meglio gli errori indotti dai colpi di vento e altri coefficiente di espansione dentro un crogiolo con inertierrori dovuti allambiente locale aventi cicli dellordine dei esagonali di fibra di ceramica. Con questa tecnologia si10 Hz. Il budget ottico previsto per il Subaru, in linea con sono prodotti sia il primario da 6.5 metri (in Figura 14) chequello del VLT, e di un errore medio totale di 23 ha rimpiazzato i sei specchi del MMT che i primari da 8.4arcosecondi, escluso il seeing esterno. metri sia del Large Binocular Telescope che, infine, i dueUnaltro progetto interessante, se non altro percheinteramente italiano, e quello del Telescopio NazionaleGalileo. Come il VLT e forse anche di piu esso e unsuccessore del NTT di cui ha praticamente le stessecaratteristiche ottiche. La cosa notevole che lo distingue ela qualita ottica di questo telescopio, veramente alta. Infattila qualita intrinseca del primario del TNG e di un d.80 disolo 0.07 arcosecondi, corrispondenti ad un errore sul frontedonda di soli 16 nanometri rms! La qualita ottica di un taletelescopio e tale che sara difficile sfruttarla anche con unbuon sistema di correzione attiva in un sito eccelso comequello delle Canarie. Oltre a questa ottica superlativa ilTNG ha usufruito dellesperienza del NTT per migliorare il Fig. 14 - Il primario del nuovo MMT
    • Astroemagazine______________________________________________________________________59specchi gemelli da 6.5 metri del progetto Magellan. Tutti una frequenza di occorrenza non superiore al trentesimo diquesti primari sono estremamente "veloci" e quelli realizzati secondo. Questo limite (1/30 di secondo) nasce dal fatto cheper lo LBT sono i primari piu veloci mai costruiti finora, con una integrazione di tale durata, in presenza di un seeingcon unapertura relativa da f/1.142. La stessa tecnologia di eccellente (<0.2 arcosecondi) il seeing stesso vienecostruzione, se possibile ancora piu spinta, e stata quella eliminato nel processo di integrazione (diventa unaadattata per il primario del Telescopio Spaziale "Hubble". semplice componente dellerrore ottico con il nome ben noto agli utilizzatori di CCD di FWHM). Da notare che questo14. Lottica attiva e adattativa nei moderni telescopi limite (1/30 s) e anche il tempo massimo di integrazioneQuelli della ottica attiva e della ottica adattativa sono i tipico dellocchio umano. Dal punto di vista qualitativo lapilastri portanti della rivoluzione tecnologica tuttora in tecnologia dellottica attiva si occupa quindi di un bencorso nella astronomia strumentale e quindi uno specifico distinto assieme di errori con requisiti funzionali ben diversicapitolo dedicato a queste tecnologie sembra obbligatorio. da quelli dellottica adattativa e quindi le due funzioni, fossePer capire meglio quali siano gli scopi per cui si utilizzano solo questa la ragione, sono ben distinte tra loro. Inoltre, perqueste due tecnologie si guardi la tabella presente qui di questioni di fisica ottica, i due sistemi non possono essereseguito. Essa lista le sorgenti degli errori nelluso dei fisicamente gli stessi se devono adempiere alle funzioni cuitelescopi, che possono essere intrinseci allottica stessa, sono preposti.come i difetti di lavorazione, che estrinseci e dipendere sia Detto questo, un altro fronte emergente e quello dellada considerazioni di tipo meccanico che da fattori esterni correzione attiva dellottica in quella che si dice "bandanon controllabili come il seeing. passante estesa" e che va dal trentesimo di secondo ai 10 HzCon unottima progettazione ed unaltrettanta ottima e che copre gli errori indicati come e) e h) nella parte a piuattenzione alla qualita della fabbricazione si riescono a bassa frequenza. Questa nuova tecnologia si propone diminimizzare gli errori da a) a d) (e raramente anche e) ) ma estendere la correzioni delle ottiche stesse entro quellacrescendo di dimensioni la possibilita di mantenere una banda di frequenza ed in parte risente delle limitazioni chestessa elevata qualita ottica risulta sempre piu oneroso e si presentano nella sfera dellottica adattativa.difficile per poi diventare praticamente impossibile con In pratica lottica attiva si puo contraddistinguere dai Tipologia degli errori Frequenza degli errori a) Errori di progettazione ottica costante nel tempo b) Errori di costruzione costante nel tempo c) Errori dovuti alla struttura del telescopio (flessione dei da costante a 0.001 Hz (var. nellordine del min.) tralicci di supporto) e dei supporti degli specchi d) Errori dovuti alla dilatazione termica da 0.00001 Hz a 0.0001 Hz (var. nellordine delle ore) dei supporti e degli specchi da 0.0001 Hz a 0.001 Hz (var. nellordine delle ore - minuti ) e) Errori dovuti alle condizioni locali dellaria nei dintorni e da 0.0001 Hz a 100 Hz (var. nellordine delle ore - dentro ledificio centesimi di secondo) f) Errori dovuti alle deformazioni indotte dal vento sugli da 0.01 Hz a 10 Hz (var. nellordine dei minuti - decimi di specchi secondo) g) Errori dovuti alla turbolenza atmosferica da 0.01 Hz a 1000 Hz (var. nellordine del minuto - millesimo di secondo) h) Errori di inseguimento da 5 Hz a 100 Hz (var. nellordine dei secondi - centesimi di secondo)diametri dellordine dei 10 metri. Inoltre, a meno di ridursi a seguenti requisiti funzionali principali:telescopi minuscoli (intorno ai 10 cm di diametro), glieffetti non direttamente controllabili diventano rapidamente 1) Deve essere capace di modificare i componenti ottici perpreponderanti ( praticamente la massima apertura produrre unimmagine priva dei difetti che si vuoletradizionale che ha senso produrre con qualita limitata solo eliminare senza restrizioni di campodalla diffrazione e di 75 cm e solo per potersi avvantaggiare 2) Deve operare (entro le limitazioni di progetto) su tutte ledei brevissimi e rarissimi istanti di un seeing veramente frequenze soggetto dindagine (tipicamente dallUV finoeccelso). Per fronteggiare questi due limiti strutturali delle allinfrarosso lontano)ottiche tradizionali la moderna tecnologia a preso duestrade, parallele tra loro, che sono quella dellutilizzo E abbastanza facile comprendere che se un sistema devedellottica attiva, in grado di correggere gli errori da a) ad e) correggere la forma di uno specchio di qualche tonnellata( ed (e) solo in parte) e con una frequenza massima di con una precisione del decimo di micron o meno dovracorrezione dellordine del trentesimo di secondo e quella comunque esercitare una forza considerevole e contrastaredellottica adattativa, in grado di correggere gli errori da e) contemporaneamente linerzia di una quota non trascurabile[in alta frequenza] ad h). della massa di quello stesso specchio. Questi requisiti mal si conciliano con precisioni ancora piu spinte (del nanometro)14.1 Ottica Attiva a frequenze molto piu elevate che richiederebbero, seLottica attiva, come visto precedentemente, si occupa di fattibili, uno spettro dinamico mostruoso. Da qui lacorreggere gli errori (si potrebbe dire grossolani) che hanno necessita di separare i due sistemi dal punto di vista delle
    • 60____________________________________________________________________ Dic-Gen_2000-01ottimizzazioni richieste allo stesso. Vi sono pero altre sistema si prende carico anche della rimozione delleragioni, che vedremo in seguito, che impediscono di aberrazioni di campo (che sono note a priori dal layout delconciliare i requisiti 1 e 2 qui sopra con quelli richiesti telescopio) per restituire i coefficienti di influenza "puri" daallottica adattativa. applicare al sistema di controllo degli attuatori. QuestoIn sintesi i requisiti dellottica attiva sono influenzati e sistema ha inoltre un ulteriore vantaggio, quello di poterlimitati dalle leggi dellelasticita dei materiali mentre quelli correggere tutti gli errori ottici (almeno in via concettuale)dellottica adattativa sono influenzati e limitati dalle leggi che si presentano al fuoco Nasmyth (o altro) lungo tutto ildella dinamica atmosferica. treno ottico.In pratica come avviene il controllo attivo di un telescopio?Semplificando molto, lo specchio primario e quello 14.2 Ottica Adattativasecondario si comportano come una membrana elastica non Come in parte enunciato nei paragrafi precedenti i sistemi didissimile da quella dei tamburi. La caratteristica di questo ottica adattativa si occupano di correggere in tutto od intipo di membrane e quella di avere dei modi proprio di parte gli effetti (nel senso di aberrazioni indotte) del seeingrisonanza, questi modi corrispondono a delle deformazioni sullimmagine. Le leggi che pertanto regolano questacaratteristiche della membrana che avvengono ad una certa correzione saranno non tanto quelle che riguardano lefrequenza (per analogia, la pelle di un tamburo produce i deformazioni fisiche degli apparati ottici che raccolgono lasuoi caratteristici suoni proprio in corrispondenza di queste