ABSTRACT
L’articolo di Alessandro Ravagnin “Oltre i limiti” esplora il suo percorso di quasi 30 anni nell’astrofotografia, evidenziando l’evoluzione dalla semplice osservazione e disegno di oggetti celesti con un modesto telescopio Konus da 6 cm, alla cattura di fenomeni spaziali complessi con attrezzature avanzate per arrivare al Chesire Cat o Stregatto. Inizialmente limitato dal piccolo diametro del telescopio e dai cieli inquinati di Mestre, Ravagnin passò dai disegni alla fotografia analogica, e infine all’imaging digitale con le prime webcam come la Philips Vesta Pro. La sua passione per l’astronomia ha subito un salto significativo con l’acquisto di un telescopio C8, che gli ha permesso di catturare oggetti del sistema solare e immagini basilari del cielo profondo, nonostante le condizioni di visibilità sfavorevoli.
Un momento cruciale fu l’acquisto di una casa in campagna a Romano d’Ezzelino e la creazione di un osservatorio semi-automatizzato chiamato ADAM. Equipaggiato con un C11HD Edge e vari accessori, la capacità di Ravagnin di esplorare l’universo si ampliò notevolmente. Tuttavia, le limitazioni del cielo locale, con un valore SQM raramente superiore a 18,5/19 mag./arc sec², imposero sfide significative per l’imaging del cielo profondo. Scoprì che per ottenere immagini di alta qualità dalla sua posizione erano necessarie esposizioni molto più lunghe rispetto a quelle scattate sotto cieli più scuri con telescopi remoti in Cile, Namibia e Spagna, parte del progetto ShaRA che ha co-fondato nel 2022.
L’esplorazione delle lenti gravitazionali, un concetto previsto dalla relatività generale di Einstein, costituisce un tema centrale nel suo lavoro recente. Ravagnin ha accettato la sfida di fotografare questi fenomeni dal proprio giardino, concentrandosi su due specifiche lenti gravitazionali: “Cheshire Cat” (SDSS J103842.59+484917.7) e “Cosmic Horseshoe” (J1004+4112). Queste lenti, che agiscono come telescopi cosmici naturali, ingrandiscono e distorcono la luce proveniente da galassie lontane. Nonostante le difficoltà intrinseche, inclusi i lunghi tempi di esposizione e l’elaborazione meticolosa delle immagini, Ravagnin è riuscito a catturare l’elusivo “Cheshire Cat” integrando 20 ore di dati raccolti in diverse notti.
L’articolo sottolinea la disparità delle risorse disponibili per diversi astrofotografi e l’importanza di comprendere i limiti e le capacità delle proprie attrezzature e condizioni di osservazione. Il lavoro di Ravagnin mette in risalto la pazienza, la perseveranza e l’uso innovativo della tecnologia disponibile per spingere i confini dell’astrofotografia amatoriale. Il suo racconto dettagliato del processo, dalla selezione iniziale del target all’elaborazione finale dell’immagine, fornisce preziose intuizioni e ispirazione sia per i principianti che per gli astrofotografi esperti. Attraverso la sua dedizione e l’approccio creativo, Ravagnin dimostra che sono possibili realizzazioni straordinarie in astrofotografia anche in condizioni meno che ideali.
Sfide Impossibili Stregatto
Riprendo il cielo da ormai quasi 30 anni: quando ero giovanissimo mi dilettavo nel disegnare ciò che vedevo all’oculare riportando su un taccuino tutto quello che il mio piccolo Konus da 6cm di diametro mi permetteva di osservare: crateri lunari, bande nuvolose di Giove, macchie solari fotosferiche, qualche ammasso globulare. Quello era il mio Universo osservabile ed io muovevo i miei primi passi nello spazio profondo.
