Che fa? Batti?

E’ ovvio.

E’ una legge divina, il karma: ad ogni azione, una reazione.

Ritiri la tanto desiderata Ducati dal concessionario? Piove. Piove e pioverà per sei mesi.

Ti arriva, comodamente a casa, il sofferto ed atteso telescopio? Hai passato gli ultimi giorni a visualizzarlo, a dargli un nome, a pensare dove metterlo, come usarlo. Hai vissuto notti insonni nel vano tentativo di partire con il piede giusto, di saperne a pacchi, di leggere tutto quanto umanamente scritto e concepito su forum, gruppi e recensioni.

E piove. Piove e pioverà per sei mesi.

Non rimane che portar pazienza.

Il Massachusetts Institute of Technology ha recentemente pubblicato uno studio la cui conclusione, se pur sconcertante, era annunciata: il numero di notti nuvolose, sopra la testa di un osservatore astronomico, è direttamente proporzionale al costo dello strumento acquistato.

Io ho dovuto portar pazienza per 6 settimane. Dopo quelle, per altri due mesi. Tutto sommato, lo trovo accettabile, anche se inizio a domandarmi perché abbia scelto un hobby così frustrante. A Noè, è andata decisamente peggio. Centocinquanta giorni di pioggia e pessimo seeing, il tutto per aver costruito, con i mezzi dell’epoca, un rudimentale binocolo per il bird watching. Corvi, colombe, qualche animale, se di passaggio. Annoiato ed arenato sul monte Ararat, non è che avesse un gran che da fare.

L’idea di uscire comunque, di provarci lo stesso, c’è sempre. Poco importa se le previsioni diano fulmini e tempesta, se le webcam remote mostrino chiaramente il cadavere di un visualista, mummificato, restituito dalle nevi di un ghiacciaio. La possibilità che mi stia perdendo una serata eccezionale ronza tra l’amigdala e lobo frontale, mette la pulce nell’orecchio. “E se non vado, e poi si rasserena?” Mi domando spesso. La verità è che se andassi, finirei per giocare a tennis con Filini e Fantozzi ragionier Ugo, matricola 1001/bis, dell’Ufficio Sinistri della Megaditta, nella nebbia, al buio, al freddo. Visibilità zero.

Rag. Filini: Ragioniere che fa? Batti?
Fantozzi: Ma mi da del tu?
Rag. Filini: No no, dicevo batti lei?
Fantozzi: Ahh congiuntivo! Aspetti!

Fortunatamente, posso investire il tempo che avrei dedicato all’osservazione documentandomi. In fin dei conti, il conoscere ciò che si stia osservando fa la notevole differenza tra il percepire passivamente lucette ed aloni o il godersi attivamente ammassi e galassie. Il piacere di un astrofilo nasce sulla carta, dai numeri e parole (e, perché no, dall’attesa). Si concretizza, poi, durante la serata osservativa, quasi fosse una riconferma. Non smetterò mai di sottolinearlo a chiunque abbia voglia di ascoltarmi: vedere, senza conoscere ciò che stia colpendo il nervo ottico, è solo… un vedere. Non è un guardare, non è un osservare. Sicuramente non è il modo giusto per approcciarsi agli astri. Un tenue fiocchetto di luce acquista la giusta e dovuta importanza non appena si realizzi il fatto che, nell’oculare, ci siano miliardi di stelle che ruotano, nascono ed esplodono all’interno di una lontanissima galassia. Polveri, materia, vita, luce ed energia.

Tutto in quella macchiolina.

Vista e considerata la cocciutaggine della nuvoletta fantozziana e che fatti non fummo per viver come bruti, in queste notti velate mi sono dedicando allo studio. Ho in mente un dettaglio, approfondisco quel poco che so di quel bagliore, quell’anello di fumo che m’ha stregato nella Lira: M57.

M57 è, come suggerisce il nome stesso, il cinquantasettesimo oggetto inserito da Charles Messier all’interno del proprio catalogo astronomico. Cocciuto e diligente cercatore di comete, stilò una lista di oggetti nebulosi che sarebbero potuti esser scambiati per comete ma, non muovendosi rispetto alla volta celeste, non erano da considerarsi tali. Creò, sulla base delle proprie osservazione ed a quelle di Pierre Mechain, una sorta di vademecum, un catalogo (il cui titolo originale è Catalogue des Nébuleuses et des Amas d’Étoiles) pubblicato sulla rivista scientifica Connaissance des Temps nel 1784. Lo scopo, dichiarato, era proprio quello di evitare che un osservatore potesse, erroneamente, catalogare come cometa qualcosa che non lo fosse. Poco nulla si conosceva, all’epoca, sulla natura e tipologia di questi oggetti.

M57 fu avvistata, da Charles, il 31 gennaio 1779. Oltre ad indicarne la posizione, la descrisse così, nei propri appunti:

Una chiazza di luce tra gamma e beta Lyrae, trovata cercando la cometa del 1779 che transita vicina. Sembra che questa macchia di luce, rotonda, sia composta di stelle molto piccole che con i migliori telescopi è impossibile risolvere; rimane quindi un sospetto. Messier riporta questa macchia luminosa sulla Carta della Cometa del 1779. Darquier di Toulouse la scoprì osservando la stessa cometa e riferisce: “Nebulosa tra gamma e beta Lyrae; molto velata ma perfettamente delimitata; grande quanto Giove, sembra un pianeta offuscato.”

Per i mezzi e le conoscenze di allora, in effetti, quell’oggetto doveva essere davvero esotico e particolare. Chiazza rotonda e luminosa, nebulosa velata. Pianeta offuscato o macchia di stelle irrisolvibili.

