L'OSSERVAZIONE AMATORIALE DELLE COMETE
L'osservazione amatoriale delle comete
Le comete rappresentano un campo di osservazione tradizionalmente molto ambito dagli astronomi dilettanti. Nel passato, oltre che il fascino dato dall'osservazione diretta delle grandi comete, l'interesse era volto principalmente alla ricerca di nuovi oggetti. In gran parte l'osservazione veniva effettuata visualmente e solo per le comete più luminose era possibile ottenere delle immagini fotografiche, particolarmente interessanti per lo studio della coda.
Un campo di attività tipico, legato all'osservazione visuale, riguardava anche la determinazione della luminosità totale della chioma, utilizzato per monitorare il comportamento nel corso dell'apparizione e per tracciare la curva di luce.
Con il progredire delle tecniche di osservazione e l'avvento del CCD l'interesse si è spostato anche verso altri campi di ricerca, come la determinazione della posizione del falso nucleo, l'analisi morfologica e la fotometria.
L'era del CCD
In campo cometario, come anche in molti altri settori, l'uso del CCD ha portato ad una vera rivoluzione, rendendo accessibili ai piccoli strumenti comete di bassa luminosità ed estendendo enormemente il potenziale campo di indagine. Visualmente infatti seguire oggetti oltre la dodicesima magnitudine diventava una impresa riservata solo agli osservatori più esperti, olrtre a richiedere cieli particolarmente limpidi e privi di inquinamento luminoso. Con il CCD invece ottenere una immagine di comete fino alla magnitudine 14-15 e' relativamente facile anche utilizzando tempi di posa contenuti.
L'utilizzo della nuova tecnica elettronica ha tuttavia posto nuovi problemi inerenti l'analisi e l'interpretazione dei dati. Ad eccezione del settore astrometrico, dove rapidamente si è consolidata una metodica osservativa ben precisa, negli altri campi per molti anni è mancato un chiaro riferimento, sia per quanto riguarda l'elaborazione delle immagini che la loro analisi.
I processi di elaborazione, grazie allo sviluppo di numerosi software dedicati, è diventato uno dei fiori all'occhiello dell'astronomia cometaria amatoriale, anche se in realtà è mancato un parallelo sviluppo a livello di interpretazione. L'algoritmo più noto è probabilmente il cosiddetto "Larson-Sekanina", il cui utilizzo a livello amatoriale è stato introdotto in Italia dall'Osservatorio di Cavezzo (Mo) e dal gruppo G4 (Pd). Tuttavia, pur evidenziando la presenza di strutture complesse nelle chiome cometarie, i processi di elaborazione hanno il più delle volte l'effetto di alterare profondamente l'immagine originale con il risultato di rendere molto ardua, se non impossibile, una interpretazione rigorosa a livello fisico. Difficile quindi andare oltre ad una semplice analisi qualitativa che il più delle volte poco aggiunge a quanto già noto.
Altro settore che in questi anni ha avuto un impulso notevole è stata la fotometria. In questo campo negli anni '90 ha primeggiato Herman Mikuz, presso l'Osservatorio di Crni Vrh, in Slovenia, che ha prodotto una enorme mole di dati ed immagini. Successivamente la sperimentazione è stata proseguita da un gruppo di osservatori italiani, giungendo a definire dei nuovi standard osservativi, più idonei alla tecnica CCD.
Perché la fotometria?
La risposta viene da una semplice considerazione. Se osserviamo una qualunque cometa possiamo notare che ci sono due dati che possono essere sempre forniti e sono: la posizione astrometrica e la misura della luminosità della chioma. Per contro, l'analisi morfologica (che gode sicuramente di più attenzione) è possibile solo sugli oggetti più luminosi, dove si riesce ad avere un elevato rapporto segnale/rumore. Volendo quindi ricavare dei risultati di un qualche interesse scientifico su tutti gli oggetti osservabili, l'approccio fotometrico si rivela vincente.
Nelle comete la magnitudine ricavata è funzione sia della porzione di chioma considerata sia della regione spettrale nella quale viene effettuata l'osservazione. Per standardizzare le misure ci si è posti quindi l'obbiettivo di allinearsi il più possibile con bande fotometriche standard utilizzate in ambito professionale e di definire dei criteri più adatti alla tecnica CCD. Ci si è quindi completamente allontanati dal concetto di "magnitudine totale", legato all'osservazione visuale, adottando di preferenza finestre di misura standard (misurando cioè porzioni di chioma prestabilite e definite in km). Questa procedura è stata introdotta per la prima volta dagli osservatori italiani. I primi risultati ottenuti su alcune comete luminose hanno dimostrato l'efficacia di questo metodo, assai più rigoroso ed affidabile nel monitorare il comportamento della cometa.