L’ARTICOLO COMPLETO è riservato agli abbonati alla versione digitale. Per sottoscrivere l’abbonamento Clicca qui. Se sei già abbonato accedi al tuo account dall’Area Riservata
[swpm_protected for=”3″]
Poi venne l’era della ripresa fotografica con le camere analogiche e iniziai a scattare sui vecchi negativi nella speranza di riuscire a catturare quello che l’occhio non mi permetteva di vedere.
Dopo anni di pratica, con risultati non eccelsi, complice anche un inquinatissimo cielo cittadino come quello di Mestre, allargai il mio orizzonte approdando alla ripresa degli oggetti celesti tramite le prime webcam digitali quali la gloriosa Philips Vesta Pro ed uno splendido C8 Arancione del 1984 su montatura motorizzata a forcella. L’accoppiata C8 + webcam digitale, nonostante il pessimo cielo mestrino, ma fortunatamente abbastanza “calmo” con nottate di ottimo seeing, mi permise di divertirmi assai con tutti gli oggetti del nostro Sistema Solare e di muovere i primi passi nella ripresa degli oggetti DeepSky più luminosi: iniziai a osservare i “canali” di Marte seguendo la stagionalità delle sue calotte polari, ripresi i transiti di Mercurio e Venere davanti al Sole, le eclissi di Sole e di Luna, l’occultazione di Saturno da parte del nostro satellite e soprattutto feci le prime foto di M42, M13 e M27, i grandi “classici” del cielo profondo.
Per anni mi specializzai nella ripresa planetaria, senza troppo approfondire il DeepSky, ma ad un certo punto della mia vita due eventi diedero una sterzata importante all’ancestrale passione per l’astronomia: una nuova casa e la pandemia! Il COVID19 cambiò tutto facendomi fare un incredibile balzo evolutivo: l’acquisto di una casa in periferia di Romano d’Ezzelino (provincia di Vicenza) e la costruzione di un piccolo osservatorio semi automatizzato mi permisero di iniziare a navigare nell’Universo senza pormi più grossi limiti e confini. Il mio Universo osservabile si ampliò improvvisamente e la mia passione per l’astronomia ne beneficiò. All’interno dell’Osservatorio chiamato ADAM, in onore e ricordo dei miei genitori e dei genitori di mia moglie, installai un C11HD Edge ed un Tecnosky 115/800 su Sky-watcher EQ8 e tutti gli accessori fotografici del caso (acquistato tutto rigorosamente usato!): ruote porta filtri, filtri larga banda e banda stretta, filtri solari in luce bianca e H-alpha, filtri planetari, camere CMOS e focheggiatori digitali, fasce anticondensa e PC di controllo, connesso tramite Desktop Remoto col Notebook dentro casa.
padana (qui è stato effettuato un autostretch con PixInsight,
senza applicare alcuna ulteriore elaborazione) non sembra
esserci traccia del gatto, nemmeno dei più brillanti occhi di
colore giallo paglierino, come evidenziato dal riquadro con lo
zoom sulla porzione di cielo dove il gatto cerca di nascondersi.