A dire il vero, qualche giorno prima di Messier, fu Antoine Darquier de Pellepoix ad osservare quell’oggetto e ad annotarne, nei propri appunti, quanto segue:

Per quanto io sappia, questa nebulosa non è ancora stata notata da alcun astronomo. Può esser vista in un buon telescopio, non assomiglia a nulla che sia già stato scoperto; ha la dimensione apparente di Giove, perfettamente rotonda e delimitata nettamente; la sua luminescenza opaca assomiglia alla parte scura della Luna prima e dopo l’ultimo quarto. Il centro appare un po’ meno pallido rispetto al resto della superficie.

Ci sarebbero voluti altri 150 anni per iniziare a capire, realmente, cosa fosse M57 e come funzioni questa tipologia di oggetti.

M57 catalogo Messier
Estratto della pubblicazione contenente la versione del Catalogo Messier che include anche questo elemento. In basso, la descrizione (ovviamente in francese) di quanto osservato il 31 gennaio 1779: l’oggetto numero 57.

Era quindi osservando comete che, Messier, ebbe modo di trovare e catalogare questi oggetti nebulosi. Come spesso indicato nei suoi appunti, la presenza di quest’ultimi è stata inserita e segnalata, sotto forma di annotazione e disegno, nelle varie carte astronomiche da lui stesso redatte, volte ad indicare i movimenti e passaggi delle comete che, notte dopo notte, inseguiva nel buio. Il seguente è un interessante estratto della Carta della Cometa del 1779 dove, con il termine “Neb 1779” indicò i due oggetti nei pressi della Lira: M56 (di cui parleremo in altra sede) ed M57.

Percorso_apaprente_della_cometa_del_1779_con_M56_ed_M57
Estratto della Carta della Cometa del 1779, porzione riguardante i pressi della Lira. Evidenziati, i due oggetti scoperti nei pressi della traiettoria della cometa. In basso a sinistra, quello che sarebbe stato, in seguito, catalogato come M56. In centro: M57.

Non era il primo oggetto del genere che Messier aveva visto ed annotato. Pur non avendone idea, anche il ventisettesimo oggetto, M27, appartiene alla stessa classe. E’ lui ad avere il primato: è questo il primo oggetto del genere osservato, descritto e catalogato.

Su 110 elementi presenti nel Catalogo Messier, solo 4 fanno parte di questa tipologia. I restanti due sono M76 ed M97.

M27, 57, 76 e 97. In realtà: nebulose planetarie. Come siamo arrivati a capire cosa siano e come si comportino, lo vedremo a breve. Ovviamente, ce ne sono innumerevoli altre oltre alle 4 osservate nel ‘700, ma è proprio da queste quattro, note e ben visibili con il mio strumento, che ho iniziato un nuovo safari astronomico.

In particolare, nel mio caso, tutto è iniziato con un consiglio: “dà un occhio ad M57”, mi disse un amico, “dovrebbe esser visibile”.

Ed io l’occhio gliel’ho dato. E lui era visibile. Altroché!

Qualcosa di nuovo, diverso, affascinante. Qualcosa di incomprensibile, sconosciuto. Stavo osservando senza nulla sapere di quell’oggetto, esattamente come Messier, 238 anni or sono. Lui, da Parigi, io, da Induno. Lui, col parruccone e cipria, io, in canottiera.

A dire il vero, ci avevo già provato.

[Musica epica, flashback da cinema e surround]

Marzo 2017. Passo del Lucomagno. 1915m sul livello del mare, posteggio ghiacciato del deserto Hospezi S. Maria, chiuso per la stagione invernale. Solo. Buio. Raffiche di vento a 50km/h che, dai Grigioni, s’incanalano sull’altipiano ticinese: una landa desolata di neve e ghiaccio. Un volenteroso osservatore provvisto di binocolo lottava contro la frusta del vento per mantenere la presa salda e la circolazione sanguigna, nelle zone periferiche, attiva e funzionale. Ore 00.30. L’impavido esploratore, con un astuto barbatrucco, si fa scudo con la portiera, aperta, della propria auto. Un Leonida che, a spallate, si ripara dalle frecce e dai colpi di Eolo, accovacciato fuori dall’auto, puntando lo strumento verso l’alto. E’ tardi, ma c’è ancora spazio per un ultimo oggettino. Il sorgere della Lira, a Nord-Est, scatena un fremito pruriginoso dei polpastrelli. Quello, o il freddo. Il soldato imbacuccato controlla sul proprio smartphone la posizione di M57. Troppo bassa. La Luna, troppo alta, il freddo… troppo e basta. Vega, spavalda, data la manifesta difficoltà del cecchino, infierisce e getta il guanto di sfida con un luminoso μολὼν λαβέ. Osservazione rimandata, purtroppo. Il tutto, probabilmente, non prima di farsi apostrofare in quanto balabiòtt (italiano, per giunta, pericolosa aggravante per un uomo accovacciato al di fuori di un’auto) dal ticinese di turno che, caso vuole, passò per quella valle imbiancata, proprio in quel momento, senza nulla sapere di stelle, binocoli e spartani.

A dire il vero, all’epoca, non mi ero documentato un gran che su questo oggetto. Ne conoscevo il nome, ne avevo visto fotografie mozzafiato, ma non avevo idea di come, e se, si sarebbe palesato all’interno degli oculari del mio binocolo.

