La ripresa delle immagini di Giove nelle ultime opposizioni

maggio 26, 2011  |   AstronomiaNova   |     |   0 Commenti

di Cristian Fattinnanzi

Una delle mie prime riprese webcam in assoluto: Giove ottenuto con un newton da 20 cm autocostruito ed una Philips Vesta

Bravi astrofili, che hanno seguito, negli ultimi anni, con costanza, precisione ed efficacia, fenomeni eccezionali sui maggiori pianeti del Sistema Solare!
Hanno così avuto occasioni uniche per contribuire allo studio di questi corpi celesti con un livello di dettaglio mai prima raggiunto.
Giove, tra il 2009 e fino alla primavera del 2011, si è esibito in una serie di accadimenti molto particolari. Successivamente è stata la volta di Saturno che, dalla fine del 2010, ha presentato aspetti continuamente cangianti e altamente spettacolari, tutti puntualmente catturati da astrofili di tutto il mondo.
Molti si chiedono come sia oggi possibile, anche per un astrofilo medio, catturare dettagli planetari di altissima qualità: che cosa è esattamente accaduto di così straordinario nel mondo della tecnologia nell’ultimo decennio?

Ecco una delle migliori immagini di Giove che si potevano ottenere, con pellicola chimica, negli anni Settanta. La foto è stata scattata il 7 settembre 1974 con il “mitico” telescopio di San Vittore (BO) di 45cm di diametro.

Racconteremo anche noi una storia: correva l’anno 2001….

In quell’anno ancora molti studiosi di pianeti disegnavano meticolosamente con carta e matita quanto osservavano con l’occhio all’oculare, un’autentica arte, mentre la fotografia chimica replicava in modo molto grossolano, con i piccoli telescopi, gli aspetti planetari.
In quegli anni cominciarono ad apparire delle autentiche meraviglie tecnologiche: i primi, costosissimi, CCD raffreddati per uso astronomico, essenzialmente pensati per immagini di profondo cielo, ma che consentivano, ai loro fortunati possessori, di catturare anche discreti “ritratti planetari”.

Fu allora che si scoprirono delle possibilità inaspettate dall’impiego delle webcam, delle rudimentali telecamere che disponevano di sensori CCD piccolissimi.
Alcuni geniali astrofili, esperti di informatica, le utilizzarono per riprese digitali astronomiche, aprendo, di fatto, una porta verso un nuovo straordinario modo, rivoluzionario ed economico, di fotografare i pianeti.

Le webcam sono oggetti di largo consumo, praticamente alla portata di tutti e nonostante non siano di grande qualità elettronica, se usate nel modo giusto, assumono un potenziale addirittura superiore a quello delle costose camere CCD, espressamente studiate per uso astronomico.

Con le webcam è possibile registrare brevi filmati invece del singolo scatto, accumulando così centinaia di fotogrammi, i quali, una volta selezionati, allineati e sommati, forniscono un’immagine di straordinaria qualità, “filtrata” dai disturbi atmosferici. La singola immagine ottenuta dopo un’attenta elaborazione, può essere di elevatissima qualità, di gran lunga migliore di quella dei singoli fotogrammi e spesso consente di percepire dettagli eccezionalmente fini. Penso che a quegli astrofili che circa un decennio fa introdussero la tecnica di ripresa basata sulla webcam (non ne riporto i nomi per evitare di dimenticarne qualcuno), vada riconosciuto il merito di essere stati degli autentici precursori perché diedero l’avvio ad un’autentica rivoluzione nell’imaging planetario, che si diffuse velocemente in ogni Paese del mondo nel quale operano astrofili.

Alcune delle webcam più usate tra gli astrofili per la ripresa dei pianeti: la Philips Vesta, con cui ho iniziato e ripreso fino al 2009, la Philips Toucam, la DBK21 (con cui riprendo attualmente).

Da quel momento la strumentazione si è progressivamente raffinata, l’elettronica si è potenziata, ma i criteri di ripresa ed elaborazione sono rimasti sostanzialmente invariati.
Dopo questo excursus storico, torniamo ai fenomeni osservati recentemente su Giove.

Durante la scorsa opposizione, geometricamente più favorevole agli osservatori australi, il gigante gassoso aveva dato la possibilità ad un bravo (e non meno fortunato) astrofilo australiano, Anthony Wesley, di riprendere per primo la piccola macchia nera generata da un impatto asteroidale avvenuto sul pianeta il 19 luglio 2009.

