Il cielo ad occhio nudo – La Via Lattea – parte 9

Noi ci troviamo all’interno di una galassia a spirale. Lo possiamo capire osservano il cielo nelle notti estive: la Via Lattea si estende lungo un arco per tutta la volta celeste, luminosa di una luminosità diffusa.

È invisibile sotto il cielo della città, e si può rimanere tutta la vita senza sospettarne l’esistenza. In luoghi molto bui, come la montagna o il deserto, costituisce invece uno degli spettacoli più belli che ci possano essere.

La Via Lattea, nella sua interezza, da il meglio di sé all’occhio nudo e al binocolo. L’aspetto della Via Lattea è molto vario: ad occhio nudo non si possono risolvere le singole stelle, e queste sono così tante da creare quell’effetto di luminosità soffusa. In essa sono presenti dei vuoti scuri dall’aspetto filamentoso e intricato, e alcuni agglomerati particolarmente luminosi.

Ma cos’è che si sta guardando?

NGC 4565, nella fotografia qui sotto, è una galassia a spirale vista di taglio. È un oggetto che si può osservare anche con telescopi amatoriali e si trova nella costellazione della Chioma di Berenice. Visti così di taglio, i bracci a spirale che si sviluppano e avvolgono attorno al nucleo si sovrappongono l’uno sull’altro creando questa banda di polveri opaca nell’ottico. Il rigonfiamento al centro è il bulge. 

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NGC 4565 Adam Block/Mount Lemmon SkyCenter/University of Arizona.

Questo è ciò che si sta guardando: la Via Lattea è proprio la struttura della nostra galassia. I suoi bracci a spirale, in questa prospettiva, appaiono sovrapposti l’uno all’altro. Le sue polveri sono le intricate strisce scure che assorbono la luce delle stelle retrostanti. Non è stato banale per gli astronomi comprendere la struttura tridimensionale della nostra galassia potendola osservare solo dall’interno.

Le fotografie che seguono sono state scattate la scorsa estate dal fotografo (e amico, ciao Max!) Massimo Sotto, durante una vacanza assieme ad altri astrofili sulle Alpi… Quindi questi profili montuosi mi sono divenuti famigliari e ne sono affezionata. Mi sono permessa di modificarle indicando le caratteristiche e gli oggetti principali visibili: per quanto l’obiettivo fotografico sia differente dall’occhio umano, molti degli elementi segnati (non tutti) sono apprezzabili semplicemente osservando il cielo, senza l’uso di alcuna strumentazione.

Il bulge, e quindi il centro galattico, sono proiettati nelle costellazioni del Sagittario e dello Scorpione.

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Fotografia di Massimo Sotto. Agosto 2016, Colle dell’Agnello, Alpi.
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Fotografia di Massimo Sotto. Agosto 2016, Colle dell’Agnello, Alpi. Grafica aggiunta da me.
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Fotografia di Massimo Sotto. Agosto 2016, Colle dell’Agnello, Alpi.
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Fotografia di Massimo Sotto. Agosto 2016, Colle dell’Agnello, Alpi. Grafica aggiunta da me.

La quantità di oggetti riconoscibili (più i due pianeti Marte e Saturno) è impressionante: ammassi aperti come M6 ed M7, ammassi globulari come M4 ed M22, nebulose luminose e nebulose oscure.

Qui in Italia, le zone centrali della galassia rimangono radenti l’orizzonte nelle notti estive, e sprofondano sotto di esso nel corso della notte. Nell’emisfero australe, invece, il rigonfiamento del centro galattico è alto nel cielo, praticamente allo zenit.

La nostra galassia sembra essere una SBc, ovvero una spirale barrata, con i bracci a spirale non troppo strettamente avvolti e un bulge relativamente piccolo. Il suo disco ha un diametro di circa 100 mila anni luce (un raggio di luce impiega mille secoli ad attraversala…). Lo spessore del disco, invece, è di soli 1500 anni luce.  Il Sole, la stella attorno a cui orbitiamo, si trova a circa 28 mila anni luce dal centro, verso la periferia, in un braccio minore chiamato Braccio di Orione o Braccio Locale (Orion Spur).

Il bulge centrale è uno sferoide schiacciato dal diametro polare di circa 8 mila anni luce ed un diametro equatoriale di circa 10 mila anni luce.

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Rappresentazione artistica. Come si suppone sia strutturata la nostra galassia. Noi ci troviamo nel braccio “Orion Spur”.

Great Sagittarius Star Cloud: una finestra su una porzione del bulge

Guardando verso le regioni centrali le polveri sono particolarmente spesse ed estese, tanto che lo studio del centro galattico non può essere fatto in ottico, ma nell’infrarosso o nel radio: queste regioni sono opache nella luce visibile.