luce ma quelle, ben piu complesse, che regolano la fisicafrequenze, cosi´ come quelle di una corda di violino) detta dei corpi fluidi ed in particolare latmosfera.frequenza di risonanza. Una caratteristica di questi modi e La massima parte degli effetti negativi che latmosferaquella di richiedere ben poca energia per essere, per cosi produce su unimmagine (ad es. stellare) non sono, aldire, eccitati. Inoltre, per coincidenza delle leggi fisiche che contrario di molte credenze, direttamente alla turbolenzaregolano lottica e lelasticita molti di questi modi hanno dellatmosfera stessa ma alla variazione di densita e diforme molto simili (diverse solo per i coefficienti delle conseguente indice di rifrazione che la turbolenza generaespressioni che le compongono) alle deformazioni del poiche in ultima analisi essa e governata dai differenziali difronte donda che accompagnano le caratteristiche temperatura che esistono tra i diversi strati dellatmosferaaberrazioni ottiche come coma, astigmatismo etc. Inoltre, medesima (Se latmosfera fosse composta da un fluidoper un ben noto principio di linearita delle equazioni che incompressibile anche se turbolento gli effetti sarebbero bengovernano le deformazioni dei solidi elastici, questi modi si minori).Ogni strato dellatmosfera genera quindi unapossono comporre tra loro per produrre altri modi che variazione percepita come casuale sia nello spazio che nelrisultano essere una sovrapposizione dei modi costituenti. tempo nel fronte donda che lo attraversa. UlterioriDi contro, alcuni errori tipici che si trovano negli specchi o deformazioni del fronte donda sono causate dallache originano durante il funzionamento non hanno una variazione istantanea di angoli darrivo della luce e nellacontroparte elastica e quindi non sono correggibili con i posizione nel campo inquadrato dellimmagine e da unprincipi di ottica attiva. Questa e una della ragioni per cui si fenomeno noto come scintillazione che causa una nonpreferisce avere larghi errori nellaberrazione sferica durante uniforme (incorente) illuminazione della pupilla dingressola fabbricazione degli specchi (perche e facilmente del telescopio ovvero una apodizzazione casuale del frontecorreggibile dal sistema di ottica attiva, anzi viene corretto donda. Queste fenomeni producono un continuouna volta per tutte fornendo unappropriata tensione alle cambiamento delle aberrazioni del fronte donda in arrivomolle di tensionamento degli attuatori dello specchio che possono avere frequenze dellordine dei 300-400 Hz.primario) al fine di evitare quegli errori dovuti a risonanze Sebbene quanto detto non e che solo lieve accenno alladello strumento di lucidatura (ripple) che non possono complessita del fenomeno del seeing dovrebbe bastare aessere corrette efficacemente dal sistema. rendere lenorme complessita del fenomeno.Oltre alle correzioni sopra menzionate, che riguardano Nelle dimensione tipiche dei telescopi amatoriali il seeing eprincipalmente la correzione delle deformazione degli un fenomeno che non intacca che minimamente lespecchi esistono altri errori, come il coma da prestazioni oggettive di un obbiettivo (sia esso un riflettoredecentramento e la sfuocatura dovuta a contrazione termica che un rifrattore) le quali sono dominate da problemiche necessitano un aggiustamento on-line durante lesercizio qualitativi di ottica. Con un seeing medio un obiettivo di une che non possono essere corretti da deformazioni delle rifrattore da 10 cm si puo considerare, tranne nei casisuperfici riflettenti. In questo caso si agisce sulle posizioni particolarmente sfortunati, limitato solamente delladelle stesse per ottenere una correzione dellerrore. Lo diffrazione e praticamente insensibile ad un seeing medio-stesso principio governa la correzione degli errori dovuti buono (FWHM < 0.8 arcosecondi).alla variazione di condizioni locali, se a bassa frequenza. A rendere ancora piu difficile la trattazione del fenomenoIl sistema di correzione in molti casi e bastato sulla esiste unulteriore complicazione, quella del cosiddettodisponibilita di una matrice dei coefficienti di influenza che angolo di aplanatismo. Questo e langolo di campo massimoregolano la correzione di ciascuna delle aberrazione tipiche in cui i raggi luminosi che compongono il fronte donda sidelle ottiche dovute alle varie sorgenti di errori. In questa possono considera in fase tra loro ed in buona sostanzamaniera il programma di controllo ha gia predeterminati i langolo di campo massimo che permette di poter utilizzarevalori dei coefficienti delle equazioni che regolano le un sistema di correzione adattativa. Questo parametro e direlazioni forze applicate dagli attuatori - variazione delle fondamentale importanza e da questo discendono diverseaberrazioni. Una stella, generalmente quella di guida che e conseguenze pratiche sulla realizzazione dei sistemi diai bordi o direttamente fuori dal campo inquadrato, viene ottica adattativa ed e funzione sia della lunghezza dondautilizzata in un circuito in controreazione chiusa per della luce come una potenza di 6/5 (quindi cresce in questaverificare che le correzioni apportate dal sistema di ragione allaumentare della lunghezza donda della luce) econtrollo abbiano effettivamente modificato la situazione. Il dellaltitudine delloggetto osservato sullorizzonte in
    • Astroemagazine______________________________________________________________________61funzione del coseno dello stesso elevato alla 8/5, cioecresce (debolmente) dallorizzonte allo zenith.Quanto detto porta alla seguente severa restrizione sullagrandezza del campo correggibile in funzione dellalunghezza donda della luce incidente:Lambda (nm) 500 2200 5000 10000Angolo di isoplanatismo 1.8 11 29 66(arcosecondi)Come si vede langolo sfruttabile nella frequenza centraledella banda ottica e assolutamente miserabile. Poiche laluce (fotoni) che devono essere prelevati (leggi consumati enon piu disponibili allanalisi astronomica) devo essereanchessi presi dalla stessa zona aplanatica e considerandoche i criteri di efficienza vogliano che gli oggetti osservatisiano (o possano essere) ai limiti della visibilita (altrimentibasterebbe uno strumento piu piccolo per poter fare quelleosservazioni) ne risulta che prelevare una partedellimmagine per poter analizzare gli errori del frontedonda risulta proibitivo nella banda ottica. Inoltre tutta unaserie di parametri che regolano linfluenza del seeing (e diconseguenza regolano la progettazione dei sistemi di ottica Fig.15 - Schema di controllo di ottica adattativaadattativa) sono funzione della lunghezza donda nel sensoche aumentano (migliorando il seeing) allaumentare dellalunghezza donda analizzata. Questo fatto fa si che lutilizzodi sistemi di ottica adattativa "normale" (vedremo poi ilsenso di questo) non sono praticamente utilizzabili altro chenellinfrarosso lontano.Un sistema siffatto di correzione adattativa del fronte dondasi puo schematizzare come composto dai seguenticomponenti:- Uno specchio adattativo- Unanalizzatore dimmagine- Il rilevatoreLo schema di funzionamento e il seguente (si veda anche laFigura 15). La luce proveniente dal telescopio e prelevataentro langolo aplanatico richiesto viene intercettato dallospecchio adattativo (che si deforma in maniera da annullaregli effetti delle perturbazioni del fronte donda) e riflessoverso un prisma che preleva una parte della luce incidenteinviandola allanalizzatore dellimmagine del fronte donda eda questo al sistema di controllo mentre il resto vieneinviato al sensore. Il sistema di controllo (il quale usa glistessi principi teorici dellottica attiva per il controllo delledeformazioni dello specchio adattativo) controlla in ciclochiuso che le deformazioni del fronte donda applicati dallospecchio adattativo siano effettivamente state tali da avercancellato (in tutto od in parte) gli effetti del seeing.Naturalmente la parte piu delicata e difficile da realizzaredellintero sistema di controllo sono gli specchi adattativi.Questi sono essenzialmente degli specchi estremamentesottili di varia materiali (piu spesso utilizzato e il silicio)con rivestimento riflettivo (argento o alluminio)azionati da Fig. 16 - Specchio adattativo del tipo "thin plate"attuatori ad elevatissima precisione. Di questi specchi nepossono esistere molte varianti ma quella piu promettente al Come visto piu sopra la principale limitazione nellutilizzomomento e costituita da una sottile membrana (1-2 mm di delle tecniche di ottica adattativa nella banda ottica estesaspessore) con degli attuatori piezoelettrici incorporati che consiste nel piccolo angolo di isoplanatismo. Unaprovvedono a deformare lo specchio alla elevata frequenza conseguenza di cio e che tranne che in rarissimi casie precisione richiesta. Unesempio di specchio adattativo e fortunati questa zona del campo inquadrato sara privo dimostrato in Figura 16, qui a lato.
