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Oggi parliamo di ricerca di Supernovae Ok ok ok….Mettiamoci della fantasia…già vi vedo annoiati :mrgreen:

Immaginate di essere ragazzini, partiti per un bel viaggio viaggio alla scoperta del cielo con il vostro amato telescopio sulle spalle…..Avete scrutato il cielo tantissime volte, cercando sempre oggetti nuovi da visualizzare e nuovi limiti da valicare. Centinaia di notti, passate velocemente con l’occhio incollato “al finestrino”, nel susseguirsi delle stagioni che mostrano oggetti ai nostri occhi nuovi e sempre affascinanti. Il tempo passa veloce..luna nuova, luna piena..centinaia di tramonti, centinaia di albe.

Finchè un bel giorno arriva l’incontro “fatale”. Come consetudine avete cercato il posto migliore per posizionarvi sotto ad un bel cielo stellato, telescopio ed oculare montato, a fuoco e pronto per proiettarci in una dimensione in cui spazio e tempo vengono percepiti in maniera totalmente astratta. Ma questa volta non siete soli…Davanti a voi c’è un uomo di mezza età voltato di spalle, anche lui impegnato a scrutare il cielo.

Ehm…anzi…a ben guardare, non sta solo osservando….Si comporta in un modo che oserei definire “curioso”. Appoggia l’occhio all’oculare e sta li qualche minuto..poi lo toglie, prende un foglio e scrive.
Continua… sposta l’inquadratura, torna all’oculare, e scrive…inquadratura, oculare..e scrive..ancora..La cuirosità sale…
Ok, non ce la faccio.. io tento un dialogo!

“Ehm..salve”
“Salve”
“Cosa fa di bello?”
“Mah..sto osservando alcuni fenomeni”
“Uhm…fenomeni? Di che tipo? C’è qualcosa di strano che la incuriosisce?”
“Eh si perbacco! Tutto questo mi incuriosisce. Io da secoli passo intere notti a osservare, misurare, nominare e studiare tutto questo spettacolo che sta sopra le nostre teste. E’ qualcosa di formidabile che in realtà non ho ancora ben capito anche io, perlomeno nelle sue forme piu bizzarre”

..e iniziamo cosi a parlare. Vengo a sapere che questa strana persona ha una conoscenza davvero incredibile, se penso che ha basato molte sue intuizioni sui calcoli e sulle teorie spesso trovandone grande conferma. Via via che i discorsi si ampliano, scopro che Il nostro amico è una persona davvero interessante…riesce infine a cogliere la mia completa attenzione quando ad un certo punto inizia a parlarmi di stelle che a volte esplodono morendo e lascianod dei segni di riconoscimento nel cielo.

Mi mostra alcune foto, prese online

Gal. spirale M81 con supernova SNe 1993

Gal. spirale M81 con supernova SNe 1993

 

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Mosso da un certo sottile timore, mi azzardo a porre alcune domande… tutto sembra sempre cosi “fermo” nell’universo, o forse noi vorremmo che lo fosse nel nostro essere fortemente abitudinari.

Il signore in questione parla…tanto….e mi spiega che per cercare questo tipo di “stelle morenti” deve osservare ogni notte centinaia di Galassie e poi confrontarle con immagini già esistenti finchè non trova qualche anomalia…punti luminosi che normalmente non ci sarebbero; in parole povere, cercare di scoprire se compare.una stella all’interno di una galassia in un posto in cui in realtà non ci dovrebbe essere. Ergo, una supernova.

“Cavolo interessante!” esclamo con il cuore in gola
“Si è assolutamente interessante… a volte arrivo a osservare anche qualche migliaio di galassie a notte!”

“Scusi..ma dove trova il tempo? Voglio dire…le stelle sono miliardi, se ci mettiamo anche il fatto che le galassie sono un numero ragguardevole, non è facile gestire tutto questo surplus di dati! Ma lo fa di mestiere?”