I limiti di un cielo con valori di SQM quasi mai superiori a 18.5/19 mag./arc sec2 (Bortle>7) impongono certe restrizioni nelle riprese di oggetti profondi, soprattutto per oggetti con bassa brillanza superficiale. Dall’esperienza che ho maturato negli ultimi due anni operando sia da casa che con i telescopi remoti (cileni, namibiani e spagnoli sotto cieli con SQM tendenzialmente sempre sopra i 22) del progetto ShaRA, fondato nell’ottobre 2022 assieme a 2 cari amici, mi son persuaso che “mediamente” 20/30 minuti di ripresa con un telescopio cileno possono corrispondere a più o meno 15/20 ore di riprese da casa mia. Per “corrispondono” intendo dire che riesco a raggiungere circa la stessa profondità e pulizia del segnale a parità di target. Una differenza abissale nella profondità raggiungibile, considerando soprattutto un’altra enorme limitazione del mio sito osservativo rispetto a quelli citati prima: il numero di nottate di cielo “sereno”. Target estremamente deboli, necessitano di decine e decine di ore di ripresa da cieli inquinati come il mio, il che vuol dire che per accumulare tutti i fotoni necessari per estrapolare nebulose o galassie dal fondo cielo, si richiedono almeno 5/6 serate di bel tempo e possibilmente senza la Luna nei paraggi. Ma purtroppo la Pianura Padana non è così clemente come il deserto di Atacama e la Luna fa un po’ come le pare e piace: di necessità bisogna fare virtù, sfruttando ogni finestra possibile inimmaginabile e armandosi di moltissima pazienza. Nell’ultimo anno e mezzo ho sviluppato progetti la cui durata ha superato abbondantemente i due mesi, mettendo a dura prova l’entusiasmo per un hobby già di suo molto complicato. Parlo di progetti e non di fotografie, perché mi piace molto corroborare il contenuto “artistico” dell’astrofotografia, con lo sviluppo di contenuti e approfondimenti scientifici sul target ripreso, sia per mia conoscenza personale, che a fini divulgativi. In questo ciclo di due articoli dedicati “all’estremo” vorrei condividere i risultati che son riuscito a raggiungere spingendo al limite (e forse oltre) il mio setup, presentando delle foto non spettacolari ma, a mio modo di vedere, entusiasmanti se comparate al target ripreso e soprattutto considerata la mia location. In rete si trovano sicuramente fotografie strabilianti e probabilmente migliori di quelle che propongo, ma bisogna tenere bene a mente, quando si paragonano risultati ottenuti da diversi astrofotografi sia dell’attrezzatura utilizzata che, soprattutto, del cielo sotto il quale si è ripreso.
Nella sequenza di possono apprezzare le quattro fasi dell’elaborazione con PixInsight che hanno portato alla realizzazione dell’immagine finale.Partendo da sinistra si vede il singolo scatto da 180s non processato al quale è stato applicato un autostretch, poi lo stacking di 100 scatti da 180s non processati realizzati nella migliore nottata in termini di trasparenza del cielo (si nota un miglioramento del rapporto segnale/rumore), poi il risultato dell’applicazione del tool BlurXTerminator che ha permesso di far emergere i primi dettagli delle galassie distorte ed infine all’estrema destra il risultato dell’applicazione del tool NoiseXTerminator capace di ridurre il rumore dell’immagine in modo significativo (si noti il fondo cielo molto più pulito).
È giusto mostrare e spiegare a chi si avvicina per la prima volta a questo hobby, cosa è possibile ottenere utilizzando uno smartphone connesso ad un 114 da un cielo cittadino (spendendo 300 euro) e cosa è possibile ottenere con un CDK24 robotizzato ubicato a 2000 metri sul livello del mare in pieno deserto andino (spendendo 150.000 euro di materiale e 5.000 euro all’anno di servizio). Considerazioni spesso sottovalutate nei concorsi fotografici, dove si tende a premiare la spettacolarità di un’immagine a prescindere dalle condizioni di ripresa, favorendo di fatto gli astrofotografi più fortunati che possono accedere a cieli e a strumentazione non alla portata di tutti (sia per questioni geografiche che economiche). Un po’ come se venisse organizzata una corsa a premi e potessero partecipare sia le scuderie di formula uno che un ragazzino con la sua bicicletta.
Veniamo dunque al primo progetto che ha visto una lunga gestazione ma che mi ha dato una incredibile soddisfazione!
Dopo aver fotografato più o meno tutte le più grandi e luminose galassie del Gruppo Locale (M31, M33, M81, M82, M106, M77, etc etc) mi misi in testa di provare a riprendere uno degli effetti più stupefacenti in campo astronomico: una lente gravitazionale.
Immagine finale ottenuta sommando 400 pose da 180s a pieno campo e sulla quale sono stati applicati i tool StarXTerminator, BlurXTerminatorin PixInsighted un aumento contrasti con l’App Photoshop Express. Il gatto si cela sornione al centro del FoV, leggermente spostato sulla destra, molto piccolo.