    • 62____________________________________________________________________ Dic-Gen_2000-01stelle di riferimento da poter utilizzare per lanalisi delle dellerrore dellinclinazione del fronte donda, che e unaperturbazioni del fronte donda. E stata pero da poco de- delle aberrazioni da seeing piu pesanti ma anche piu facilesecretata e rilasciata ad usi civili una tecnica militare che da correggere.serve per creare una sorta di "stella" artificiale allinterno delcampo di isoplanatismo. Essa consiste nel generare per 15. Conclusionemezzo di opportuno laser ad alta potenza un fascio Con questo ultimo articolo si chiude la breve (e certamenteluminoso che attraversa tutto il sistema di ottica adattativa e incompleta) rassegna storico-tecnica dei telescopi riflettoriviene rinviato dal telescopio verso il cielo in forma di raggio astronomici dalla loro nascita piu di 350 anni fa ad adesso.conico che genera una sorgente quasi-stellare quando questo Il futuro ci prospetta unulteriore raffinazione ed espansionefascio viene riflesso da una altezza di 80-100 km per delle tecnologie illustrate brevemente qui ed una crescita diinterazione con la fascia mesosferica di ioni di sodio ivi quasi un ordine di grandezza nelle superfici riflettenti entropresente, in pratica quindi una "stella" artificiale entro il i prossimi venti-trenta anni con una parallela espansionecampo isoplanatico (perche li e stata generata). Lo schema delle capacita osservative nello spazio esterno comedi funzionamento e mostrato e mostrato in Figura 17. conseguenza dellenorme successo scientifico dello Hubble.Questa tecnologia e ancora da sviluppare, cosi come quella Questi strumenti ci daranno una capacita penetrativa nellopiu generale dellottica adattativa, ma promette di essere il spazio mai concepita prima dora e rivoluzioneranno moltipiu grande contributo nella crescita della risoluzione dei campi sia della astronomia che della cosmologia in manieretelescopi degli ultimi ventanni. Tutti i moderni telescopi e che ancora non possiamo prevedere.anche un certo numero di quelli realizzati tra gli anni 50 e Per saperne di piu (in rete): Lo HET: http://www.as.utexas.edu/mcdonald/het/het.html Il MMT: http://sculptor.as.arizona.edu/foltz/www/mmt.html I Keck: http://www.astro.caltech.edu/mirror/keck/ Il NTT: http://www.ls.eso.org/lasilla/Telescopes/NEWNTT/ Il VLT: http://www.eso.org/paranal/ Il Subaru: http://www.naoj.org/Introduction/outline.html Il LBT: http://lbtwww.arcetri.astro.it/ Gemini: http://www.gemini.edu/ TNG: http://www.pd.astro.it/TNG/TNG.html I futuri progetti: XLT: http://www.astro.lu.se/ OWL: http://www.eso.org/projects/owl/ Bibliografia: "Reflecting Telescope Optics - Vol.II" di Raymond H. Wilson, Springer Verlag Andrea Tasselli è nato a Roma nel 1962 e si è laureato in Ingegneria Nucleare allUniversità di Roma "La Sapienza". Si dedica principalmenteFig.17 - Schema di funzionamento di una "stella artificiale" allosservazione visuale degli oggetti del profondo cielo. Si occupa di ottica astronomica e digli anni 80 sono equipaggiati con sistemi piu o meno autocostruzione da diversi anni.evoluti di ottica adattativa, spesso per la rimozione
    • Astroemagazine______________________________________________________________________63 BIOASTRONOMIA Il Meteorite Marzianodi Piter Cardone picard.treuno@tiscalinet.itIntroduzioneLannuncio dato dalla NASA in una conferenza stampanellormai lontano 7 agosto 1996 era sicuramente di quelliin grado di "far tremar le vene e i polsi" a moltissimepersone, e non solo a chi si occupa di bioastronomia perprofessione o per hobby: in un meteorite di originemarziana ci sarebbero resti fossili di batteri!ALH84001 è ora una sigla conosciuta da tantissimi addettiai lavori e no, e sta a significare una possibilità concreta divita in un mondo diverso dal nostro. Ma le cose stannoeffettivamente in questo modo? Si tratta effettivamente difossili di "marziani"?BREVE STORIA DI ALH84001Circa 4.5 miliardi di anni fa, su Marte si verificavano glistessi processi di formazione planetaria che hanno coinvoltoanche la nostra Terra: da un aggregato di planetesimiandava prendendo forma, per raffreddamento progressivodella crosta, il quarto pianeta del Sistema Solare, anchessosottoposto allincessante bombardamento di comete emeteoriti che ha caratterizzato il primo miliardo di anni di Fig.1 (in alto Il meteorite marziano ALH84001 (fonte NASA);vita dei pianeti della stella Sole. Circa 4 miliardi di anni fa, Fig.2 (nel riquadro quì sopra) – Martepoi (datazione eseguita con il metodo Ru/Sr;Approfondimento: gli isotopi e i metodi di datazione), che, con la loro lava, avrebbero potuto coprire lo stratolimpatto di uno di questi corpi sulla superficie del pianeta, geologico originario), ha estesamente fratturato la roccia daprecisamente nellemisfero sud (quello geologicamente più cui il meteorite ha avuto origine, "arricchendolo", alloantico perché scarsamente "popolato" da edifici vulcanici stesso tempo, di olivina e maskelinite (rispettivamente
    • 64____________________________________________________________________ Dic-Gen_2000-01[(Mg, Fe)2SiO4] e NaAlSi3O8), inclusioni vetrose che si uno in Hesperia Planitia (12°S, 243°O) ed uno in Sinusformano per fusione da impatto e rapida risolidificazione di Sabaeus (14°S, 343.5°O).minerali quali il plagioclasio. Come si può osservare dalle loro coordinate, entrambi iDiciassette milioni di anni fa, quindi (la datazione è stata crateri si trovano nellemisfero meridionale, quello, cioè,ottenuta mediante la misura dei gas nobili, quali Neon, che soddisfa la condizione del suolo più antico (non siArgon e Kripton, prodotti dalla interazione del meteorite dimentichi che la matrice principale di ALH84001 ha 4.5con i protoni costituenti la radiazione cosmica), un ulteriore miliardi di anni); inoltre, i due crateri si trovano in una zonaimpatto, violentissimo, ha proiettato parte della roccia di cui che si ritiene fosse ricca dacqua (da cui proverrebbero iALH84001 faceva parte nello spazio. carbonati) e sono elongati quel tanto che basta (impattoDopo un lungo peregrinare nel Sistema Solare, tale pezzo di quasi radente) da permettere ai frammenti di acquistareroccia, delle dimensioni di 17 x 9.5 x 6.5 cm e di circa 2 kg lenergia sufficiente a superare la velocità di fuga di Marte.di peso, è precipitato 13000 anni fa in Antartide, doveRoberta Score, volontaria dellAntartic Search forMeteorites (ANSMET), lo ha raccolto il 27 dicembre 1984ai piedi delle colline di Allan Hills.CARATTERIZZAZIONEMINERALOGICA EPROVENIENZA DELMETEORITESin dallinizio, questa "pietra" ha dato del filo da torcere aglistudiosi. Letà di 4.5 miliardi di anni ottenuta con il metodoRu/Sr, insieme al fatto che la matrice principale è costituitaper il 98% da ortopirosseno, [(Mg, Fe)SiO3], lha fattacatalogare, un po superficialmente, come Diogenite, ungruppo di meteoriti basaltiche (cioè formatesi da roccialavica) che si suppone siano frammenti dellasteroide Vesta.Presto, però, a questo primo risultato si andarono adaggiungere una congerie di nuovi dati: innanzitutto, unacerta percentuale di carbonati che risultano completamenteassenti nelle Diogeniti, ma anche Ferro altamente ossidato(Fe3+), quando le Diogeniti presentano addirittura Ferrometallico, cioè assolutamente non ossidato. Questo fatto è di Fig.3 e 4 - Il cratere in Hesperia Planitia (12°S, 243°O) e ilnotevole importanza, poiché implica, per ALH84001, la cratere in Sinus Sabaeus (14°S, 343.5°O)formazione in un ambiente contenente ossigeno in quantità,mentre le Diogeniti si sono formate in assenza completa diquestultimo.Inoltre, sono stati trovati anche solfuri costituiti da Ferroaltamente ossidato (disolfuro di ferro o pirite, FeS2),quando le Diogeniti sono note per essere ricche dimonosolfuro di ferro, FeS. Questo dato è stato illuminante:il disolfuro di Ferro è un costituente tipico delle meteoritiSNC, acronimo formato dalle iniziali di Shergotty, Nahkla eChassigny, tre città nelle quali sono stati trovati i primiesemplari di questa rara classe di meteoriti basaltiche, chehanno unaccertata provenienza marziana. Inoltre, leinclusioni di maskelinite (altro carattere tipico delle SNC),inglobano spesso bolle di gas che, analizzate, mostrano unacomposizione isotopica perfettamente sovrapponibile aquella misurata dalle sonde Viking per latmosfera delpianeta rosso, in particolare, abbondanza di 15N rispetto al14N, di 2H2O (cioè acqua pesante, formata da deuterio,isotopo dellidrogeno) rispetto allH2O, di un rapporto129Xe/132Xe=2.4, ecc.Accertata la provenienza marziana, non restava che cercaredi stabilire, con un lavoro a dir poco certosino, da qualepunto del pianeta potesse essersi staccato ALH84001. Unastudentessa dellUniversità dellArizona si assunse questocompito: dopo un anno di lavoro e lanalisi di oltre 42000 IL RUOLO DEI CARBONATI Spostiamo ora il discorso sulla vera notizia-bomba: la vitacrateri, giunse a restringere il novero dei candidati a 23, due in AHL84001. Per discutere di questo argomento bisognasoli dei quali, però, di età superiore a 17 milioni di anni, considerare una delle caratteristiche più intriganti delquando ALH84001 ha iniziato il suo viaggio verso la Terra:
    • Astroemagazine______________________________________________________________________65meteorite marziano ALH84001, cioè la sua abbondanza in Analisi sullabbondanza di PAH in relazione allacarbonati (5% in volume). Queste sostanze, depostesi "profondità" della roccia hanno mostrato, poi, che essiallinterno delle fratture create nella roccia dorigine da un tendono ad aumentare con la profondità, esattamente ilimpatto verificatosi circa 4 miliardi di anni fa, oltre ad contrario di quanto ci si aspetterebbe nel caso di unessere segni putativi di vita su Marte, sono state una inquinamento successivo alla caduta sulla Terra. Questocontinua fonte di sorprese per gli studiosi. dato, già sufficiente, è ulteriormente rafforzato dal fatto che il meteorite risulta circa 1000 volte più ricco di PAH dei circostanti ghiacci antartici e dal fatto che altre meteoriti "ripescate" nella stessa zona non ne mostrano traccia. Lipotesi dellarricchimento in PAH durante il soggiorno interplanetario, poi, è stata dimostrata falsa dalla scoperta di una abbondanza in 12C, rispetto al 13C, del carbonio costituente i PAH, segno (quasi) indiscutibile di attività biologica. La coesistenza, poi, di magnetite, solfuro di Ferro e carbonati viene spiegata ancora una volta come il risultato di un processo biologico, molti esempi del quale si ritrovano sulla Terra. Questo, però, fa diventare veramente critico, in grado di far pendere lago della bilancia verso lipotesi biologica o quella chimica-fisica, un altro fattore, cioè la temperatura allaFig.5 – Carbonati quale i carbonati sono stati deposti; infatti, una temperatura molto alta implica la prevalenza di un meccanismo chimico-La prima è stata la caratterizzazione della loro struttura, mineralogico, piuttosto che di uno biologico, mentre unapiuttosto peculiare (v. figura 5): i carbonati si presentano temperatura di deposizione bassa, pur non essendocome granuli di dimensioni variabili, in media di circa 30- altrettanto determinante nellescludere luna o laltra ipotesi,60 micrometri (un micrometro, o micron, o µm, equivale ad rappresenterebbe un bel colpo a favore di quella biologica.un milionesimo di metro, cioè un millesimo di millimetro) A questo punto può iniziare una lunga lista di esperimentidi forma approssimativamente sferica che, in sezione, volti a sostenere luna o laltra ipotesi. Cominciamo dallemostrano una parte interna di colore arancione teorie "calde".(essenzialmente costituita da carbonato di Calcio e Con considerazioni prettamente chimiche e mineralogiche,Manganese) ed una parte esterna simile al guscio di una i fautori della teoria della deposizione ad alta temperaturacipolla, cioè formata da strati alternati chiari (carbonato di fanno notare come il fatto che il "core" dei granuli siaFerro o siderite bianca, FeCO3) e scuri (carbonato di costituito da dolomite (MgCO3) e calcite (CaCO3), insiemeMagnesio o siderite nera, MgCO3). Nelle zone più esterne alla stratificazione esterna, sarebbe la prova di una reazionedi questi glomeruli, poi, sono state scoperte inclusioni, delle tra il pirosseno (costituente principale del meteorite) ed undimensioni massime di circa 100 µm, di ossido di Ferro eccesso di CO2 ad oltre 600°C. Gli autori di questa ipotesi(magnetite, Fe3O4) e solfuro di Ferro (pirrotite). suggeriscono che niente meglio di una buona serie diLimportanza di queste strutture risiede nel fatto che è in impatti di planetesimi possa fornire il surplus termicoloro vicinanza che, mediante tecniche di microscopia necessario a questa reazione chimica.elettronica (dalluso del microscopio elettronico a scansione Addirittura, cè chi sostiene, non senza addurre ragionevolia quello del microscopio a forza atomica) si osservano motivazioni, che la formazione delle fratture nella matricestrutture approssimativamente ovoidali allungate simili a pirossenica della roccia di cui faceva parte ALH84001batteri terrestri; inoltre, linterno dei glomeruli carbonatici si possa essere contemporanea (nel senso di frutto di un unicoè dimostrato ricco (1 ppm, parte per milione) in PAH evento) alla deposizione di lave carbonatiche allinterno(Idrocarburi Policiclici Aromatici). Tali sostanze sono delle stesse, suggerendo un unico evento, cioè un impattoimportanti perché la loro presenza si concilia benissimo con meteorico, come causa sia delle fratture che dellalipotesi batterica che il gruppo di McKay porta avanti. deposizione dei carbonati.I PAH, però, potrebbero avere diverse origini: essere il Sono stati compiuti, poi, esperimenti in cui si osservava larisultato dellaccumulo di polveri cosmiche da parte del deposizione di globuli simili a quelli di ALH84001 facendometeorite durante i 17 milioni di anni di permanenza nello reagire una soluzione ricca in calcio, magnesio e ferro,spazio interplanetario, essere il risultato di inquinamento addizionata ad anidride carbonica, ad una temperatura diterrestre (i PAH sono il poco gradito "regalo" che ci lascia 150°, ottenendo una disposizione simile a quella osservatalimperfetta combustione dei combustibili fossili, tipica, ad nel meteorite marziano; in altri si osservava la reazione diesempio, dei motori a scoppio, o lincauta cottura di una basalti terrestri con acqua ricca di anidride carbonica inbistecca sulla griglia), o, infine, essere il risultato della condizioni variabili di temperatura (tra 20 e 400°C) e condecomposizione di materiale organico derivato da un una pressione parziale di anidride carbonica (pCO2) da 1 aqualche tipo di attività batterica. Analizzando queste 1000 atmosfere (a fronte di una pressione parziale di CO2sostanze, alcune delle quali schematizzate in figura, si è su Marte pari a 0.006 atmosfere), ottenendo però risultatiarrivati ad escludere fermamente lipotesi di inquinamento che da un lato possono favorire una delle due ipotesi eterrestre; infatti, sulla Terra, i PAH di origine "umana" sono dallaltro laltra!ricchi in naftalene e in Zolfo (il più comune è il Anche le ipotesi che coinvolgono basse temperature, lebenzotiofene), mentre tra i PAH di ALH84001 non sono ipotesi "fredde", nella deposizione dei carbonati non sonostati ritrovati né il naftalene né il benzotiofene. poche. Si va dal trattamento con acidi di alcuni carbonati estratti dal meteorite a temperatura di 80°C, pervenendo a