“Beh, per quel che riguarda i numeri di oggetti da osservare ovviamente è necessario avere un metodo, questo si..inoltre,ultimamente le cose non vanno poi benissimo. Sai, la crisi, le difficoltà tecniche, le strutture sempre piu scarne…non è facile, per nulla. Comunque si..è il mio mestiere.”

I toni si fanno po piu cupi, inizia a parlarmi di tanti suoi colleghi che purtroppo hanno dovuto dedicarsi ad altro o sono dovuti ricorrere ad impieghi diversi.
Ha iniziato a raccontarmi di quanto lavoro ci sia in realtà da fare ancora per studiare i fenomeni e di quante siano invece le possibilità di intervento da parte anche di non addetti al settore. E qui si è illuminato,e ha iniziato ad incalzarmi

“Vedi…se tu avessi del tempo da dedicarmi e ti interessasse la materia, c’è qualcosa che mi puoi aiutare a fare. Ed è qualcosa di importante.
Devi sapere infatti che lo studio delle supernovae è un lavoro che permette a tutti noi di avere una stima prossima al reale sulle distanze che separano il nostro pianeta dalle galassie. Questo avviene perchè alcune stelle quando esplodono hanno una luminosità “specifica” e quindi se riusciamo a determinarne la natura, possiamo misurarne la luminosità apparente e quindi capire a che distanza si trova. So che può sembrarti esagerato assegnarti questa “responsabilità”, ma sai spesso io sono occupato a osservare tanti altri fenomeni, e non ho abbastanza tempo e soldi a disposizione per osservare anche tutte queste galassie per scoprire se è morta una stella. Io pensavo che se ti andasse di darmi un pò del tuo tempo, potremmo collaborare.”

“Wow! Collaborare?” (e penso “..arzillo il signorotto….voglio vedere dove arriva..“)

il tizio prosegue
“Si collaborare, hai capito bene…una collaborazione “silente”. Sia chiaro che non sti sto chiedendo nulla perchè già ci sono osservatori specializzati in questo tipo di ricerca..ma sai, io pensavo che se anche tu iniziassi a osservare un pò di galassie per conto mio, potresti vedere coi tuoi occhi lo scoppio di qualche stella. E non solo..a quel punto, quando sarai certo di averne vista una, allora mi chiamerai e io potrò studiare quel fenomeno. Io dirò a tutti che tu sei lo scopritore, ma la vera importanza sarà nel fatto che tu avrai aiutato me ad avere un’idea complessiva delle distanze tra noi e “loro”. Ti andrebbe di essere per me un novello Virgilio dantesco e suggerirmi dove puntare i miei telescopi?”

Eh dite la verità cari lettori…ve l’ho messa bene eh? 😀 ahahaha

Ok, proseguiamo..dicevo che subito dopo questa proposta ho iniziato a fantasticare sull’esaltazione di questo lavoro quando il signore in questione ha intuito una certa vena mistica e mi ha subito rimesso coi piedi interra
“Attento però… Il fatto che io ti consenta di aiutarmi, non significa che tu possa farlo alla carlona. Dovrai un pò applicarti, dovrai stare attento a non darmi falsi indizi e false coordinate e soprattutto all’inizio non sarà semplicissimo. Certo, capisco che questo invito non è una cosa proprio proprio da neofiti, ma via…nessuno ti obbliga a darmi l’indiicazione domani mattina eh. Prenditi il tempo necessario per capire di che si tratta e come operare e poi risentiamoci. Tieni presente sempre una cosa….per aspera ad astra!

Sapete come è finita? Ho accettato di dare il mio piccolo contributo al Sig. Astronomia. 😛 Vediamo come…

La Ricerca di Supernovae

PER ASPERA AD ASTRA!