Le lenti gravitazionali sono la manifestazione più chiara e lampante di quanto formulato da Einstein nel lontano 1916 all’interno della sua teoria della relatività generale: la massa (le grandi masse) distorcono lo spazio/tempo creando una sottospecie di enorme telescopio rifrattore cosmico, capace di ingrandire ed amplificare la luce proveniente da galassie distantissime e dietro la massa distorcente rispetto alla linea di vista. La luce proveniente da questi oggetti lontani viene deviata a sufficienza da permetterci di vedere quello che nella nostra esperienza quotidiana non immaginiamo nemmeno possa accadere, ossia vedere quello che sta fisicamente dietro a qualcuno/qualcosa. La prima lente gravitazionale fu osservata nel 1979 da Dennis Walsh, Robert F. Carswell e Ray J. Weymann, i quali ripresero il doppio quasar Q0957+561: si accorsero però che le due controparti erano invece lo stesso quasar sdoppiato per effetto della lente gravitazionale operata da un terzo corpo, non visibile, sito tra noi e il Quasar stesso.
Ho iniziato così a cercare in rete qualche catalogo di lenti gravitazionali, ovviamente realizzato grazie a decenni di osservazioni con telescopi a terra e soprattutto col telescopio Spaziale Hubble, il primo strumento inventato dagli esseri umani capace di risolvere al meglio questi incredibili oggetti. Mi focalizzai sui più spettacolari, ossia quelle ad arco, dove l’oggetto distorto si presenta non come un semplice puntino, ma come una lunga striscia semicircolare, proprio come nelle spettacolari immagini di Interstellar, mentre Cooper & Co attraversano il ponte di Einstein-Rosen in direzione di Gargantua. Le testimonianze fotografiche di astrofili capaci di riprendere i deboli archi distorti di lontane galassie sono veramente poche e limitate ad un numero di oggetti che si possono contare sulle dita di una mano. Questi oggetti sono estremamente piccoli e deboli, motivo per il quale servono cieli bui, lunghe esposizioni e focali superiori ai due metri. Sul primo punto, avrei potuto risolvere utilizzando un telescopio remoto in affitto ma con un neo dato dal costo che avrei dovuto sostenere per realizzare almeno 4/5 ore di posa. Ma la soddisfazione non sarebbe stata tanta, quanto quella che avrei potuto provare realizzando l’impresa dal giardino di casa mia! E così ho selezionato gli unici due target alla mia portata, ossia le due lenti gravitazionali ad arco più luminose ed estese del cielo: SDSS J103842.59+484917.7 e J1004+4112.
La prima è battezzata “Cheshire cat”, per la palese somiglianza con lo Stregatto di Alice nel Paese delle Meraviglie, mentre la seconda “Cosmic Horseshoe”, per la somiglianza con un ferro di cavallo. Durante gli scorsi mesi mi sono concentrato soprattutto sul primo target, non per una maggiore simpatia nutrita verso i gatti rispetto ai cavalli, ma semplicemente meglio osservabile durante le notti dei mesi invernali.
Lo Stregatto è visibile in questo crop molto ingrandito dell’immagine finale, priva di colori e poco appariscente, ma carica di significato grazie all’estrema difficoltà nell’estrazione dal luminoso fondo cielo (inquinato) del poco segnale generato dai fotoni della più distante galassia distorta, partiti la bellezza di 11.5 miliardi di anni di anni fa!