    • 66____________________________________________________________________ Dic-Gen_2000-01risultati compatibili con la deposizione a bassa temperatura, 1998), ma gli autori fanno notare come molte dellefino a tests che hanno investigato il campo magnetico caratteristiche di AHL84001 sono compatibili con unoresiduo delle rocce magnetizzabili contenute nel meteorite. scenario di tipo evaporitico, sia per quanto riguarda il puntoCome è noto, durante il raffreddamento di rocce contenenti di vista mineralogico che per quello biologico. Su Marte,minerali magnetizzabili, questi tendono a magnetizzarsi infatti, la Mars Global Surveyor ha trovato numeroseconservando lintensità e la direzione del campo magnetico evidenze di depositi evaporitici, senza considerare lapresente nel luogo nel quale si vanno raffreddando. Un presenza di diversi minerali di origine evaporiticaesempio: è noto che tra le Americhe da un lato e lEuropa e (carbonati, solfati …) su altre meteoriti marziane ed il fattolAfrica dallaltro è attiva la dorsale medio-atlantica, una che sono compatibili con questa ipotesi anche le"ferita" della crosta terrestre eruttante continuamente roccia misurazioni degli isotopi dellossigeno. Inoltre, questofusa; questa, raffreddandosi, compie due azioni importanti: scenario oltrepassa con relativa facilità problemi che leprimo, spinge ai lati la lava emessa precedentemente e già ipotesi di una deposizione dei carbonati ad alta temperaturaraffreddatasi ("allargando", quindi, il bacino atlantico); non riescono a superare, quali la mancanza di silicati idrati esecondo, assume la direzione e lintensità del campo la finissima stratificazione dei granuli spiegata su.magnetico in cui si va formando.Allontanandosi sempre di più dalla dorsale e misurando il I BATTERI MARZIANIcampo magnetico residuo "impresso" in queste strisce di Aprendo questo fondamentale capitolo nella storia diroccia è possibile verificare quante volte e per quanto ALH84001, bisogna subito dire che in molti sono propensi atempo, sul nostro pianeta, il campo magnetico ha subito pensare (e come dargli torto) che, senza lannuncio di questeuninversione (passando da una polarità Nord-Sud ad una presenze, non sarebbero mai stati prodotti tanti sforzi, tantiSud-Nord e viceversa) negli ultimi 150 milioni di anni, letà lavori, sul meteorite.supposta dellOceano Atlantico.Fig.6 – Strisce di roccia con campo magnetico residuo“impresso” ed alternato.Altra caratteristica importante è che ogni roccia Fig.7 – Immagine di batteri fossili al microscopio elettronicomagnetizzabile, a seconda dei minerali da cui è costituita,presenta una "temperatura critica" superata la quale il I fossili di batteri marziani sono costituiti da strutturemagnetismo che essa presenta viene azzerato, per poi ovoidali che si trovano dove cè ferro e zolfo (quinditornare a formarsi durante il raffreddamento successivo con allesterno dei globuli) ed hanno dimensioni medie di 30 xle caratteristiche del "nuovo" campo magnetico. 130 nm (un nanometro equivale ad un millesimo diTornando al meteorite, la pirrotite si è raffreddata sotto micrometro, cioè ad un miliardesimo di metro); il lorolinfluenza di un campo magnetico di una certa intensità, volume è, quindi, circa 1/200 del volume dei più piccolimostrando nel contempo, in due zone adiacenti, un organismi terrestri conosciuti. Ovviamente, questo annunciodisassamento nelle linee di forza del campo magnetico ha subito diviso la comunità scientifica in favorevoli eresiduo di oltre 70°. Questo sta ad indicare due cose: primo, scettici. Questi ultimi, come logico, hanno subito prodottoche tale disassamento è avvenuto presumibilmente quando una certa quantità di obiezioni.la roccia di cui il meteorite faceva parte ha subito il primo Se ne sono quindi analizzate tre principali: la possibilità diimpatto (circa 4 miliardi di anni fa); secondo, che da quel un artefatto, cioè di un prodotto della preparazione delmomento la roccia non ha più subito episodi di campione per lanalisi al microscopio elettronico ariscaldamento a temperatura maggiore di 320°C scansione; la possibilità di contaminazione da parte di(temperatura "critica" della pirrotite), poiché avrebbe perso batteri terrestri; il fatto che le dimensioni sembrano troppoquesto disassamento acquistando un nuovo orientamento, piccole per delle strutture viventi. Molti studi hannoquesta volta uniforme in tutta la roccia. decisamente escluso un artefatto dovuto alla preparazioneMolti altri esperimenti sono stati prodotti dagli scienziati di del campione.tutto il mondo, alcuni dei quali molto recenti (di questi La possibilità di contaminazione, invece, è piuttostoultimi mesi) danno notevole risalto alla deposizione dei importante, soprattutto alla luce di alcuni lavori nei quali sicarbonati a bassa temperatura; lipotesi più interessante, sottolinea la contaminazione sia su ALH84001 che su altreperò, è quella che vede i granuli dovuti allevaporazione di meteoriti, di origine marziana e non. In ALH84001 sonoun lago salato. Questa ipotesi sembra un pò luovo di state infatti trovate comunità che ricordano, per morfologiaColombo e non è nemmeno tra le più recenti (risale al e distribuzione, colonie di Attinomiceti terrestri, comuni tra
    • Astroemagazine______________________________________________________________________67i ghiacci e le rocce antartiche. Bisogna anche considerare, Altre critiche allipotesi di batteri marziani vengono daperò, che questi studi non escludono la presenza di fossili di considerazioni su cristalli di magnetite (un ossido di ferro)batteri su ALH84001, ma sottolineano la difficoltà di scoperti nelle vicinanze di questi batteri. Secondo McKaydistinguere, eventualmente, tra forme terrestri e marziane e, ed il suo gruppo, questi sarebbero il prodotto dei batteriquindi, limportanza di essere cauti nellattribuire marziani (sulla Terra vi sono numerosi esempi di batteri chelappartenenza di un fossile al nostro pianeta o a Marte. producono cristalli di magnetite per orientarsi nel campoIn una meteorite non marziana caduta nel deserto del Sahara magnetico terrestre), soprattutto perché in associazione connel 1931 (la Tatahouine), invece, sono stati ritrovati batteri, questi si trovano depositi di solfato di ferro, proprio comesia vivi che morti, simili a quelli che vivono nel suolo del avviene in diverse comunità batteriche terrestri. Tra le moltedeserto, ma con una importante caratteristica: i batteri morti obiezioni a questo punto di vista rientrano quelle secondoerano tutti molto piccoli, da 2 a 3 volte più piccoli dei vivi, cui i batteri non sarebbero altro che essi stessi depositi die ciò ha portato ad ipotizzare che la diminuzione delle loro magnetite (secondo altri addirittura di pirosseno), mentredimensioni dipendesse dalla scarsità di nutrienti allinterno per altri le caratteristiche di questi depositi (come, addi un ambiente quale un meteorite. Ciò, quindi, indica che esempio, una non costante ed uniforme struttura elipotesi delle piccole dimensioni deve essere usata con distribuzione) ne farebbero escludere lipotesi di unacautela nellescludere unorigine biologica delle strutture deposizione da parte di microorganismi.simili a batteri in ALH84001. CONCLUSIONE In tutti questi anni McKay ed il suo gruppo si sono ostinati a ripetere una frase pronunciata già allepoca della famosa conferenza stampa alla NASA: "Nessuna delle nostre osservazioni è in se stessa conclusiva per quanto concerne lesistenza, in passato, di vita su Marte. Ci sono infatti diverse spiegazioni per ognuno