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25 Maggio 2020
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Spettrografia Amatoriale

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Detto brevemente, lo spettroscopio è uno strumento ottico in grado di scomporre, formando uno “spettro” di vari colori, la luce proveniente da sorgenti le più disparate: un solido incandescente, la fiamma di una candela, il bagliore del Sole, una stella, una nebulosa o una cometa (tanto per citarne solo alcune).

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I principali risultati ottenuti presso il Centro Astronomico di Libbiano

Come accennato, lo spettrografo descritto nell’articolo è stato realizzato per l’utilizzo sul telescopio Ritchey-Chretien da 500mm – f/8 del Centro Astronomico di Libbiano, gestito dalla AAAV – Ass.ne Astrofili Alta Valdera (www.astrofilialtavaldera.it), che ha effettuato i lavori di seguito descritti. La versatilità dello spettrografo è stata verificata impiegandolo anche sul rifrattore apocromatico da 180mm – f/9 in dotazione presso la struttura, che per le riprese dispone di due camere CCD:

  • CCD principale FLI IMG con sensore Kodak KAF 1001E classe 1, 1024 x 1024 pixels (raffreddato);
  • CCD di guida Starlight SXVF-H5 (non raffreddato).

Premesso che è in fase di studio la possibilità applicare allo spettrografo il CCD principale FLI, per motivi di peso nei lavori finora effettuati è stato impiegato il CCD di guida (Fig. 7).
Il primo collaudo viene effettuato il 27 ottobre 2007: la presenza della Luna – molto luminosa – ci permette di trovare il fuoco corretto dello spettrografo sul R.C. di Libbiano. Nella lettura delle immagini, si consideri che l’estensione dello spettro prodotto è più ampia del sensore utilizzato: nel caso della Luna, lo spettro è il risultato dell’assemblamento di 7 integrazioni parziali, operata con Maxim DL e quindi con Photoshop. In Fig. 8 sono evidenziate le righe caratteristiche che ovviamente riproducono lo spettro solare e alcune righe dell’atmosfera.

Fig.9 - Lo spettrografo a prisma collocato al fuoco diretto del Ritchey – Chretien da 500mm f/8 di Libbiano. Per le riprese è utilizzato il CCD Starlight SXVF-H5

Fig.9 - Lo spettrografo a prisma collocato al fuoco diretto del Ritchey – Chretien da 500mm f/8 di Libbiano. Per le riprese è utilizzato il CCD Starlight SXVF-H5

Fig.10 - Spettro della Luna / Sole ottenuto a Libbiano il 27 Ottobre 2007

Fig.10 - Spettro della Luna / Sole ottenuto a Libbiano il 27 Ottobre 2007

Fig.11 - Lo spettro della cometa 17/P Holmes, che evidenzia la riga di emissione del cianogeno (CN). Sulla destra, l’ immagine della cometa

Fig.11 - Lo spettro della cometa 17/P Holmes, che evidenzia la riga di emissione del cianogeno (CN). Sulla destra, l’ immagine della cometa

Lo spettrografo viene puntato sulla Cometa 17/P Holmes, da pochi giorni visibile a occhio nudo grazie a un outburst verificatosi sul suo nucleo. La cometa riflette la luce del Sole e il suo spettro ne evidenzia pertanto le principali righe di assorbimento, come la K e la H del carbonio ben marcate. Più interessanti sono però eventuali righe di emissione legate all’attività sul nucleo cometario: molto appariscente per la Holmes la riga di emissione del CN (cianogeno), come illustrato in Fig. 9. Per verificare l’affidabilità dello spettrografo, la sera successiva si riprende di nuovo lo spettro della Holmes: utilizzando Maxim DL si sovrappongono i profili dei due spettri ottenuti, constatandone la perfetta coincidenza (Fig. 10): fatto di notevole importanza in quanto evidenzia che in entrambe le serate lo spettrografo ha rilevato il segnale effettivo, non alterato dalle successive elaborazioni.

Nella stessa sessione si è ripreso un altro oggetto peculiare: la stella Gamma in Cassiopea, una straordinaria gigante blu variabile del tipo “shell star” (inviluppo esteso) che a causa della sua rapida rotazione espelle anelli di gas a intervalli irregolari, che ne fanno variare la luminosità in modo imprevedibile tra magnitudine 3,0 e 2,15.