M75, NGC 6720, o Nebulosa Anello – chiamatela come volete – è una nebulosa planetaria nella costellazione della Lira. Quest’ultima, come molte altre, è una di quelle costellazioni che non ho mai conosciuto né calcolato, pur contenendo Vega, la quinta stella più luminosa del cielo. Non è una costellazione molto estesa, né particolarmente ricca ed articolata. In fin dei conti, è molto semplice da localizzare (grazie a Vega) e riconoscere. Trattasi, banalmente, di un piccolo trapezio o poco più, una rappresentazione stilizzata dello strumento musicale in questione, posizionato tra le costellazioni di Ercole, dell’Ofiuco, del Cigno e Dragone.

Costellazione_Lira_tra_le_altre_costellazioni
La costellazione della Lira, circondata da peculiari e ben riconoscibili altri asterismi.

La Lira, in passato, è stata rappresentata come aquila, avvoltoio, o una combinazione degli stessi con lo strumento musicale. Non è insolito trovarne varie e diverse raffigurazioni a dipendenza del periodo storico di redazione.

Vega, abbagliante stella bianca, si trova nella parte superiore dello strumento (quantomeno, rispetto alla rappresentazione moderna ed in quella utilizzata da Messier). M57, invece, rimane nella parte inferiore, diametralmente opposta. Come annotato da Charles, la si può trovare tra la stella beta e gamma, Sheliak e Sulafat, nella parte centrale del manico.

Posizione_M57
Posizione di M57 rispetto alle stelle nella costellazione della Lira. Si noti, in basso a sinistra, l’ammasso globulare M56, anch’esso degno di nota.

La nebulosa si trova, grossomodo, sulla linea che congiunge le due stelle Sheliak e Sulafat, più o meno a metà tra gli astri. Trovarla è semplicissimo. Vederla, beh, dipende da quale sia lo strumento.

Probabilmente, agli oculari del mio 10×50, a Lucomagno in quella notte algida, sarebbe apparsa come una tenue stellina nebulosa. Un pallino pallido. Forse. Qualcosa di simile a quanto descritto dagli osservatori di 300 anni fa: un pianeta offuscato. Curioso, non accontentandomi del condizionale, ho avuto modo solo recentemente di puntare il binocolo in quella posizione. Sfortunatamente, M57 risulta essere poco più che un’apparente, sfuggevole, macchietta fioca appena percettibile. Sotto un cielo pece, perfettamente scuro e con un’ottima visibilità, credo di aver intravisto quell’oggetto in visione distolta, a fatica, e forse solo per il fatto di sapere che fosse lì. Ci riproverò, ma non è sicuramente un oggetto da gustarsi con un 10×50.

Ciò che serve, per goderselo, sono un’apertura ed ingrandimenti più generosi.

Osservandolo a 59x, con un dobson da 300mm di diametro, ricordo lo stupore e la sorpresa di scorgere quella lenticchia, quella bollicina grigia tanto diversa da tutte le stelle a lei attorno.

Prima ancora di godermene i dettagli, fu proprio la sua diversità, la peculiarità di quell’oggetto a colpirmi profondamente. Galassie? Check. Ammassi aperti? Visti! Globulari? Anche. M57? Qualcosa di nuovo, inaspettato.

Stupito, colpito ed affondato.

L’impressione è quella di osservare una bolla di sapone, una vescicola semitrasparente, traslucida, una perlina di vetro fumè. A 277x, invece, quella che sembrava una sottile membrana si risolve in in una serie di anelli di fumo, sovrapposti e concentrici, leggermente diversi gli uni dagli altri, per spessore, forma ed imperfezioni. L’anello, ciò che dà il nome alla nebulosa, diventa estremamente chiaro e definito in tutta la sua bellezza. Di colori, in visuale, manco l’ombra. Bianco e nero, declinati in un’infinita scala di grigi. Ho osservato M57, inseguendolo manualmente, per più di mezz’ora. Il tempo è passato prima che me ne accorgessi, preso com’ero dal mio guardare e studiare quel cerchietto di fumo, quasi ad assicurarmi che non svanisse nel nulla, come vapore al Sole.

L’ho trovato un oggetto stupendo, sorprendente. Tutto questo, nonostante i limiti che quell’osservazione mi imponesse: dal giardino di casa, in ciabatte, schiaffeggiato dai lampioni, umidità e vento (aggiungiamoci, anche, un telescopio probabilmente non acclimatato). Fatto sta che sia stata un’esperienza significativa, una rivincita rispetto a quella sera, sul ghiaccio, al gelo, in cui mi scappò questa meraviglia. Non a caso sarebbe stato uno dei primi oggetti della seguente osservazione, ben più in alto, ben più la buio, al successivo novilunio. Senza ciabatte.

Questi oggetti, pur splendidi in visuale, risultano fantastici soggetti fotografici. Il perché? E’ presto detto: forme e colori!

m57-colore.jpg
M57, fotografato dal telescopio Hubble.

Non c’è che dire, sono oggetti stupendi. Ma… cosa sono?

Le nebulose planetarie sono un particolare tipo di nebulosa ad emissione. Questa famiglia di oggetti, composti da gas ionizzato, si accendono e brillano di luce propria grazie alla presenza, nelle vicinanze, di sensibili sorgenti di calore: le stelle.

Gas ionizzato. Mh.

Uno ione è un’entità molecolare (atomo o molecola che sia) elettricamente carica. Gli atomi, alla base delle molecole, sono formati da un nucleo al cui interno risiedono neutroni e protoni. All’esterno, un’insieme di elettroni ruota attorno al nucleo. La carica dell’entità, in condizioni normali, è neutra: il numero di protoni (positivi) ed elettroni (negativi) si equivalgono. I neutroni, neutri, non giocano alcun ruolo nell’equazione.

atomi neutri
Due atomi neutri, entrambi con 3 elettroni e, immaginiamo, 3 protoni nel nucleo. La carica degli elementi è neutra, essendo il numero degli elettroni lo stesso dei protoni.