Un passo successivo è stato quello di trovare una chiave di lettura che permettesse di analizzare anche il profilo fotometrico della chioma, estraendo alcune informazioni utili per una indagine sui meccanismi in atto sulla cometa. Nel cercare un ragionevole compromesso tra semplicità dell'analisi e risultato scientifico si è giunti alla quantità "Afrho". Questa strana quantità fotometrica viene utilizzata per lo studio della componente polverosa della chioma, è generalmente espressa in cm (o metri), ed esprime le dimensioni di un ipotetico disco di polveri equivalente alle polveri complessivamente emesse dalla cometa.
Pur non essendo possibile di fatto ricavare una misura rigorosa relativa alla produzione di polveri espressa in termini di massa, la quantità Afrho pone in questo dei vincoli e dei limiti precisi e consente anche, in certi casi, di analizzare la struttura della chioma in relazione a modelli di comportamento teorici.
Per ulteriori dettagli si rimanda al sito internet dedicato al progetto illustrato nel paragrafo seguente.
La curva di luce della cometa C/2002 V1 costruita mediante le misure della quantità Afrho. E' evidente la rapidissima risalita in prossimità del passaggio al perielio.
Il progetto C.A.R.A.
Una conseguenza della sperimentazione fotometrica svolta è stato lo sviluppo ex novo di un programma osservativo, con annesso archivio on line, denominato "Cometary Archive for Amateur Astronomers" (http://cara.uai.it). Il progetto, definito nella sua conformazione di base anche grazie al supporto di alcuni astronomi professionisti, è in continuo sviluppo. Attualmente il progetto CARA vede numerosi contributi mirati in particolare allo sviluppo di software specifici per l'analisi dei dati (Roberto Trabatti), plug in per l'elaborazione di immagini con criteri anche collegati all'analisi fotometrica (Martino Nicolini), un archivio on line flessibile ed adatto a gestire un gran numero di dati (Carlo Vinante).
L'idea è di fornire, assieme al programma osservativo dettagliato, anche tutti gli strumenti necessari per una corretta analisi, raggiungendo così una standardizzazione ottimale ed un archivio ben omogeneo. L'archivio, solo numerico, contiene i dati significativi essenziali in un formato già interessante per il mondo professionale. Il tutto liberamente accessibile on line.
Un punto importante del C.A.R.A. è che si tratta di un progetto "aperto" ed in continua evoluzione grazie alla collaborazione tra professionisti ed astrofili. La configurazione attuale è quella di "minima" per garantire di poter ottenere dei dati di un qualche interesse sciantifico, ma nel prossimo futuro si mira a migliorare sia il programma che i metodi di analisi. Lo spirito è quello di un lavoro di gruppo nel quale chiunque può portare il proprio contributo osservativo o organizzativo a vantaggio di tutti.
La curva che illustra l'andamento della quantità Afrho in funzione del tempo per la cometa 67P ricavata da osservazioni amatoriali relative a tre apparizioni e da dati professionali fotoelettrici relativi allìapparizione del 1982/83. Il picco di luminosità cade circa un mese e mezzo dopo il passaggio al perielio.
Il C.A.R.A. ha già avuto un riscotro molto positivo lo scorso anno collaborando alla raccolta ed analisi dei dati sulla cometa 67P in relazione alla missione Rosetta. Per qust'anno si sta avviando una nuova interessante collaborazione con la missione Deep Space dedicata al monitoraggio della cometa 9P. Naturalmente risultati interessanti sono attesi nei prossimi mesi anche sulle comete "calde" del momento: la 2002 T7 e la 2001 Q4.
Ringraziamenti
La nascita e lo sviluppo del progetto C.A.R.A. è stata possibile grazie al contributo di numerosi osservatori tra i quali in particolare: Daniele Carosati, Mauro Facchini, Lorenzo Focardi, Stephane Garro, Rolando Ligustri, Martino Nicolini, Herman Mikuz, Giovanni Sostero, Diego Tirelli, Roberto Trabatti, Carlo Vinante oltre a Marco Fulle (Osservatorio Astronomico di Trieste), Gyula Szabò (Dipartimento di Fisica ed Osservatorio di Szeged, Ungheria), Gian Paolo Tozzi (Osservatorio di Arcetri).
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