Fig.12 - In blu il profilo dello spettro della cometa Holmes del 28 Ott. 2007. In rosso il profilo del 27 Ott. 2007. Il confronto ne attesta la sostanziale sovrapposizione

Fig.12 - In blu il profilo dello spettro della cometa Holmes del 28 Ott. 2007. In rosso il profilo del 27 Ott. 2007. Il confronto ne attesta la sostanziale sovrapposizione

Fig.13 - Spettro di γ (Gamma) CAS con le caratteristiche righe di emissione

Fig.13 - Spettro di γ (Gamma) CAS con le caratteristiche righe di emissione

Fig.14 - La nebulosa NGC 6888 Crescent Nebula nella costellazione del Cigno. Al suo interno la stella Wolf Rayet WR 136

Fig.14 - La nebulosa NGC 6888 Crescent Nebula nella costellazione del Cigno. Al suo interno la stella Wolf Rayet WR 136

L’espulsione del gas spiega le righe di emissione caratteristiche di questa stella (classe spettrale B 0.5 IV e): particolarmente evidenti in Fig. 11 la H Alfa e la H Beta dell’idrogeno.
Uno dei lavori più interessanti è stato portato a termine il 29 marzo 2008 sulla stella Wolf–Rayet WR 136: di magnitudine 7.50, si trova nella costellazione del Cigno, immersa nella nebulosa NGC 6888 (Fig. 12). Le WR sono stelle blu, calde come quelle di tipo O ma mostrano forti righe di emissione – prodotte da getti di gas caldi e densi emessi dalla stella stessa e sorretti da un potentissimo vento stellare – ben visibili nello spettro ripreso con la strumentazione del Centro Astronomico di Libbiano (Fig. 13).  Il 15 aprile 2008 riusciamo a riprendere un altro interessante fenomeno: la nova V 2491 apparsa pochi giorni prima nella costellazione del Cigno. L’evento si annuncia di particolare interesse in quanto l’esplosione comprime con violenza l’atmosfera stellare generando intense righe dell’idrogeno in emissione, ben evidenziate in Fig. 14.

Fig.15 - Spettro delle stella Wolf Rayet WR 136 ripreso da Libbiano il 29 marzo 2008: molto evidenti le caratteristiche righe di emissione

Fig.15 - Spettro delle stella Wolf Rayet WR 136 ripreso da Libbiano il 29 marzo 2008: molto evidenti le caratteristiche righe di emissione

Fig.16 - Spettro della nova V 2491 CYG ripreso a Libbiano. Evidenti le righe della serie di Balmer in emissione. Sopra, il profilo di intensità elaborato con Maxim DL

Fig.16 - Spettro della nova V 2491 CYG ripreso a Libbiano. Evidenti le righe della serie di Balmer in emissione. Sopra, il profilo di intensità elaborato con Maxim DL

Fig.17 - Lo spettro della nova V 2491 CYG messo a confronto con quello della vicina stella SAO 68730 di classe spettrale A 5 III. Evidente la coincidenza delle righe della serie di Balmer: in assorbimento in SAO 68730 ed in emissione per la V 2491 CYG.

Fig.17 - Lo spettro della nova V 2491 CYG messo a confronto con quello della vicina stella SAO 68730 di classe spettrale A 5 III. Evidente la coincidenza delle righe della serie di Balmer: in assorbimento in SAO 68730 ed in emissione per la V 2491 CYG.

Riprendendo lo spettro della vicina stella SAO 68730 (classe spettrale A5 III) e affiancandolo a quello della nova si può ben notare come la serie di Balmer in assorbimento nello spettro della stella coincida alla perfezione con quella in emissione nello spettro di V 2491 (Fig. 15). Nel corso del 2008 si sono anche ottenuti altri spettri di stelle) di differente classe spettrale (in Fig. 16 a titolo di esempio quello di Scheat), poi affiancati in un’unica immagine per l’immediato confronto (Fig. 17). Di particolare soddisfazione lo spettro ottenuto nel febbraio 2009 sulla cometa C/2007 N3 Lulin (in Fig. 18 lo spettro grezzo).  In questo caso, la costruzione di un apposito “metro campione” che sfrutta una sorgente di riferimento per riportare le righe note dell’idrogeno sullo spettro dell’oggetto ripreso e l’utilizzo di apposito software gratuito (Visual Spec), ci ha consentito di interpretare il risultato finale riconoscendo correttamente i principali elementi di cui è composta la cometa Lulin (Fig. 19). Strumentazione, operatività e processi di elaborazione immagini saranno specifico oggetto della seconda parte del presente articolo.

Fig.18 - Spettro di Scheat (Beta Pegasi): evidente la presenza di bande molecolari

Fig.18 - Spettro di Scheat (Beta Pegasi): evidente la presenza di bande molecolari

Fig.19 - Classificazione spettrale composta con le immagini ottenute a Libbiano

Fig.19 - Classificazione spettrale composta con le immagini ottenute a Libbiano

Vittorio Lovato - Già Presidente Onorario della A.A.T. di Voghera (PV) e socio onorario della A.A.A.V. di Peccioli (PI), è prevalentemente impegnato nella progettazione e costruzione di strumentazione per l’astronomia a livello amatoriale, privilegiando, in epoca più recente, il settore della spettrografia stellare (e-mail: vtlovato@libero.it ) .

Alberto Villa – Presidente della AAAV – Ass.ne Astrofili Alta Valdera di Peccioli (PI), nell’ambito della quale è responsabile delle sezioni “Spettrografia”, “Eclissi” e “Pianeti extrasolari”. Osserva dall’ Osservatorio “G. Galilei” del Centro Astronomico di Libbiano (e-mail: vilalber@tin.it).


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