L’aggiunta o la perdita di uno o più elettroni sbilancia l’equilibrio atomico, trasformandolo, appunto, in uno ione. Questo processo avviene a causa dell’assorbimento di energia o della collisione tra particelle. Un elettrone viene perso o acquisito, modificando il bilanciamento della carica dell’atomo.

ionizzazione
Un atomo, in questo caso per collisione, cede un proprio elettrone all’altro. Il primo avrà, ora, più protoni che elettroni (risultando positivo). Il secondo, il contrario: un elettrone in più rispetto al numero di protoni nel nucleo (risultando negativo).

Nel nostro caso, è l’energia termonucleare di una vicina stella (o più stelle!) che interagisce con la nebulosa e sono gli atomi stessi della nube a collidere. La planetaria, pertanto, non rifletterà la luce dell’astro, ma ne assorbirà i fotoni. Gli atomi che la compongono ne verranno colpiti, dando luogo ad una moltitudine di ioni luminosi che, collidendo, ne genereranno altri.

Print
Gli ioni generati, negativo quello di sinistra e positivo quello di destra, potranno collidere o esser modificati nuovamente, tornando in uno stato di equilibro o ionizzandosi più volte, perdendo, o acquistando, più di un elettrone.

Il colore e tonalità della luce prodotta dai gas dipendono dalla frequenza di emissione, direttamente legata alla tipologia del materiale ionizzato e a quante volte, quegli atomi, siano stati ionizzati. Il colore, quindi, è funzione non solo del materiale, ma anche della quantità di elettroni di cui quell’elemento disponga, in quel momento.

Nell’universo, il materiale più abbondante, semplice e leggero è l’ idrogeno. Un protone ed un elettrone. L’energia richiesta per la sua ionizzazione è relativamente bassa, pertanto è comune che una nebulosa ad emissione appaia completamente rossiccia, il (maggior) colore emesso dall’idrogeno ionizzato. Qualora ci fossero più elementi in sospensione e maggiori radiazioni nelle vicinanze – come nel caso di una nebulosa planetaria – elementi ben più pesanti dell’idrogeno, se presenti, verrebbero irradiati e ionizzati, dando origine ad emissioni dai più disparati colori: giallo, verde, blu, a seconda del materiale interessato. Per pesante, per peso, si intende il numero di protoni nel nucleo. Atomi più complessi hanno un maggior numero di protoni e, di riflesso, elettroni. La loro ionizzazione risulta, via via, più complessa e dispendiosa in termini di energia.

M57 diverse lunghezza onda
M57 fotografata a diverse lunghezze d’onda (in bianco e nero). La stella centrale ionizza diversi elementi in diverse fasce, a seconda dell’intensità con la quale l’energia raggiunge questi strati. Ogni zona, concentrica, emette luce di colori diversi.

Vien da sé che più ci si allontana dalla stella, minore sarà la capacità dell’astro di ionizzare direttamente atomi e molecole. Più ci scosta da un fuoco, meno avvertiamo il suo calore. Man mano che ci si allontana, pertanto, incontreremo diversi (e minori) livelli energetici; ognuno in grado, o meno, di ionizzare elementi diversi. Atomi semplici, come idrogeno ed elio, richiedono relativamente poca energia per venire ionizzati. A differenza di quest’ultimi, l’apporto energetico richiesto da materiali pesanti (carbonio, azoto ed ossigeno) è sensibilmente maggiore e la loro ionizzazione, tipicamente, è per collisione.  Tutto questo dà luogo a vere e proprie fasce di materia e colore, come evidenziato nell’immagine fotografica di M57, a seconda della distanza dalla stella (per quanto riguarda l’energia) e della densità del gas (per quanto riguarda le collisioni).

Le nebulose planetarie non sono semplicemente composte di polveri e gas dispersi nello spazio interstellare. Se così fosse, sarebbero “banali” nebulose ad emissione: polvere ed atomi leggeri, perlopiù idrogeno, abbastanza vicini ad una o più stelle per venirne influenzati, ionizzati ed infiammati (si fa per dire).

No, c’è di più: questi oggetti si compongono di due parti complementari: α ed ω, l’inizio e la fine. Una planetaria è lo yin e yang della nucleosintesi: una stella, morente, che sparge e rilascia la materia prodotta al suo interno. Un canto del cigno in cui gli strati superficiali, spinti violentemente nello spazio circostante, si allontanano dal ventre cosmico che li ha plasmati e prodotti, per poi venir colpiti e ionizzati dall’ultimo filo di voce di quella madre luminosa.

No, non è dell’idrogeno che, per coincidenza cosmica, si trova ad arrostire nei pressi di qualche gigante. Sono le spore di una nana bianca, esausta, spogliata della scorza. E’ elio, carbonio, azoto. E’ ossigeno, è neon. Sono tutti quei materiali che la stella sia riuscita a sintetizzare al suo interno, in milioni di anni, per poi regalarli, lasciarli andare, liberi di far parte di qualcos’altro che, forse, sarà.

Questi processi, queste nebulose, sono ciò che accade al termine della vita di stelle che abbiano dalle 0,3 alle 8 masse solari. Il Sole, ovviamente, non farà eccezione.

Queste stelle sono di dimensioni discrete, massicce, composte interamente di idrogeno, quantomeno nelle prime fasi. Il “peso” del loro peso grava (pesa!) sul nucleo che, data la pressione e temperatura, s’accende, fonde in elio, sprigionando un’enorme quantità di energia.

