Cometa Hale-Bopp

Analisi delle immagini

presentato da Gianluca Masi, Ceccano (FR) Italy



Per la prima volta nella storia, una grande cometa si e' resa visibile per un lungo periodo di tempo contemporaneamente alla disponibilita', da parte dei non professionisti, di strumenti assai raffinati: mi riferisco in particolare alle camere CCD.
In questa sezione voglio descrivere brevemente alcuni risultati ottenuti attraverso le immagini da me realizzate, riguardanti i gusci di polveri o "shell".

Chiunque abbia osservato la cometa attraverso un telescopio sara' rimasto colpito dalla struttura particolare delle regioni vicine al nucleo, presente in quasi tutte le grandi comete del passato. Praticamente, erano visibili una serie di gusci di polveri , animati da un moto di espansione, chiaramente avvertibile nel corso di osservazioni successive distanziate di un paio d'ore. Essi non erano altro che il risultato prodotto da un getto particolarmente attivo, il quale ha generato, tutt'intorno al nucleo, una strana figura di spirale; le parti piu' luminose di questa spirale erano appunto i gusci. In realta' la situazione era molto piu' complicata, dal momento altri getti lasciavano a loro volta delle tracce, ma le mie immagini evidenziano praticamente le strutture principali. Il periodo di rotazione del nucleo e' di circa 11.5 ore, e una nuova shell veniva prodotta nello stesso tempo.
Accurate campagne osservative condotte a Pic du Midi e alle Canarie hanno permesso di documentare mirabilmente tutti questi fenomeni, in particolare si e' potuta stimare la velocita' proiettata con cui si espandevano le shell. Potendo ottenere buone immagini, ho tentato di eseguire misure analoghe, lavorando sulle riprese CCD ottenute a distanza di poche ore. Sebbene, infatti, a distanza di un'ora il moto delle onde fosse gia' apprezzabile, la corta focale del mio telescopio mi ha fatto preferire riprese separate da circa 8 ore. Poiche' nella seconda decade di marzo la cometa era osservabile sia all'alba che al tramonto, ho programmato le osservazioni approfittando di questo fatto, che mi ha permesso di prendere immagini separate opportunamente nel tempo. Quando cio' non e' stato possibile, sono state ottenute immagini utili nel corso della stessa seduta.
L'alta risoluzione, derivante dall'impiego di una camera CCD SBIG ST-7 dotata di sensore con pixel da 9x9 micron, ha permesso di conservare un elevato grado di dettaglio, opportunamente sfruttato nella successiva fase di image processing. La scala dell'immagine e' risultata essere di 2.48"/pixel. Il tempo di posa e' stato scelto in modo da evitare la saturazione della regione circostante il nucleo, dove bisognava evidenziare le strutture. Poiche' le shell avevano una luminosita' decrescente all'aumentare della distanza dal nucleo, per osservare i gusci meno recenti bisognava allungare opportunamente il tempo di integrazione. Sono state pertanto realizzate immagini tra loro diverse, per una completa documentazione del fenomeno. A partire dalla seconda decade di marzo, le shell sono risultate assai evidenti gia' sulle immagini grezze, mentre l'elaborazione delle stesse era suggerita dalla possibilita' di estrarre tutte le informazioni contenute nelle riprese. Si e' utilizzato in particolare l'algoritmo di Larson-Sekanina, onde evidenziare eventuali getti, puntualmente presenti in buona parte delle immagini raccolte (Si veda questa immagine del 26 marzo). La piu' tradizionale maschera sfocata ha permesso un ottimo compromesso tra il lato estetico e quello scientifico. Uno sguardo ai risultati presentati qui permette di avere un'idea sul lavoro complessivamente svolto.

 Sono state ottenute circa 500 immagini nel periodo tra il 2 febbraio e il 3 maggio; praticamente, sono stati sfruttati quasi tutti giorni che presentavano condizioni meteorologiche favorevoli. Il 9 marzo, inoltre, si registrava quella che la Nasa confermava essere la prima ripresa al mondo della cometa ottenuta nel cielo serale.
Sono state ottenute anche alcune interessanti immagini impiegando opportunamente un filtro polarizzatore, come questa.
Dati significativi sono venuti dallo studio della propagazione delle shell: e' stata infatti calcolata la velocita' proiettata di espansione rispetto alla direzione cometa sole, risultata essere, utilizzando alcune immagini ottenute tra il 20 e il 21 marzo, di:
 

AP 180°: VI = (406 ± 38) m/s    VII = (434 ± 38) m/s

AP 225°: VI = (413 ± 25) m/s    VII = (458 ± 25) m/s

AP 270°: VI = (493 ± 38) m/s    VII = (511 ± 38) m/s

Periodo di rotazione: (11.6 ± 1.8)ore



Per ogni angolo di posizione si riporta la velocita' delle shell a 25" e 46" dal centro del falso nucleo. All'epoca, il Sole, rispetto alla cometa, aveva A.P. = 179°. Si veda l'immagine qui presentata. L'accordo di queste stime con quelle ottenute dai professionisti e' notevole. Si trova, inoltre, che il moto di espansione e' costante, almeno entro l'errore sulla velocita'. I dati sulla shell piu' lontana sono meno precisi, poiche' essa era meno definita dell'altra.
Considerando queste velocita' e la distanza tra le shell, e' stato possibile stimare il periodo di rotazione del nucleo, risultato essere di 11.6 ore, in ottimo accordo con il valore riportato all'inizio.

 L'analisi preliminare delle immagini consente di osservare che la struttura a shell ha subito un "degradamento" a partire dalla fine di aprile, quando i gusci hanno cominciato a mostrare un aspetto piu' complesso. Si confrontino le immagini del 3 maggio, 24 aprile, e 19 aprile. Per una completa documentazione dell'attivita' delle zone circumnucleari, si veda questa immagine, che riassume due mesi di osservazione, dal 3 marzo al 3 maggio. Per i dettagli si veda la pagina principale (home).

 Per concludere, aver potuto lavorare su immagini riprese con i propri strumenti, ottenendo risultati di rilievo e' stata un'esperienza assai stimolante e positiva.
 


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