Vicino all’asterismo della “teiera” nel Sagittario, in particolare sopra alla stella Alnasl, c’è una zona particolarmente luminosa: è la struttura galattica più interna osservabile nella luce visibile e con l’occhio nudo. Si allunga per alcuni gradi in cielo ed è effettivamente una visione del bulge centrale della galassia!

Spostandoci dalla nube luminosa verso l’interno della Via Lattea, abbiamo proprio il punto corrispondente al centro galattico.

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Fotografia di Massimo Sotto. Agosto 2016, Colle dell’Agnello, Alpi. Grafica aggiunta da me. 

Se potessimo vedere l’intera estensione del bulge, questo si estenderebbe fino a M24, la Small Sagittarius Star Cloud, e giù fino a lambire la coda dello Scorpione – ho tentato di segnarlo approssimativamente con un rettangolo nella prima immagine.

Dare profondità

Queste zone sono ricchissime di oggetti: ammassi globulari, ammassi aperti, e naturalmente nebulose – regioni di formazioni stellare.

Nella fotografia più sopra sono segnate le posizioni di alcune nebulose – piccoli bozzoli luminosi che sembrano zone dove le stelle si addensano.

Il primo braccio galattico che incontriamo, partendo dall’esterno, è proprio il nostro. A questo appartiene la grande estensione di nebulose oscure che si allunga nella costellazione del Cigno, chiamata la “grande fenditura del Cigno” (Cygnus Great Rift).

La maggior parte delle regioni di formazioni stellare sono situate invece più in profondità, nel Braccio Sagittarius-Carina (nell’illustrazione, dovrebbe corrispondere al Sagittarius Arm): propiettate nella costellazione del Sagittario si trovano la nebulosa Laguna (M8), la nebulosa Trifida (M20), la nebulosa Cigno (o nebulosa Omega, M17); nella costellazione del Serpente, la nebulosa Aquila (M17).

Tutte questi oggetti sono nebulose ad emissione e riflessione, zone dove la gravità ha addensato nubi di gas e polveri e al cui interno è in atto la formazione di nuove stelle.

Sono oggetti che al binocolo e con telescopi amatoriali possono essere osservati in gran dettaglio.

Quelle che seguono sono delle fotografie di queste nebulose:

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The Trifid Nebula in Stars and Dust. Adam Block, Mt. Lemmon SkyCenter, U. Arizona.
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M8: The Lagoon Nebula. Ignacio Diaz Bobillo.
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Swan Nebula & Asteroid 1216 Askania, Robert Hart.

Guardando queste fotografie ci si può chiedere quanto di questi oggetti sia apprezzabile utilizzando uno strumento amatoriale e osservando dall’oculare. Sicuramente il colore rosso, dato dall’idrogeno ionizzato, può essere rivelato solo da una fotografia e usando un filtro H-apha. L’azzurro, dato dalla parte a riflessione della nebulosa, non è nemmeno lui apprezzabile osservando la nebulosa Trifida (lo è, invece, per la nebulosa di Orione!). Colori a parte, le fotografie hanno anche una maggior sensibilità nel delineare le polveri e quindi la forma della nebulosa stessa, nonché la capacità di rendere la profondità e la tridimensionalità degli oggetti.

Eppure, osservadole al binocolo o ad un piccolo telescopio, sono una visione magnifica e ricca. Osservandole con pazienza per diversi minuti le loro caratteristiche incominciano ad emergere. L’ammasso aperto sovrapposto alla nebulosa Laguna risplende sullo sfondo delicato della nebulosa stessa…

C’è un modo, in effetti, per dare virtualmente un’occhiata a questi oggetti come li vede “l’astrofilo visualista” – é un modo che uso anche per farmi un’idea di cosa posso aspettarmi di risolvere osservando un oggetto nuovo o  per confrontare una mia osservazione: si possono cercare degli sketch astronomici. Queste, ad esempio,  sono dei disegni fatti all’oculare da alcuni astronomi amatoriali delle nebulose citate prima:

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Sketch della nabulosa Trifida M20. Jeremi Perez.
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Sketch della nebulosa Trifida. Kiminori Ikebe.
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Sketch della nebulosa Laguna M8. Michael Vlasov.
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Sketch della nebulosa Cigno/Omega M17. Kim Byong
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Ancora la nebulosa Cigno, da Michael Vlasov. In questo sketch è apprezzabile anche il più ampio arco di nebulosità.

Questo post continua da Il cielo ad occhio nudo – parte 8.

Alla prossima ~

Il cielo ad occhio nudo – parte 5

Cassiopea

Continua da Il cielo ad occhio nudo – parte 4.

La costellazione di Cassiopea è facilmente riconoscibile perchè delinea una “W” – la “W di Cassiopea”. É una costellazione circumpolare, visibile in ogni momento dell’anno.