Esaurito l’idrogeno a disposizione, il nucleo si spegne, inizia a contrarsi, a comprimersi, sotto la spinta gravitazionale del resto della stella. E’ ora inerte, composto di elio, ma le temperature non sono ancora tali da permetterne la fusione. Il nocciolo, inattivo, non riesce più ad opporre resistenza alla forza gravitazionale dell’intera massa stellare: le reazioni che contrastavano il carico delle fasce esterne (spingendole lontano dal nucleo) non stanno più avendo luogo. Il peso stesso della stella grava, ora, sul nucleo che, impotente, si comprime aumentando vertiginosamente la propria temperatura. Il nocciolo, caldo e compresso, riscalda ciò che lo circonda. Questo evento, questo elevatissimo calore trasmesso agli strati intermedi, dà il via a processi di nucleosintesi in zone periferiche: nel “guscio” che racchiude il nocciolo dell’astro. Lì, infatti, c’è ancora dell’idrogeno che, ora, fonde.

Tum.

Gacrux
La gigante rossa Gracrux, nella Croce del Sud.

In questa fase non è più il nucleo a produrre energia e convertire materia, ma sono gli strati che lo avvolgono. Questi, riscaldati e fusi, spingono la massa periferica, superficiale, verso l’esterno, producendo un sensibilissimo aumento delle dimensioni dell’astro. La stella, a causa dell’energia prodotta dagli strati intermedi, aumenta di centinaia di volte il proprio volume e dimensioni. Come fosse un palloncino, l’astro si gonfia ed ingrandisce. Di un cazzilione di volte.

sole_gigante_rossa
Paragone tra le dimensioni del Sole nella sua futura fase di gigante rossa e quelle attuali (il piccolo, misero puntino giallo in basso a sinistra).

L’aumento delle dimensioni danno luogo ad un marcato innalzamento della luminosità, data la maggior superficie di emissione. Inoltre, all’aumentare del volume, si assiste alla diminuzione della temperatura superficiale dell’astro, facendolo apparire di uno spiccato color arancio.

Confusi? E’ una banale questione di conservazione dell’energia termica.

Permettetemi una descrizione sbagliata, incompleta e da babbano, ma efficace. Ipotizziamo di poter disporre di due bicchieri d’acqua bollente, alla stessa temperatura, e di due spugne dalla forma sferica, di differenti dimensioni: una più grande, una più piccola, entrambe sufficientemente porose ed assorbenti da poter contenere un intero bicchiere d’acqua. Versando i bicchieri sulle spugne, ad ognuna il suo, entrambe assorbiranno l’acqua bollente e la distribuiranno uniformemente al loro interno. Entrambe, ora, contengono la stessa quantità d’acqua. La spugna più piccola, però, ha distribuito il liquido in uno spazio ristretto, permettendo alla superficie esterna di venir maggiormente inzuppata, riscaldata. L’altra spugna, invece, più grande e voluminosa, ha distribuito l’acqua – e quindi il calore – in uno spazio (volume!) maggiore. La sua superficie, pertanto, sarà meno inzuppata e calda. A questo punto, senza scottarvi, riuscireste a tenere in mano solo la spugna di maggiori dimensioni, non l’altra, a causa del differente calore superficiale. Si noti, ancora una volta, che la quantità di acqua (e pertanto di “calore”, in senso lato) contenuta nei due oggetti sia la stessa. La differenza sta nella distribuzione del calore, non nella quantità assoluta dello stesso.

E’ in questo stadio che i moti convettivi, all’interno della gigante, portano negli strati superficiali materiale sintetizzato in profondità, rimescolando l’idrogeno (leggero, nelle parti esterne) con atomi pesanti (prodotti nelle fasce interne). All’esterno del nucleo, ciò che prima era “rigidamente” diviso in strati, come fosse una cipolla, ora fonde, ribolle, creando passaggi, degli ascensori stellari che permettono agli elementi di muoversi e rimescolarsi.

Tum, tum.

Aldebaran_e_le_Iadi
La gigante arancione Aldebaran incastonata all’interno del bellissimo ammasso aperto delle Iadi.

Raggiunta la corretta temperatura, nel nucleo (a riposo e compresso, nella fase precedente) si innescano le reazioni di fusione dell’elio. L’innesco causa la repentina espansione del nucleo ed è responsabile, invece, della contrazione degli strati superficiali, del loro innalzamento di temperatura (ricordate l’esempio delle spugne?) e dell’interruzione degli scambi convettivi. La stella, pertanto, apparirà più piccina e di colore biancastro. Di nuovo.

Tum tum. Tum.

Comet Catalina e stella Arturo
La gigante arancione Arturo e la cometa Catalina.

Ora è il carbonio, frutto della fusione dell’elio, ad accumularsi nel nucleo. Quest’ultimo, all’esaurimento dell’elio, andrà nuovamente incontro ad una fase di inattività, compressione e relativo surriscaldamento. Di contro, il guscio tutt’attorno, riscaldato, darà inizio alla fusione dell’elio e sarà soggetto ad espansione. Ancora una volta, gli strati superficiali si raffredderanno, dando luogo ad un nuovo ciclo di rimescolamento convettivo di particelle leggere (superficiali) e pesanti (prodotte nelle viscere della stella).

L’astro aumenterà la propria dimensione, diminuirà la temperatura superficiale e tornerà ad assumere un colore rossastro. Di nuovo.

Il cuore della stella batte, pulsa. L’astro si dibatte, la materia viene espulsa.