La mia prima immagine dell’impatto del 19 luglio 2009, a circa 20 ore dalla scoperta. (la zona dell’impatto è la macchia scura vicina al bordo in alto a sinistra)

Anthony ha immediatamente dato “l’allarme” e grazie ad un efficiente giro di mail, nei giorni successivi al primo avvistamento, la macchia scura dell’impatto è stata fotografata da moltissimi astrofili in tutto il mondo, oltre che dai professionisti e dal telescopio spaziale “Hubble”, consentendone così uno studio continuativo della sua evoluzione dinamica.

Una successiva ripresa della zona dell’impatto eseguita in condizioni atmosferiche migliori. E’ stata elaborata anche un’immagine 3D che mostra dall’alto la morfologia dell’impatto

Con puntualità che ha dell’incredibile, un fenomeno analogo, sebbene di intensità inferiore, si ripeté all’inizio dell’opposizione 2010.

Il 3 giugno 2010 infatti, Christopher Go, dalle Filippine ed ancora Anthony Wesley, documentano addirittura con due video indipendenti (e ovviamente contemporanei), un flash della durata di qualche secondo, avvenuto nella banda equatoriale di Giove.
Questo secondo impatto, nonostante l’impegno degli astroimagers, nei giorni successivi non mostra segni evidenti e persistenti sul pianeta come il precedente del 2009, forse perché di minore energia o per il differente luogo dell’impatto, molto più vicino all’equatore del pianeta. Sebbene questo secondo impatto sia assai rilevante, l’opposizione gioviana 2010 si farà ricordare per un altro ben più evidente motivo: il pianeta si è presentato all’osservazione completamente privo di una delle due principali bande scure di nubi.

L’inconsueto aspetto di Giove nell’opposizione 2010, qui visibile con il satellite Io in transito

Candide nubi di ammoniaca hanno infatti nascosto alla vista la sottostante banda equatoriale sud (SEB), lasciando visibile a quelle latitudini solamente la Grande Macchia Rossa, apprezzabile in tutto il suo splendore come un’enorme isola in mezzo ad un oceano bianco. Questo anomalo e piuttosto raro fenomeno per la prima volta “impressionava” i sensori digitali degli astrofili, risultando quindi come un’occasione imperdibile per documentarne l’evoluzione.

L’ovale BA e la Grande Macchia Rossa in transito, circondata da un candido mare di nubi di ammoniaca

Nel settembre 2010, intorno ai giorni dell’opposizione, la SEB risultava ancora completamente bianca

L’analisi costante e la qualità delle immagini ottenute dai dilettanti hanno permesso di sorvegliare continuamente e approfonditamente il pianeta, in attesa di capire quale segno atmosferico avrebbe sancito l’inizio del diradamento delle nubi e la successiva ricomparsa della SEB. Come atteso, ormai nella seconda parte dell’opposizione, il 9 novembre 2010, un piccolo punto bianchissimo compare nel bel mezzo della ancora coperta SEB!

L’evento che si attendeva da tempo: dopo la comparsa di un piccolo puntino bianco, si genera una tempesta vorticosa nella SEB (in alto a destra della banda centrale bianca).

Sembra piccola, ma si tratta di un’enorme, potentissima, tempesta: ben visibile con filtri al metano è lei che da la scintilla iniziale alla ricomparsa della banda equatoriale sud, scomparsa da mesi….. Il primo a documentare questo dettaglio, guarda caso, è Christopher Go, ancora una volta attento e costante nelle sue osservazioni. Questo punto luminoso si espande ed inizia a generare vorticosi pennacchi scuri e disturbi nella SEB che, gradualmente, scoprono varie parti della banda scura.

L’evoluzione della tempesta è rapida: nel giro di due settimane è già estesa per diverse decine di gradi di longitudine gioviana

La SEB inizia a ricomparire, ma ormai l’opposizione è a alla fine, Giove risulta sempre più difficile da riprendere

Siamo ormai in marzo 2011 e l’imminente fine dell’opposizione purtroppo rende difficilissimo seguire le ultime fasi del fenomeno, con Giove sempre più basso al tramonto.