Dunque, la ricerca si supernovae extragalattiche avviene tramite la ripresa continua di questo tipo di oggetti, rilevandone diverse (il numero è a discrezione di chi vuole seguire questo percorso) a intervalli piu o meno regolari.
Si puntano i telescopi, si rileva una immagine della galassia, dopodichè la si confronta con una immagine Master (cioè con una immagine di catalogo). Se dal confronto emerge una stella in piu, allora questa può essere di dirtto una sospetta supernovae.
Personalmente ho avuto la fortuna di affacciarmi a questo tipo di ricerca grazie ad una collaborazione iniziata qualche tempo fa con l’osservatorio Monte San Lorenzo, una struttura gestita dall’Associazione Dopo Lavoro Ferroviario di Rimini, che dispone di una cupola in cui vi è installato un telescopio riflettore Ritchey-Chretienne con uno specchio di 530mm di diametro f/9. Certo è uno strumento ragguardevole senz’ombra di dubbio (e credetemi, per nulla semplice da gestire!), ma va anticipato anche che la ricerca di Supernovae può essere effettuata tranquillamente con strumenti meno performanti. Si ritiene comunque che la configurazione minima sia un riflettore newtoniano di almeno 250mm di apertura, f/5 ed una montatura equatoriale automatizzata. Le difficoltà iniziali sono sicuramente non facilissime da gestire, piu che altro per quanto riguarda la generazione delle liste e il reperimento dei Master di catalogo, poi vi spiego brevemente come ho operato per questi ultimi. La strada per le stelle è piena di ostacoli.

PRIMA FASE: GLI STRUMENTI

Posto che (seppur sia anacronistico) è possibile effettuare questo tipo di ricerca anche in visuale (con enormi sforzi!) penso che sia opportuno pianificare bene le sessioni e dotarsi di strumentazione digitale e di una buona suite software. In generale, oltre al telescopio preferibilmente a specchi e ad una montatura equatoriale collegata ad un pc, è bene fare due calcoli per ottenere un elenco di galassie su cui è possibile poi concentrare le proprie sessioni. Questa fase di estrapolazione degli obbiettivi, viene chiamata “parsing” e deve tenere conto di tre aspetti fondamentali

a) la magnitudine limite del proprio telescopio
b) il campo inquadrato
c) la disponibiltà di tempo

a) Magnitudine limite: è quella che si calcola con la seguente formula ml = mv + 2.5 log (D/p) che si può facilmente calcolare seguendo le indicazioni di questo link
http://www.astronomia.com/forum/showthread.php?1743-Calcolo-Magnitudine-Limite-Teorica

b) il campo inquadrato, è ciò che “ci sta dentro al sensore” ahahahahhaha e si calcola prendendo le dimensioni angolari rispetto alla focale.

c) la disponibilità di tempo è chiaro cosa sia, ma di questo aspetto va valutato attentamente il tempo di ricontrollo. Esempio, se abbiamo 4 sere a settiman, e contestualmente ogni sera possiamo fare al massimo 20 galassie mentre il numero di galassie da noi scelto è 200, ci serviranno 10 sessioni prima di completarle e quindi oltre due settimane di ciclo (care donne non “quel” ciclo. Tranquille).
Diversamente se abbiamo meno tempo a disposizione, ci vorrà un ciclo di ricontrollo piu ampio. In generale è considerato accettabile un ciclo di ricontrollo di non piu di 20 giorni, il che significa che entro i 20 giorni dobbiamo essere in grado di aver ripreso tutte le galassie della nostra selezione.

L’elenco totale delle galassie NGC potreste trovarlo online digitando “ngc calogue excel” per avere accesso ad un elenco in formato Excel appunto di tutte le galassie. Altri cataloghi sono UGC, e PGC.

SUITE SOFTWARE

Nel mio caso è assolutamente obbligatorio l’utilizzo di Ascom, oltre a qualche programma in grado di leggere degli script e inviare istruzioni in sequenza ai software di ripresa. Questo serve per sincronizzare la ripresa con il movimento della montatura e in alcuni casi anche con la risoluzione del centro lastra necessaria per consentire un puntamento preciso. I programmi di ripresa che conosco io e che sono in grado di accettare script esterni sono MaximDL e Astroart. Gli script si possono reperire anche in rete, ma anticipo che serve una qualche nozione di programmazione.  Uno  dei software che ho visto lavorare in questo campo è sicuramente “Ricerca” di Salvatore Massaro, che si occupa praticamente di gestire il tutto.