di questi fenomeni se presi individualmente, ma quando questi fatti vengono esaminati collettivamente, in particolare dal punto di vista della loro chiara associazione spaziale, non possiamo che concludere che rappresentano levidenza di un tipo primitivo di vita su Marte". Tutto il lavoro sperimentale e teorico che a partire da questannuncio è stato prodotto, poi, non sembra conclusivo né nel senso di rifiutare, né nellaccettare lipotesi di vita suFig.8 – Immagine al microscopio elettronico di un campione della Marte.meteorite Tatahouine. Questa, quindi, resta in piedi; certo un po scossa e ridimensionata rispetto ai primi tempi ma, e questa èLobiezione delle loro troppo piccole dimensioni sembra unopinione abbastanza diffusa, in grado di essere con moltacadere, inoltre, anche sotto i colpi di ritrovamenti dei primi probabilità confermata da studi mirati svolti in loco, sullaanni 90 di batteri di simili dimensioni in materiale superficie stessa del pianeta rosso.sedimentario del Pleistocene (periodo geologico compresotra 11.000 ed 1.8 milioni di anni fa, quello, per inciso, in cui Piter Cardone e nato a Pompeisi è formata la Pianura Padana). Anche in questo caso, però, (NA) il 21 marzo del 1972sussistono seri dubbi, in quanto lautore della scoperta, R.L. laureando in Scienze Biologiche, possiede un newton 76/700 ed unFolk, non è riuscito a testare questi supposti nanobatteri con binocolo 10x50, oltre ad una fedelemetodi chimici e biologici (molti dei suoi nanobatteri, poi, reflex meccanica. Si interessasembra si siano dimostrati artefatti o addirittura complessi principalmente di bioastronomia,inorganici). Va comunque detto che i ritrovamenti di batteri planetologia e sciami meteorici. Emolto più piccoli del comune, i nanobatteri appunto, si sono socio del GAB (Gruppo Astrofilimoltiplicati. Brugheresi).
    • Astroemagazine______________________________________________________________________68 ASTRONAUTICA L’avventura della ISS prende il via di Saverio Cammarata saverio@astrofili.orgN ella notte tra il 30 e il 31 Ottobre una navetta Soyuz ha lasciato la base spaziale russa di Baikonur perraggiungere la stazione spaziale internazionale, queste sonole prime parole che mi viene in mente di dirvi per porre tuttia voi a conoscenza del fatto che dopo tanti ritardi e rinviifinalmente il primo equipaggio fisso della stazione spazialeha iniziato la sua missione.Dopo la perfetta partenza i tre astronauti BillShepherd(Americano, comandante della missione), YuriGidzenko(Russo, comandante della capsula soyuz) e SergeiKrikalev(Russo, ingegnere di volo), hanno effettuato unperfetto aggancio con il modulo Zvezda il 2 Novembre.Poco tempo dopo laggancio lequipaggio è entrato dentro lastazione per continuare il lavoro lasciato interrotto dallascorsa missione shuttle(Astroemagazine n.11) e per portarein "vita" tutte le parti della stazione con particolareattenzione ai sistemi per il riciclo delle acque, la toilette,portare le batterie al pieno delle loro possibilità, far entrarein funzione i componenti per la preparazione del cibo edaltre piccole cose indispensabili per vivere.Il giorno successivo allarrivo sulla stazione sono statieseguiti alcuni lavori di perfezionamento sui sistemi dicomunicazione nonché altri lavori per rendere la stazioneabitabile.Sono stati messi in funzione tutti i filtri per lossido dicarbonio ed è stato installato lElektron un componenteportato in orbita dallultima missione dello shuttle e che ha ilcompito di ricavare ossigeno dalla scissione delle molecoladellacqua; è stato installato un computer centrale sulloZvezda che durante queste prime fasi dellassemblaggioavrà il compito di controllare la maggior parte dei sistemidella stazione spaziale.Dopo una notte di riposo è stato ripreso il lavoro per renderela stazione sempre più vivibile ed accogliente, infatti sono Fig.1 (In alto a destra) - Il logo della missione del primostati installati altri sistemi di monitoraggio dellaria e equipaggio. Come vedete nel logo la stazione appare completa eallinterno dello Zvezda è stata completata la sistemazione non nella configurazione attuale, questo per augurare che ciòdellaria condizionata che permette di avere sempre una che mostra il logo diventi presto reale.temperatura ed un valore di umidità ideale.Per la prima volta è stato anche sperimentato il sistema di Fig.2 - Fotografia scattata durante la partenza della navettacontrollo che permette alla stazione di avere un assetto Soyuz con a bordo i tre membri del primo dellequipaggio dellaperfetto con la totale assenza di vibrazioni che potrebbero stazione spaziale attualmente in costruzione
    • Astroemagazine______________________________________________________________________69 Fig.3 - La tipica foto in posa che accompagna ogni missione nello spazio. I tre astronauti sono, da sinistra a destra: lingegnere di volo Sergei Krikalev, il comandante della missione Bill Shepherd e il pilota e comandante della soyuz Yuri Gidzenko.disturbare gli esperimenti di microgravità in programma e delle nuove notizie vi ricordo che sul sito della NASAche avranno inizio al più presto. http://www.nasa.gov/ potete trovare i rapporti aggiornatiNei giorni successivi allinizio della missione e sulla missione.precisamente il 7 Novembre la stazione è stata raggiunta da Cammarata Saverio è nato nel 1982una navetta di rifornimento Progress che rigorosamente in e vive a Randazzo(CT) alle pendiciautomatico si è agganciata alla stazione dopo un perfetto dellEtna sotto un cielo stupendo.rendezvous. La navetta di rifornimento Progress conteneva Fin da piccolo si è interessato allerifornimenti di cibo e di acqua, nonché altri strumenti di uso scienze in genere ma già alletà dicomune utili a vivere e a lavorare. La prossima navetta di 12 anni cominciava a mostrarerifornimento raggiungerà la stazione il 18 Novembre interesse per i fenomeni celesti. Orasecondo il programma, mentre quella attualmente da qualche anno si interessa allastronomia in modo un pò piùagganciata sarà lasciata autodistrugersi nellatmosfera serio ed è articolista diassieme a tutti i materiali di scarto nei prossimi giorni. astroemagazine non che suoOra aspettando che lequipaggio dellSTS-97 vada su per promoter.portare i primi pannelli solari della stazione e che arrivino
    • 70Astroemagazine________________________________________________________________________CCDGallery Cari amici del digitale, avrete letto l’articolo di Gabriele Profita sul numero scorso che parlava della tecnica del ”Fotomosaico” applicato su immagini lunari, nel caso nn l’abbiate fatto ancora potrete scaricare ancora il numero di Novembre di Astroemagazine seguendo gli opportuni link per avere (gratuitamente si intende!) i numeri arretrati.. In questa puntata della CCD Gallery, pubblichiamo le immagini che hanno accompagnato le esperienze fatte sul campo dal nostro giovane co-redattore utilizzando una camera digitale per la ripresa (la Nikon Coolpix 300) che di sicuro non è a cura di Salvatore Pluchino pluchino@tiscalinet.it stata pensata dai suoi proggettisti e e di Mauro Facchini m.facchini@iol.it costruttori per un utilizzo nel nostro campo d’applicazione.Fig.1 – Un mosaico lunare di ben 18 immagini di Gabriele Profita. La compisitazione, Dunque, anche se di sicuro le immaginiavvenuta mediante software Photoshop come ha descritto sul numero precedente in questa mostrano dei difetti particolari chestessa rubrica, è stata fatta con frames ripresi in circa 50 minuti di tempo complessivo tramite andremo a vedere, si può certo dire che nonuna Coolpix 300 ed un telescopio Vixen R-150S @f/5. è per nulla facile lavorare con questo tipo di attrezzatura per diversi motivi.