Ad ogni ciclo, ad ogni contrazione ed espansione, il vento solare si fa via via meno trascurabile. Col passare del tempo, l’astro diventa sempre più instabile, andando incontro ad oscillazioni, in termini di dimensioni e temperature, frenetiche. Date le enormi dimensioni raggiunte, la parte superficiale risulta debolmente legata, gravitazionalmente, all’astro stesso. Ha così inizio un processo per cui la materia che componeva la stella (sia essa idrogeno o uno dei prodotti della nucleosintesi), venga rilasciata e diffusa in abbondanza nello spazio circostante, venendo meno l’attrazione gravitazionale, o letteralmente strappata e gettata tutt’attorno da un impetuoso vento solare.

Tum tum. Tum. Tum tum.

Coda di Mira (ultravioletto)
Immagine, nello spettro ultravioletto, della gigante rossa Mira. Lungo il suo percorso ha rilasciato, negli ultimi 30000 anni, una quantità di materiale equivalente a 3000 volte quello contenuto sul pianeta Terra. La materia espulsa dà luogo, in visione ultravioletta, a quella che sembra la coda di una cometa.

Al termine della propria fase evolutiva, nelle diverse pulsazioni, questa tipologia di oggetto perde completamente gli strati superficiali. Proprio quelli che, per miliardi di anni, hanno ricoperto il nucleo. Finito l’elio, con un nocciolo di carbonio ed ossigeno compatto, la dimensione e luminosità della stella diminuiscono, trasformandola in una nana bianca: una piccola stellina lattiginosa, ciò che resta della gigante rossa. Una biglia incandescente, un nanerottolo astrale, denso, che rilascerà il proprio calore nello spazio, a poco a poco, senza produrne di nuovo. La stella, è morta. Il suo corpo si sta raffreddando.

Ed eccoli l’ α ed ω. A voi la scelta, al lettore la decisione di quale sia l’uovo, chi la gallina. La stella, fucina di elementi, o gli elementi stessi, rilasciati e disseminati nello spazio, pronti per divenire parte integrante di una nuova nube da cui, perché no, potrà aver origine una nuova stella. O un gatto.

E’ questo connubio, questo duo, questa coppia indivisibile che dà forma e colore ad una nebulosa planetaria: una nana bianca che, con le proprie emissioni – il canto del cigno – irradia e ionizza i suoi strati più esterni, persi e gettati come semi colorati, tutt’attorno.

E’ il caso di dirlo: vita, morte e miracoli degli astri.

E’ in questi momenti, quelli in cui ragiono sulla complessa semplicità del tutto, che mi sembra di vederlo: un immenso tavolo verde, sui cui forze e volontà sconosciute giocano, pescano e mischiano carte. Quelle sono. E quelle rimangono. Passan di mano, una partita via l’altra: tris, coppie, figure e poker, per poi tornar nel mazzo, per un gioco diverso, allo stesso tavolo.

Torniamo ad M57.

L’ho definito una bolla, un anello, gas e polveri. Scorza, nebulosa. E’ chiaro che nel mio oculare non apparirebbe alcun che se non ci fosse, al centro, una stella morente. In effetti, è proprio così. Messier non riuscì a vederla (e nemmeno io, ad oggi) ma è lì. Una piccola (si fa per dire, è poco più della metà del nostro Sole) e decisamente fioca stellina che, tirate le cuoia, esala l’ultimo respiro. La sua magnitudine apparente oscilla ed è circa 15 o 16, sicuramente fuori dalla portata degli strumenti di 240 anni fa. E’ poco luminosa e sfuggevole. La nana bianca dista da noi circa 2300 anni luce ed è stata osservata per la prima volta da Jenő Gothard, un astronomo ungherese, solo nel 1886. L’astro, all’interno, ha un nucleo di carbonio ed ossigeno, frutto della nucleosintesi delle precedenti fasi . All’esterno, è avvolto da un sottile strato di materia, più leggera, in fase di dispersione. La temperatura superficiale è di circa 120000° (più di 20 volte quella del Sole!) ed è proprio quest’ultima la responsabile della dispersione e ionizzazione degli strati esterni. Si stima, studiandone i movimenti, che l’anello si stia espandendo da quantomeno 1600 anni. Come tutto, come sempre, è in movimento, in espansione, allontanandosi dalla propria stella: un cadavere che si raffredda. Causa del decesso: l’ astrofisica nucleare.

L’ho descritta come un anello, perché così è come appare. Ovviamente, non è affatto tonda e la questione è decisamente più complicata.

Quando osserviamo il cielo notturno, tendiamo a commettere lo stesso errore, tipicamente umano, dei nostri predecessori: semplifichiamo. Vedo un puntino? Sarà un puntino. Un anello? beh, un anello! Tutto fermo, per giunta!

Nah.

Le nebulose planetarie nascono da stelle morenti. Stelle tonde, tridimensionali,  mica piadine. Ne consegue che gli strati superficiali, in balia di forze di repulsione ed attrazione, vengano, semplificando, espulsi in egual misura in ogni direzione. Pertanto, la planetaria for dummies, modello base, in equilibrio e non influenzata da agenti esterni, sarà perfettamente simmetrica, una sfera in espansione, al cui centro si trova la nana moribonda che l’ha originata. Solo il 20% delle nebulose planetarie risulta di questa forma. La semplicità non è di certo una caratteristica comune in natura.

Abell 39, tra tutte, è un bellissimo esempio di planetaria sferica.

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Abell 39, nebulosa planetaria di forma sferica nella costellazione di Ercole

Quando si parla di forma, pertanto, i fattori da tenere in considerazione sono due: il primo è il reale aspetto, tridimensionale, dell’oggetto. Il secondo è come la prospettiva ci possa ingannare.

Viviamo in uno spazio composto – quantomeno – da tre dimensioni. Il modo, posizione ed inclinazione con cui osserviamo qualsiasi cosa influiscono sensibilmente sulla nostra percezione. Posizionamento e piano prospettico sono fattori indispensabili, pertanto, per ipotizzare e comprendere la reale forma degli oggetti celesti, nebulose planetarie incluse.