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Cassiopea. Akira Fujii/DMI. Cliccate sulla foto per raggiungere la sorgente originale.
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Con una modifica in Gimp.

La stella Schedar è una gigante arancione e si distingue dalle altre per il suo colore.

δ e ε Cassiopeiae si chiamano rispettivamente Ruchbah e Segin. γ Cassiopeiae stranamente non possiede un nome ufficiale, ma spesso viene indicata come Tsih, prendendolo a prestito dalla tradizione cinese, nella quale significa “la frusta”.

Intermezzo – γ Cassiopeiae

Esula da questa presentazione, ma vorrei condividere un’altra cosa legata alle stelle di Cassiopea – una cosa che ho scoperto nell’inverno del 2015: si tratta della peculiarità di γ Cassiopeiae. 

L’unico modo per comprendere qualcosa di profondo sulle stelle è tramite la spettroscopia. Solo scomponendo la loro luce si può scoprire cosa effettivamente sia una stella: la sua struttura fisica, gli elementi chimici che compongono il suo involucro più esterno (e il fatto quindi che le stelle possiedano una “atmosfera” e abbiano una struttura), la temperatura, la velocità di rotazione o di espansione, il loro moto proprio, le eventuali interazioni con altre stelle… in ultimo la comprensione delle reazioni nucleari al loro interno e dell’evoluzione stellare.

La spettroscopia essenzialmente ha segnato l’inizio di quello che ora consideriamo l’astrofisica. L’astronomia prima era essenzialmente “astronomia di posizione” (ma la sua storia – con strumenti come il cerchio meridiano e lo strumento dei passaggi e con personaggi come Flamsteed , Piazzi, Bessel… – credo valga la pena di essere approfondita). Le stelle si comportano quindi come delle sorgenti molto calde all’interno di un involucro gassoso. La radiazione proveniente dal nucleo stellare attraversa questi strati di gas più rarefatto e con l’uso di un prisma o di un reticolo si vedono delle linee scure, delle cadute nell’intensità della luce corrispondenti in modo univoco ad un elemento chimico o ad una molecola.

Osservando lo spettro di γ Cassiopeiae si trova una cosa piuttosto speciale: non ci sono solo sottili righe scure che striano l’arcobaleno di colori, ma ci sono quelle che sono chiamate linee di emissione, che si trovano solitamente nelle nebulose. Quando ho accostato l’occhio all’oculare del telescopio, dopo aver inserito il reticolo, ho visto subito una netta riga rossa, molto luminosa, nel punto in cui si trova la riga H-alpha. Sapevamo, effettivamente, cosa avremmo trovato, ma ci ha stupito lo stesso quella linea rossissima. E questo fatto ha permesso agli astronomi di capire che γ Cas  presenta un disco di gas rotante che si sviluppa sul suo piano equatoriale, emesso dalla stella stessa. Le righe di emissione sono prodotte proprio da questo disco di gas.

Intermezzo – La velocità della luce

Penso che stia in questo l’interesse duraturo nell’osservare il cielo: nell’unione di un’emozione pura legata alla bellezza del cosmo e dello stimolo intellettuale nel sapere cosa si sta guardando. Questa conoscenza si ottiene leggendo e informandosi sulle ricerche nell’ambito astronomico e astrofisico:sapere anche solo la distanza di un oggetto, o che le galassie sono sistemi immensi di stelle, posti a distanze inconcepibili, magari dalle forme ritorte e malleate dall’effetto di enormi attrazioni gravitazionali.

Cosa che mi stupisce sinceramente è il concetto di velocità della luce.  Le distanze vengono misurate non in unità di spazio, ma negli anni che la luce impiega per viaggiare tra un oggetto celeste e la Terra. Così il raggio di luce che proviene dal Sole è partito dalla sue superficie 8 minuti prima rispetto a quando ci raggiunge. Da Sirio, la luce ha viaggiato per otto anni prima di impressionare la retina o il sensore della macchina fotografica. E così via, fino a incontrare remoti ammassi di galassie a 300 o 500 milioni di anni di distanza. La cosa più “lontana” che la scienza può osservare, effettivamente, è quella che è chiamata la “radiazione cosmica di fondo”, risalente a più di 13 miliardi di anni fa, poco dopo rispetto a quando l’universo ha avuto origine.

Andromeda

La punta della “W” formata da Caph, Schedar e γ Cas può essere utile da utilizzare (questo è il metodo che mi è stato insegnato, e che trovo molto intuitivo) come freccia per localizzare la Galassia di Andromeda.

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Cassiopea e Andromeda. Akira Fujii/DMI. Cliccate sulla due foto per raggiungere la pagina  originale.
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Con una modifica in Gimp.