    • 71Astroemagazine________________________________________________________________________CCDGallery Fig.2 – In basso, la Luna al primo quarto in un fotomosaico di 11 frames. Note sullo strumento: Nikon Coolpix 300 Le immagni sono state riprese tutte da Roma, il 4 Novembre del 2000 dalle La CoolPix 300, prodotto della Nikon, è una fotocamera digitale usscita sul 18.05 alle 18.37 UT. L’attrezzatura mercato nell’autunno del 97. Riuesce ad ottenere immagini ad un massimo di utilizzata da Gabriele è sempre la risoluzione di 640x480 compatibilmente con uno dei formati di risoluzione di stessa: la Coolpix applicata al Vixen R- molti altri chip CCD. 150 S @f/5. Si notano dei “baffi scuri” Il sensore è il classico 1/3 di pollice con circa 300.000 pixels che la fotocamera sull’immagine, essi sono dovuti con riesce a registrare con una profondità di 24 bit (ovvero 16.7 milioni di colori molta probabilità agli effetti di “teoricamente” utilizzabili). vignettatura di cui ogni singolo frame Monta (come è normale per questa fascia di fotocamere digitali) un’ottica fissa sembra essere affetto. con una focale di 45mm se messa in relazione alle fotocamere con ottica fissa da Il metodo afocale che Gabriele ha 35mm.La messa a fuoco è naturalmente fissa, non impostabile, lasciando utilizzato (tra l’altro l’unico metodo l’opportunità di operare in macro entro un piccolo range di distanza consentito lasciando “intera” la dall’obiettivo. fotocamera J ) introduce quasi sempre L’otturatore è uno degli elementi che alla fin fine ne determina il limite per questo particolare difetto ai bordi poterci lavorare. Pur ricordandoci che comunque rimane una camera con chip dell’immagine. Soluzioni per risolverlo non raffreddato e dunque non consentirebbe di esporla per pose “meno brevi” potrebbero essere: 1) Eseguire un flat senza incorrere ad un altro tipo di problemi di natura termica, la Coolpix dispone field per “limitarne” l’effetto e 2) di uno “shutter” che può variare da 1/30 ad 1/2500 di secondo. L’impostazione di utilizzare esclusivamente la parte meno tali valori avviene in modalità del tutto automatica grazie ad un “program AE” “vignettata” dell’immagine. Certamente residente che comunque non consente di introdurre una compensiazione di il campo utile si ridurrà notevolmente esposizione manuale. L’obiettivo appare così aperto @f/4 e le immagini possono (facendo peraltro aumentare in numero essere visionate attraverso un monitor LCD oppure attraverso l’uscita video PAL di frames necessari) ma l’immagine su un monitor. SP finale ne acquisterebbe in qualità. Qui in alto, la Nikon Coolpix 300, la fotocamera digitale di cui si parla nel testo.
    • 72Astroemagazine________________________________________________________________________CCDGalleryFig.3 – A destra, per rimanere in “tema” di fotomosaici, questo èappunto un mosaico lunare risalente al 3 Aprile 1999 eseguito daMauro Facchini presso l’Osservatorio di Cavezzo (Mo)Fig.4 – Sotto, un’altra immagine lunare ma stavolta non infotomosaico. La ripresa, del 14 marzo 2000, è stata effettuata con unAPO @f/9 con un diametro da 155mm. Autore M.Facchini,Osservatorio di CavezzoCCD-eep Sky Fig.5 – A sinistra in alto, la bellissima galassia a spirale NGC 3992 in una ripresa CCD di Mauro Facchini dell’Osservatorio di Cavezzo (Mo). Fig.6 – A sinistra in basso, un’immagine a colori della Spirale NGC 4501, osservata e catalogata già da Messier come M88 nel lontano Marzo del 1781. Egli riportò tali parole nella sua relazione: “Nebulosa senza stelle, nella Vergine, fra due piccoli astri ed uno di sesta, che appaiono contemporaneamente nel campo dell’oculare. La sua luce è fra le più deboli e somiglia alla nebulosa riportata … al numero 58”. Rimane sempre una gaassia che da grandi soddisfazioni nella ripresa, basta guardare un’immagine (meglio se a colori) per rendersene conto. Foto di Mauro Facchini, Osservatorio di Cavezzo (Mo).
    • 73Astroemagazine________________________________________________________________________CCDGallery Fig. 7 – Un fotomosaico, ma stavolta di ben altro tipo. Infatti è un mosaico di una zona di cielo particolar-mente ricca di og-getti deep-sky. Ap- paiono ben visibili ben tre galassie di cui una di taglio. Da come si può vedere dalle esaurienti note a corredo nel- l’immagine, si tratta di NGC5981, NGC 5982 ed infine di NGC5985.I frames singoli, oltre che a comporre un foto- mosaico, sono stati a sua volta ottenuti dalla somma di ben 3 esposizioni da 4 minuti ciascuna per aumentare il segnale rumore ed esaltare i dettagli più tenui. Foto M.Facchini, Oss. di Cavezzo (Mo) Fig.8 – Qui a sinistra, NGC1977. Somma di 10 immagini da 60” ciascuna per un totale di 10 minuti di integrazione complessiva. Telescopio da 400mm, F:1450, Temperatura CCD: -28°C. Fig.9 – In basso a sinistra, NGC 4565, galassia a spirale della Chioma di Berenice, uno dei più belli esempi di galassia a spirale vista di taglio. Da una visione più attenta, appare evidente come il “bulge” appaia leggermente decentrato nella forma di taglio. Ciò è dovuto alla natura asimmetrica di questa galassia che tra la’tro ci mostra come in molte sue “colleghe” la caratteristica banda oscura che la taglia a metà. Immagine di Mauro Facchini, Osservatorio Astronomico G.Montatani di Cavezzo (Mo). Fig. 10 – In basso a destra, M13, il fantastico ammasso globulare famosissimo agli astrofili di tutto il mondo per le soddisfazioni che regala anche ad un semplice osservatore. Imamgine CCD ripresa ed elaborata da Mauro Facchini, Osservatorio G.Montanari di Cavezzo.
    • 74Astroemagazine________________________________________________________________________CCDGallerySISTEMA SOLARE Fig.11 – A sinstra, una schermata di Mauro Facchini della Cometa C1997 T1 Utsunomiya. L’immagine originale è una somma di 5 immagini da 60 secondi per una integrazione complessiva di ben 300 secondi (5 minuti). Strumento usato: Telescopio da 400mm, focale di 2210mm @f/5.5, temperatura del sensore CCD: -25°C. Fig.12 – In basso a sinistra la cometa De Vico in una immagine del 95. Fig.13 – Un saturno veramente notevole in una ripresa di Riccardo Renzi. Immagini di questa qualità se ne scorgono molto poche in giro! Complimenti Rik da tutti noi!!! Fig.14 – A sinistra, Venere in una immagine ripresa da Gabriele Profita con la sua Nikon Coolpix 300 montata su un Vixen da 150mm @f/5 con metodo afocale tramite proiezione di un oculare Ploss 9 mm ed una barlow 2x. Salvatore Pluchino è nato a Scicli (Rg) nel 1973 e studia Fisica all’Università di Catania. E’ proprietàrio dell’OAIN (Osservatorio Astronomico I.Newton) di Scicli (RG) dove si occupa principalmente di CCD e di Radioastronomia. E’ uno dei redattori nonché il WebMaster PDF di Astroemagazine. Mi chiamo Mauro Facchini e faccio parte dellOss. di Cavezzo, i miei interessi sono rivolti alla elaborazione delle immagini che pratico dal 90, prima con un vecchissimo e strepitoso Ulead Photostyler, poi larrivo delle immagini a 16bit sono passato a MiPS (il piu grande) e con esso mi sono fatto le "ossa". Ora utilizzo Astroart.