Ho così iniziato a riprendere col C11HD a focale piena (2880mm) e con la ASI2600MM senza anteporre alcun filtro prima della camera, con l’obiettivo di raccogliere più fotoni possibile da questo target elusivo, proprio come lo Stregatto di Alice, il cui componente più lontano si trova z = 2.8 e quindi attualmente ad una distanza radiale co-movente di circa 21 miliardi di anni luce*
*fotoni hanno viaggiato fino al mio sensore per ben 11.5 miliardi di anni e sono partiti quando l’Universo aveva poco più di un paio di miliardi di anni, durante questo periodo, l’Universo si è espanso e l’oggetto ad oggi ha raggiunto la distanza di appunto 21 miliardi di anni luce)!
In letteratura scientifica si usa spesso pubblicare immagini a contrasti invertiti per evidenziare al megliole tenui strutture presenti in immagini DeepSky, come le code mareali dovute all’interazione tra galassie interagenti. La dimensione angolare della faccia dello Stregatto è di circa 15 secondi d’arco, ossia un terzo del diametro apparente di Giove in piena opposizione!
Ho atteso pazientemente di imbattermi in una settimana di cielo decisamente buio, almeno per ciò che si riesce ad ottenere dalle mie parti, ed ho lasciato l’attrezzatura lavorare tutta la notte per 7 giorni consecutivi. Ho realizzato il puntamento a mano, controllando la montatura da dentro casa e verificando il FoV utilizzando a riferimento 7 stelle abbastanza luminose da poter essere registrate dalla camera con 1s di posa (tool web blackwaterskies.co.uk/). Ammetto che all’inizio sono andato alla cieca, perché anche dopo i primi 180s di posa, nel file grezzo, non c’era quasi traccia degli occhietti del gatto, le due principali galassie ellittiche (di magnitudine attorno alla 19 e z = 0.42), colpevoli della distorsione gravitazionale assieme al resto delle galassie del gruppo fossile di cui fanno parte. Nelle riprese riuscivo ad individuare solo qualche pixel leggermente più “rumoroso” rispetto al resto del fondo cielo (figura 1). Ma ho continuato imperterrito col programma prestabilito.
All’indomani di ogni sessione, ho effettuato lo stacking dei sub raccolti ed una veloce elaborazione (stretching lineare) con l’obiettivo di evidenziare i contorni principali del viso del gatto e valutare la qualità delle riprese. Al termine della settimana, ho selezionato le 3 migliori sessioni, ed ho rifatto lo stacking di tutti i relativi sub per un totale di 20 ore di integrazione. Quattro sessioni non erano di sufficiente qualità per questioni metereologiche (cielo non particolarmente limpido) e son state scartate.
L’immagine in copertina dell’articolo con in sovraimpressione i redshift dei vari componenti risolti nella mia immagine, tra i quali la galassia distorta più distante di magnitudine 22.6 (nel canale r) a z=2.8, ossia ad una distanza co-movente di 21 miliardi di anni luce; nella parte alta del campo, è riportata come riferimento la magnitudine (21 nel canale r) di un’altra galassia dell’ammasso fossile in primo piano a z=0.42, le cui due giganti ellittiche centrali (gli occhi del gatto) concorrono alla distorsione gravitazionale delle quattro galassie di fondo.
Dopo lo stacking finale mi sono dedicato ad un processing più accurato, eseguendo uno stretching lineare, uno non lineare lavorando sulle curve ai bassi valori di intensità e successivamente un’applicazione di BlurXTerminator e StarXTerminator (figura 2). Come ultimo passaggio, infine, ho aumentato la chiarezza ed i contrasti dell’immagine con l’efficace App Photoshop Express (figura 3, crop ingrandito in figura 4), nonché ho realizzato una versione a contrasti invertiti ottenendo una modalità di visualizzazione spesso utilizzata in letteratura scientifica per gli oggetti deboli (figura 5). Et voilà … l’elusivo Stregatto comparso come per magia di fronte ai miei occhi! Come pure il sorriso sornione comparso nella mia faccia di riflesso.
Ci si rivede nel prossimo numero, con un’altra sfida “impossibile”!
[/swpm_protected]
L’articolo è pubblicato in COELUM 268 VERSIONE CARTACEA