La Galassia Andromeda, nell’omonima costellazione, è visibile ad occhio nudo sotto cieli molto bui e trasparenti come quelli dell’alta montagna. Appare come una affusolata, sottile luminosità. Si mostra ad intermittenza, in visione distolta, ma si trova immediatamente una volta che si sa dove cercare.

Al binocolo la visione è perfetta. Ecco, le stelle che vediamo in cielo appartengono tutte alla nostra galassia, mentre questa è un altro sistema, lontano 2 milioni e mezzo di anni luce dal nostro.

Alla Galassia di Andromeda avevo già dedicato questo pezzo nell’ottobre del 2016: Il cielo ad occhio nudo – La Galassia di Andromeda.

La Galassia Triangolo

Rimanendo ancora un attimo con il binocolo in mano, si può scendere, superando la Galassia di Andromeda e la stella Mirach, ed entrare nella costellazione del Triangolo.

Molto più debole ed evanescente di Andromeda, e vista di faccia invece che di piatto, si può trovare la Galassia del Triangolo. È però necessario il binocolo e un cielo particolarmente buio e pulito per individuarla.

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Triangulum constellation. Credit: Akira Fujii/DMI. Cliccate sulla fotografia per raggiungere la pagina originale.

Almach?

Mi sono ispirata alla stella γ And per battezzare questo blog. Il nome Almach (o Almaak) ha origine dalle popolazioni beduiniche della penisola arabica, prima dell’avvento dell’Islam, e si riferisce ad un piccolo felino selvatico del deserto. Almach ha anche una particolarità che si può scoprire con l’uso di un piccolo telescopio: è un sistema multiplo le cui due componenti principali formano una doppia visuale dai colori incantevoli: una stella è di un giallo d’orato, l’altra azzurra. È una piccola gemma del cielo.

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Almach (o Almak, Almaak), γ And. Credit: John Nanson. Sketch dal bellismo blog degli “star splitters” Greg Stone e John Nanson, dal post Almach: a first approach. “A sight that will stir your soul on a cold winter night!”

Pegaso

Alpheraz è indicata con un doppia designazione: α And e δ Peg. Appartiene infatti a due costellazioni: Andromeda e Pegaso.

Andromeda si aggancia all’asterismo del “grande quadrato del Pegaso”:

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Cassiopea, Andromeda, Triangolo e Pegaso. Schermata dal software Stellarium.

Alpheraz è la stella che segna il vertice in alto a sinistra. Proseguendo verso l’angolo della foto, sempre in alto a sinistra, si incontra Mirach:

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The Great Square of Pegasus. Alpheraz, Scheat, Markab, Algenib, Mirach. Akira Fujii/DMI. Cliccate sulla fotografia per raggiungere la pagina originale.

Cassiopea, Andromeda… a cosa sono legati questi nomi? I nomi che utilizziamo per queste due costellazioni provengono ancora dalla mitologia Grecia. Il mito di cui fanno parte Cassiopea e Andromeda però comprende ben sei costellazioni: Cassiopea, Perseo, Andromeda, Cefeo, Ceto e anche Pegaso…

Ancora ne mancano tre prima della narrazione del mito che le stelle hanno reso immortale.

Site update – spettri di Altair, Deneb, Vega (il Triangolo Esitivo)

Altair, Deneb e Vega sono le tre stelle bianche e luminose che, insieme, formano il Triangolo Estivo.

Queste sono le prime stelle che iniziano a brillare al tramonto, assieme ai pianeti: Saturno, Marte e la stella Antares, questa estate, sono vicinissimi sull’orizzonte ovest, deformando il pattern della costellazione dello Scorpione. Questo è stato l’anno di una bella opposizione di Marte, con il pianeta molto vicino alla Terra.

Altair, Deneb e Vega sono rispettivamente le stelle alpha dell’Aquila, del Cigno e della Lira. Sono tutte di classe A – Altair e Vega sono stelle di sequenza principale: A7 V e A0 V, mentre Deneb è una supergigante, di tipo spettrale A2Ia. Sono stelle – ho scoperto in più vecchie letture – molto diverse tra loro.

Abbiamo ripreso i loro spettri – qui racconto tutta la storia:

http://www.alexstargazing.net/spectra/20160814-hounslow-summer_triangle.html

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AF 3-22. The Summer Triangle, eastern horizon – Vulpeca, Saggita, Vega, Altair and Deneb. Credit: © Akira Fujii/DMI

 

Buona lettura!

Little Alex

In attesa di tornare a casa e dedicarmi qualche sera a scrivere delle mie “avventure astronomiche” sulle Alpi, un piccolo post dalla periferia londinese.

Marco ha appena preso un telescopietto da “backyard”, un Maksukov di 127mm. Essendo “piccoletto” e “compatto”, lo ha battezzato Alex in mio onore.

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Primo incontro

A presto.