Quindi, ‘sto M57?

Sicuramente non è un anello. La teoria comunemente accettata è che faccia parte delle planetarie bipolari. In questi oggetti la materia viene espulsa – manco a dirlo – da due zone polari, non necessariamente i poli magnetici dell’astro. Il gas, ionizzato, si irradia sotto forma di due, distinti ed opposti, getti di particelle. Il risultato di questo processo è il formarsi di una struttura che ricorda, nemmeno troppo lontanamente, una clessidra. Nella strozzatura: la nana bianca.

Di seguito, alcuni esempi. Dai più lampanti, dovuti alla prospettiva favorevole, a quelli più difficili, dove la prospettiva ci inganna, come M57. La sua tipica e peculiare forma ad anello, infatti, è dovuta al fatto – prospettico – che la stiamo osservando in direzione dei poli, come se stessimo osservando una clessidra dall’alto.

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Nebulosa Ali di Farfalla (M2-9), nella costellazione dell’Ofiuco. La prospettiva, favorevole, ci mostra i due poli: uno a destra ed uno a sinistra, da cui partono i getti di gas. Il piano equatoriale, quindi, va dall’alto al basso, nell’immagine, passando per il centro. In mezzo, la nana bianca che sta dando, ed ha dato, origine alla nebulosa ionizzata. E’ la stessa immagine che vedremmo se appoggiassimo, in orizzontale, una clessidra su un tavolo.
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Lo stesso discorso vale per la bellissima NGC 2346, nella costellazione dell’Unicorno. La similitudine con una clessidra (in questo caso corta e tozza) e vista di lato rimane particolarmente azzeccata, anche se meno evidente.
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Complichiamo le cose: Nebulosa Clessidra (MyCn 18), nella costellazione della Mosca. Qui, si vedono chiaramente due anelli. Ipotizzate, infatti, di appoggiare una clessidra su di un tavolo, in orizzontale, e di farla ruotare attorno alla propria strozzatura, in senso orario, di 45°. Quello che vedreste è esattamente quanto in fotografia: la base tonda (a destra) di una delle due parti della clessidra mentre l’altra (a sinistra) rimarrebbe leggermente nascosta, ma pur sempre visibile. Gli anelli, quindi, sono la proiezione (bidimensionale) delle parti coniche delle due sezioni (tridimensionali) di cui si compone la clessidra.
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Immaginiamo, ora, di ruotare la clessidra di ulteriori 45°, in modo che sia perpendicolare a noi, che ci mostri, unicamente, una delle due basi dei coni di cui si compone. Quello che vedremmo, quindi, è un cerchio, un disco, piuttosto che un’intera clessidra. E’ proprio questo quello che vediamo della bellissima NGC7293, la Nebulosa Elica nell’Aquario, tanto quanto di M57. Si noti la similitudine, anche fotografica, dei due stupendi oggetti.

La prospettiva, pertanto, può giocare tiri mancini. E’ estremamente importante tenerne in considerazione se si vuole comprendere, ed apprezzare fino in fondo, quanto si stia osservando. D’altro canto, soprattutto in visuale, non è facile capirne e carpirne ogni dettaglio: forma e dimensioni sono complessi da stimare o, banalmente, percepire.

Un esempio che calza a pennello è M76. Il 21 ottobre 1780, dopo la segnalazione di Méchain, Messier scrisse:

Nebulosa sul piede destro di Andromeda, osservata da Méchain il 5 settembre 1780, che riferisce: “Questa nebulosa non contiene stelle, è piccola e debole”. Il 21 ottobre Messier la cercò con il suo telescopio acromatico e gli sembrò che comprendesse solo piccole stelle e nebulosità. La luce impiegata per illuminare al minimo il micrometro filare ne provocava la scomparsa. La posizione fu determinata dalla stella phi Andromedae, di quarta magnitudine.

M76 catalogo Messier, inizio
In basso, l’inizio della descrizione con cui Messier inserì, nel proprio catalogo, l’osservazione di Méchain, e la propria, di M76.
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In alto, la fine della descrizione delle osservazioni di M76.

Questo oggetto, da lui stesso definito “piccolo e debole”, si trova tra le costellazioni di Cassiopea, Perseo ed Andromeda. A destra della testa del guerriero, sotto il ginocchio della regina o, come annotò Messier, sopra il piede di Andromeda, M76 riempe lo spazio vuoto – si fa per dire – tra le tre costellazioni.

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Posizione di M76 tra le costellazioni di Cassiopea, Perseo ed Andromeda. Tutt’attorno, sono riconoscibili i Pesci, il Triangolo, l’Ariete e la Giraffa.

Formalmente, la nebulosa planetaria fa parte della costellazione del Perseo. Quest’ultima, ovviamente, è dedicata all’omonimo eroe greco che, sconfitta Medusa, salvò l’incatenata Andromeda. In qualsiasi sua rappresentazione, antica o moderna, lo ritroviamo con la testa del mostro nella mano sinistra, uno scudo o la spada nella destra.

La costellazione è abbastanza semplice da trovare e riconoscere, soprattutto aiutandosi con Cassiopea, nota e di facile individuazione. Tra le due costellazioni spicca il doppio ammasso del Perseo, visibile già ad occhio nudo, che si compone di due stupendi, e vicini, ammassi aperti. E’ proprio tracciando una linea da questo doppio ammasso sino all’ultima stella (HIP 3881) della catena di Andromeda che, a circa un terzo della distanza che le divide, è possibile trovare M76. Un altro, semplice, modo per identificarlo è quello di partire dal piede di Andromeda, Almach, e trovare, tra lei e Ruchbah di Cassiopea, HIP 8060, ovvero la stella meno luminosa delle due, solitarie, che è possibile vedere a metà tra i due astri. E’ proprio nelle vicinanze di quest’ultima, in direzione di Ruchbah, che è possibile trovare, agevolmente, M76.