Quindi, a meno che non vogliate fare decine di goto manuali, è opportuno avvalersi di un minimo di automazione con montature collegate a PC., software planetario e un sensore di ripresa. Da questo punto di vista ho scoperto che c’è chi si affida ad una canon e chi invece si affida esclusivamente a sensori CCD monocromatici. Infilandomi nell’opinione, ritengo che la seconda sia una scelta piu adeguata, se non altro per questioni di sensibilità. Ma nulla vieta di affacciarsi a questo tipo di ricerca anche con comuni reflex, in quanto in buona sostanza una supernovae si presenta normalmente come una bella stella all’interno di una galassia.

LE IMMAGINI DI RIFERIMENTO

Per le immagini di riferimento con cui effettuare le comparazioni, abbiamo a disposizione molti strumenti. Non si può non citare ad esempio “Aladin sky Atlas” messo a disposizione dall’Università di Strasburgo e che si collega al “Simbad” e ad una serie cospicua di cataloghi, consentendoci cosi di ottenere immagini delle zone inquadrate. Ovviamente onde evitare di allungare troppo, consiglio di sperimentare al seguente link:

http://aladin.u-strasbg.fr/

E’ pero necessario dire che per snellire un pò il lavoro, sarebbe opportuno di dotarsi di un catalogo di immagini di riferimento residente nell’Hard Disk. Per ottenere questo risultato, ci sono diverse metodologie..quella che io ho trovato piu comoda ha richiesto l’installazione su un pc di Linux che mi ha consentito di ricompilare gli Eso Batch Tools, il quale permette da riga di comando di ottenere immagini prelevandole direttamente dagli archivi del Digital Sky Survay. Inoltre questo script permette di dare in pasto al sistema una query di galassie inserite in elenco all’interno di un file di testo, semplificando quindi enormemente il lavoro. Al momento non ho in programma la scrittura di un articolo dedicato a questo aspetto, seppur interessante, ma non si sa mai. Nel caso, basta che mi facciate la richiesta e mi impegno a scrivere un articolo apposito.

PER CONCLUDERE

Per concludere questo articolo vorrei spendere due parole.

La ricerca di supernovae a mio avviso è qualcosa di davvero entusiasmante. Si passano notti in compagnia del proprio telescopio a verificare passo dopo passo le immagini acquisite, nella speranza di trovare queste anomalie. A volte si sente la tensione crescere, quando ad esempio capita qualche falso positivo e tutto diventa assolutamente divertente, con atmosfere quasi surreali. Una bella scarica di adrenalina 😀 Ma va anticipato che ci sono due aspetti che bisogna conoscere…uno riguarda la statistica, l’altro riguarda l’etica di comportamento.

Per quel che concerne la statistica, grosso modo vengono scoperte un centinaio di supernovae all’anno, nonostante la miriade di osservatori professionisti e amatoriali dedichino diverso tempo a questo tipo di ricerca. Questo significa che se non ci si pone nella forma mentale di effettuare un lavoro metodico e ben pianificato, difficilmente si otterranno risultati degni di nota. Se volete dare un’occhio alle ultime supernovae scoperte e confermate. basta visitare il sito del Transient Name Server che si trova a questo link:

http://wis-tns.weizmann.ac.il.

Per quel che concerne l’etica di comportamento, invece, è bene ricordare che nonostante il Sig. Astronomia sia ben felice di averci come suoi alleati, bisogna evitare di chiamarlo troppo spesso. In buona sostanza, ciò che viene richiesto prima di lanciare un alert è una verifica sull’oggetto in cui si è rilevata l’anomalia. Esempio, non si deve spostare (una supernovae non si sposta nell’arco della serata) e deve essere rilevato diverse volte durante la notte anche a distanza di qualche ora. Una volta che avrete rilevato che l’oggetto non si sposta e che a distanza di qualche ora tutto è come lo avevate visto in precedenza, potrete allora fornire all’osservatorio di Asiago i primi indizi. Dopodichè, qualche telescopio professionale dall’altra parte del mondo sarà pronto ad accogliere la vostra indicazione per iniziare le rilevazioni del caso.