    • Astroemagazine______________________________________________________________________75 RECENSIONE LIBRILib ri da l’irreversibilità non è altro che “una Gli ultimi tre minuti – Congetture conseguenza dell’instabilità del pre- sul destino dell’universo universo, indotta dalle interazioni tra di Paul Davies la gravitazione e la materia”. Sulla BUR Biblioteca Universale Rizzoli, nascita dell’universo quindi Prigogine 2000, pagg. 168, Lit. 12500le gge re … propone una tesi originale che “riunisce in sé elementi di entrambe le concezioni cosmologiche tradizionali: la teoria dello stato stazionario di ISBN 88-17-25866-0. Hermann Bondi, Thomas Gold e Freda cura di Massimo Barbieri Hoyle e il modello standard del Big Bang. La prima sarebbe applicabile alLa fine delle certezze – Il tempo, il pre-universo, quel mezzo instabile checaos e le leggi della natura ha generato il nostro universo, mentredi Ilya Prigogine il secondo si applicherebbe in modoBollati Boringhieri editore s.r.l., 1997, specifico al nostro universo”. Perpagg. 189, Lit. 50000 descrivere i primi istanti dell’universo,ISBN 88-339-1030-X. Prigogine si avvale di un intervallo spazio-temporale conforme, nella forma ds2=Ω2(dt2-dl2), ossia di un intervallo di Minkowski moltiplicato per funzione Ω2, denominata “fattore conforme”, che corrisponde a un campo, ovvero un sistema dinamico caratterizzato da un’ hamiltoniana ben definita. Il campo conforme è caratterizzato da un’energia negativa, che può essere trasformata in materia. Paul Davies, professore di filosofia Dal momento che l’energia del campo naturale all’università di Adelaide e di massa è positiva (E=mc2), l’energia divulgatore scientifico di grande totale si conserva. In conclusione ciò successo, definisce il libro in cui che contraddistingue l’originale illustra le teorie sul futuro approccio di Prigogine è riconducibile dell’universo “altamente a tre elementi, caratteristici non solo congetturale”, in quanto allo stato del nostro universo ma anche del attuale la nostra conoscenza del cosmo meta-universo: l’irreversibilità, la e delle leggi fisiche ci permette di probabilità e la freccia del tempo. formulare soltanto ipotesi sul destino Gli altri capitoli del libro riguardano i dell’universo.Ilya Prigogine, premio Nobel per la processi irreversibili nelle strutture Negli undici capitoli, di cui il libro èchimica nel 1977, ha così voluto dissipative di non-equilibrio, il caos costituito, l’Autore esamina dapprimaintitolare il suo libro, perché con deterministico (cap. 3 e 4) e il ruolo le possibili cause dell’ annientamentol’introduzione dei processi irreversibili delle risonanze di Poincaré in del nostro pianeta (dovuto allanella cosmologia, nella fisica classica meccanica classica e quantistica (cap. collisione con una cometa o une nella meccanica quantistica, non 5 e 6). Con sistemi instabili, è asteroide, oppure al lento maesistono più certezze assolute ma solo necessario riformulare le leggi della inesorabile spegnimento della nostradelle possibilità. dinamica newtoniana, introducendo stella, o ancora alla distruzione dellaIl tempo assume un ruolo per es. nello studio del moto di una Via Lattea da parte di un’altrafondamentale in questo contesto, in particella puntiforme una trattazione galassia) e successivamente estende laquanto non è più un’illusione, come statistica, basata sull’operatore di discussione al resto del cosmo, la cuisosteneva Einstein, ma diventa il “Liouville”. Anche la meccanica attività tende, in base al secondo“veicolo dell’irreversibilità”. Saremo quantistica dovrà essere rivista, in principio della termodinamica, a unoin grado di conoscere e descrivere la quanto anch’essa come la meccanica stato finale di massima entropia,natura, sottolinea Prigogine, solo con classica “conduce a leggi ovvero alla cosiddetta “mortel’integrazione della freccia del tempo deterministiche e reversibili rispetto al termica”.nelle leggi fondamentali della fisica. tempo” e la soluzione del problema si Tutte le stelle infatti prima o poiSecondo lo scienziato, il tempo non ha ottiene mediante un approccio esauriranno il loro combustibile;avuto né inizio né fine (famosa è la sua perturbativo, prendendo l’avvio da un’ quelle “pesanti” esploderannofrase “il tempo precede l’esistenza”), hamiltoniana del tipo H = H0 + λV, lasciando come residuo una stella dimentre il nostro universo è nato non da sviluppando contemporaneamente neutroni o un buco nero circondato dauna singolarità bensì da una autovalori e autofunzioni in serie di gas emessi nello spazio, mentre stelletransizione di fase del vuoto potenze crescenti di λ, ma uscendo aventi le dimensioni del nostro Solequantistico che, come il Big Bang, è dallo spazio di Hilbert. aumenteranno dapprima le loroun processo irreversibile e dimensioni fino a trasformarsi in una
    • 76____________________________________________________________________ Dic-Gen_2000-01gigante rossa, per poi spegnersi decadimento del protone, che a sua cosmo andrebbe incontro al Biglentamente in una nana bianca fino a volta potrebbe decadere anche a causa Crunch; la temperatura aumenterebbesolidificarsi in un cristallo di della gravità. I quark di cui è composto fino a raggiungere miliardi di gradi e ,“straordinaria rigidità”. non sono fermi, ma per effetto negli ultimi tre minuti, un valore tale aL’universo rimarrebbe un luogo dell’indeterminazione quantistica cui gli stessi nuclei atomici sifreddo, oscuro, dominato dalla materia cambiano sempre posizione all’interno disintegrano. Sarebbe la fine di tutto ee dai buchi neri. In seguito la materia del protone; se si avvicinano a un non solo della materia.sarà distrutta dai buchi neri e anche i punto tale che la forza di gravità non è Secondo alcune attuali teorie noibuchi neri scompariranno, in quanto più trascurabile, si formerà un vivremmo in un falso vuoto. Se cosìemettono radiazioni (effetto minuscolo buco nero che, essendo fosse la fine potrebbe giungere inHawking); un buco nero di massa instabile, svanirà istantaneamente. qualsiasi istante, dal momento che ilsolare impiegherebbe 1066 anni a Naturalmente i protoni, anche se falso vuoto è metastabile e ladissolversi, mentre un buco di enormi decadono, creano dei prodotti, quindi formazione di una bolla di vero vuotodimensioni 1093 anni. non è detto che l’universo rimanga sarebbe in grado di distruggereMa l’universo si espanderà all’infinito senza materia; un protone si converte l’universo, in quanto si dilaterebbeo si giungerà a un Big Crunch? Per in un positrone e in un pione neutro velocemente fino a raggiungererispondere a questo interrogativo che a sua volta decade in due fotoni o dimensioni astronomiche.occorre conoscere il peso della materia in una coppia elettrone-positrone, il La bolla di vero vuoto potrebbeche costituisce l’universo e cui annichilamento avverrà in 10116 rivelarsi però un’ancora di salvezza,determinare quindi quale sia la massa anni. Continuerà ad esistere la ovvero un modo per sfuggire al Bigdei neutrini e delle WIMP (WEAKLY radiazione cosmica di fondo; Crunch, se esistesse la possibilità diINTERACTING MASSIVE l’universo sarà costituito quindi da “un saltare in un altro universo.PARTICLES). miscuglio straordinariamente diluito di Altre bizzarre teorie riguardano ilUn altro quesito fondamentale per fotoni, neutrini e di un numero modello di universo ciclico simmetricoconoscere il destino dell’universo decrescente di elettroni e positroni”. rispetto al tempo, e la molteplicità diriguarda la stabilità della materia Nel caso in cui la massa dell’universo mini-universi (modello di Andreiordinaria e dimostrare quindi il fosse superiore al valore critico, il Linde).Il servizio arretrati di Astroemagazine Sono disponibili, per chi fosse interessato, i numeri arretrati di Astroemagazine e sono ovviamente sempre “free”. Collegatevi al sito internet della nostra rivista all’indirizzo: http://astroemagazine.astro fili.org e clikkate su Arretrati. Vi si renderà disponibile una lista delle pubblicazioni disponibili con i relativi links per scaricarne una copia. Qui troverete solo gli ultimi numeri, quelli disponibili nelle due versioni impaginate in file “pdf” con grafica professionale e stampabili ad alta risoluzione come le altre riviste cartacee del settore ed in html. Per gli altri precedenti, vi invitiami a visitare il nostro sito.