L’ultima mia immagine del pianeta, ripresa ormai di giorno, mostra i bordi esterni della SEB completamente riemersi

Tutto questo testimonia quanto il lavoro e la grande passione degli astrofili possa risultare complementare al lavoro dei professionisti, i quali, non sempre, sono in grado di dedicare tempo all’osservazione di questi fenomeni.
E’ molto positivo il fatto che queste scoperte su Giove siano opera di due astrofili. Non è del tutto casuale, però. Gioca la sua parte, ovviamente, anche la fortuna, ma grandissimi sono i meriti delle persone che hanno seguito con costanza il pianeta, dimostrando rigore, accuratezza e una dedizione straordinaria al monitoraggio del pianeta.

Contribuiscono anche altri fattori, ad esempio la collocazione in latitudine degli osservatori:

non dimentichiamo che Giove solo da quest’anno si è mostrato con un’altezza accettabile sull’orizzonte dell’emisfero boreale. Negli anni scorsi, è stato l’emisfero australe a godere delle migliori condizioni di visibilità. Gli osservatori italiani non sono stati favoriti perché, quando i fenomeni in questione furono osservati la prima volta, il Sole era alto sull’orizzonte!

Una splendida immagine di Giove ripresa da Anthony Wesley, sotto un cielo spettacolare, da Murrumbateman (Australia). Un cielo con queste straordinarie caratteristiche non lo si trova in alcuna località italiana

La scoperta di fenomeni rilevanti sulle superfici planetarie è un premio riservato a pochi fortunati, ma non per questo bisogna demoralizzarsi e interrompere un’attività costante che, se ben eseguita, consente di raccogliere, in ogni caso, dati utili allo studio di fenomeni che devono essere costantemente monitorati.

A sinistra Christophe Go e Anthony Wesley, due tra i migliori astrofotografi al mondo.

L’esperienza che ho accumulato in circa 10 anni di riprese planetarie mi ha fatto capire che, prima di tutto, occorre costanza. La variabile principale che determina la qualità dell’immagine è il seeing, cioè la turbolenza dell’aria.

Considerando che le condizioni atmosferiche ottimali sono piuttosto rare, quantificabili in non più di 10 serate in un anno in località tipiche italiane, se non si è disposti a uscire spesso con il telescopio, sarà molto probabile che eventuali buone condizioni atmosferiche, tra l’altro difficilmente prevedibili, ci sfuggiranno.

Questa costanza comporta grossi sacrifici, significa rinunciare ad impegni, ore di sonno, tempo libero, resistere al freddo delle rigide notti invernali…..

In secondo luogo occorre essere scrupolosi, ci sono alcune regole indispensabili per produrre un risultato di qualità e scientificamente valido: collimare accuratamente lo strumento, focheggiare finemente, tempificare precisamente le immagini (considerando l’istante “centrale” del filmato), elaborare con delicatezza i risultati ottenuti, senza esagerare con le funzioni di contrasto. Altri consigli utili:

-in linea di massima, si utilizzino strumenti medio-grandi, tra i 18 e i 40 cm di diametro, l’elevata luminosità aiuterà i sensori a riprendere con tempi più rapidi.

-utilizzare webcam o telecamere con sensori a colori o in bianco e nero (in questo caso abbinato a una ruota porta filtri per poi ricomporre l’immagine a colori) in gradi di registrare filmati della durata di circa 2 minuti (il valore massimo dipende dalla velocità di rotazione del pianeta)

-in base al tipo di camera CCD e allo strumento utilizzato, allungare la focale per raggiungere un valore adeguato a risolvere i dettagli alla portata della propria attrezzatura.

-per meglio “congelare” la turbolenza atmosferica, privilegiare tempi di esposizione più brevi possibili, di solito compresi tra 1/10 di secondo e 1/100 di secondo, in base alla luminosità del soggetto. Impostare di conseguenza un frame-rate elevato, tra i 10 e i 30 fotogrammi al secondo, per acquisire entro il tempo fissato più frames possibili.

Rispettando queste di semplici ma irrinunciabili regole, sarete pronti per ottenere immagini planetarie che in qualsiasi caso potranno fornire un contributo scientifico.
Se poi la fortuna vorrà premiarvi lasciando su qualche pixel del vostro sensore la traccia di un evento unico, in grado di rendervi “famosi” nell’ambiente astronomico…. beh, meglio ancora!

Le fatiche sostenute spariranno in un istante e la soddisfazione personale sarà enorme.
Detto questo, non rimane che augurare a tutti voi buone riprese e buon seeing!

Cristian Fattinnanzi

è uno dei più affermati astrofotografi a livello internazionale.

Le sue immagini planetarie sono pubblicate dalle maggiori riviste astronomiche, non solo italiane.









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