 

 

Uno dei problemi piu banali da risolvere quando si fa ricerca è l’orientamento del sensore. Chiunque abbia letto qualcosa nel net che tratta come argomento la ricerca scientifica amatoriale, si è imbattuto nella classica frase

 

..per far funzionare correttamente la calibrazione, è necessario orientare la camera in modo che gli assi del sensore corrispondano agli assi del telescopio

Che significa?

Innanzitutto va specificato il motivo di questa frase, e lo spiego anche se è banalmente intuibile. Quando si effettuano rilevazioni astrometriche, come nel caso delle stelle doppie, i valori che interessano sono l’angolo (Theta) e la separazione (Rho).

Prendiamo ad esempio l’immagine seguente:

Il sistema binario che interessa per questa spiegazione è WDS STF 779 AB. Come possiamo vedere ci sono due stelle, una piu grande e luminosa (A) e l’altra piu piccola (B) e sono separate tra loro. Questo è il valore di separazione. Inoltre fingete di creare un cerchio che abbia il centro nella stella A e la circonferenza che passa per B.

Bene, fingendo che questo sia un orologio che ha le sue ore 12 verso il nord della fotografia, potremmo dire che la componente B si trova a ore 3.5. Precisamente, parlando di angolo, possiamo dire che riporta un valore di Theta pari a 120° circa.

Bene compreso questo semplice concetto, dobbiamo rendere assoluto questo valore. Perchè dico assoluto? Perchè trovandoci nello spazio, se non abbiamo un riferimento fisso gli angoli possono assumere qualsiasi valore. Ecco quindi la necessità di orientare la camera nel modo corretto, in modo che chiunque al mondo orienterà il suo strumento nella maniera analoga e chiunque ripetendo la misura otterrà piu o meno lo stesso valore.

Per il corretto orientamento del sensore, bisogna tenere presente gli assi del sensore stesso, dove il NORD è la parte alta (solitamente sul ccd è segnato dal marchio di fabbrica o da un led di accensione) e l’Ovest è uno dei due lati.

Per rispettare la corretta posizione, si ponga il telescopio verso la polare. Se avete un telescopio il cui focheggiatore è posto nella culatta (come gli Schmidt Cassegrain ad esempio) non dovete far altro che mettere la camera dritta per dritta nel vostro focheggiatore. Se avete un sensore la cui scocca è rotonda, dovete garantirvi che la parte alta del sensore corrisponda alla parte alta della circonferenza del telescopio. Fatto questo, la camera avrà l’allineamento “naturale” ai restanti assi.

Se invece avete un Newton, che ha il focheggiatore di lato, non dovrete far altro che prendere a riferimento la base quadrata del focheggiatore ed allineare la camera secondo gli assi della base. Quindi il Nord andrà verso l’alto (la direzione opposta a quella in cui ci sono le manopole per intenderci)  e l’ovest (ad esempio) verso l’apertura del telescopio.

 

Una volta ottenuto l’orientamento del sensore, siete pronti per iniziare le procedure di calibrazione e successivamente di misurazione.

Ricordatevi che piccoli disallineamenti in fase di allineamento possono essere concessi e risolti dai software che calcolano un’eventuale deriva (chiamata ‘delta’) ma sia chiaro che una volta che è stata effettuata una ripresa con il sistema di riferimento, non bisogna toccare piu nulla.

Infine, le sessioni iniziano sempre con una calibrazione e finiscono con la rirpesa dello stesso sistema di calibrazione in modo che a fine serata potrete verificare che i valori corrispondano e garantirvi che nulla siè mosso durante la sessione di ripresa.