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M76, sul segmento che collega il doppio ammasso del Perseo con HIP 3881 o tra HIP 8069 e Ruchbah.

Messier non spese molte parole su quest’oggetto. L’unica cosa che sottolineò fu quanto fosse tenue e difficile da osservare. In effetti, è proprio così! E’ uno degli oggetti meno luminosi all’interno del suo catalogo. Osservandolo con il mio dobson da 12″ mi rendo conto della difficoltà che debba aver avuto il povero Charles, 230 ani fa, nel capire cosa stesse guardando. All’oculare del mio telescopio appare un rettangolino, qualcosa dalla forma spiccatamente allungata e poco definito. Un torsolo di mela, come lo chiamano in molti. Osservando più a lungo, giocando con il focheggiatore e cercando di aguzzare la vista, è possibile notare come, attorno a quel che sembra un mattoncino, ci sia qualcosa, una leggera nebulosità evanescente. Quel rettangolino luminoso, comunque, rimane il tratto distintivo di questo oggetto.

Le mie osservazioni si sono limitate, per ora, all’utilizzo di due oculari e telescopio. Con il binocolo, il fidato 10×50, ci ho provato, ma la nebulosa non era visibile.

Ovviamente, M76 è ben lontano dall’essere solo ciò che ho visto ed avere quella forma. In questo, l’astrofotografia può svelare l’arcano.

M76
M76, fotografato da Heutz, Binnewies e Pöpsel. I dettagli, che in visuale risultano evanescenti, qui sono sensibilmente più apprezzabili.

Risulta chiaro, dall’immagine fotografica, che la nebulosa sia certamente più estesa rispetto a quanto sia riuscito ad osservare. La barra centrale, azzurra contornata di rosso, è la porzione di gas più vicina alla nana bianca che ha dato origine a questa meraviglia. E’ proprio questo, proprio lui, quel mattoncino che descrivevo poc’anzi. Il rosso, come già detto in precedenza, è indice di idrogeno ionizzato. L’azzurro: ossigeno. A quanto pare, sono questi (quantomeno in prevalenza) gli elementi che, la moritura, stia disseminando. Si notino, nelle regioni più lontane ed agli antipodi, dei riccioli, delle turbolenze, probabilmente generati da gas che vengono espulsi più velocemente rispetto all’espansione delle due bolle, dei due getti, che caratterizzano anche questa nebulosa. In molti la dipingono come se fosse composta da due ciambelle, una sull’altra. Dal nostro punto di vista, appaiono come se fossero su uno scaffale di una pasticceria, leggermente inclinate verso di noi. E’ come se stessimo osservando la torre di Pisa, ma da una posizione tale da non renderci conto che sia storta, se non per il fatto che stia pendendo esattamente verso di noi. Non pende a destra, non cade a sinistra. Viene verso di noi. La base della “ciambella” posta in alto, pertanto, si sovrappone otticamente alla parte superiore di quella sottostante. La barra rettangolare, quindi, corrisponde al punto di contatto, e sovrapposizione ottica, tra le due nebulosità. E’ come se osservassimo un’ostia (in questo caso sarebbe il piano di appoggio tra le due nebulose) che, inclinata verso di noi, appare ellittica e non sottile e piatta.

Non a caso, esattamente come in M57, la parte centrale e più vicina alla nana mostra ossigeno (blu) ionizzato: l’enorme calore sprigionato dalla stella e la maggiore densità dei gas, infatti, sono in grado di strappare e ricombinare gli elettroni a questi atomi relativamente pesanti. Nelle regioni periferiche, invece, è solo l’idrogeno, più leggero, rarefatto e meno pretenzioso in termine di energia richiesta, a venir ionizzato.

La stella al suo interno ha una magnitudine, circa, di 16, invisibile ad occhio nudo e complicata da risolvere con modesti strumenti amatoriali. Con i suoi 90000° di temperatura superficiale, dista da noi 2500 anni luce. Forse. E’ molto difficile, in generale, stabilire la distanza di una nebulosa planetaria. A dire il vero, fotografie amatoriali mostrano il fatto che si tratti, in realtà, di qualcosa di più rispetto ad un sistema singolo: è visibile una seconda compagna, gialla, della stella principale, azzurra. Ulteriori analisi compiute con il telescopio spaziale Hubble hanno dimostrato che la compagna, a sorpresa, sia composta da due stelle distinte.

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Le tre stelle al centro della nebulosa planetaria M76. Nell’immagine, quella principale risulta azzurra, mentre le compagne, vicinissime, rosse.

Questo fa del centro della nebulosa un sistema triplo. Non ci sono dubbi, ad ogni modo, che la nebulosa sia stata generata dalla stella principale, quella calda ed azzurrognola, nella fotografia. Vien da sé che la presenza di più attori, nella nube, ne influenzi direttamente forma, dimensioni e movimenti nei più disparati, e spettacolari, modi.

La nebulosa – che poi è quel che realmente ci interessa – ha una magnitudine visuale di 10, rendendola un oggetto alla portata di strumenti amatoriali, se pur con scarsa soddisfazione.

Rimane, tra le 4 catalogate da Messier, la planetaria più deludente, in visuale, quantomeno per le osservazioni che ho avuto modo di compiere. Ciò non toglie che sia, ovviamente, un oggetto affascinante, per quanto tenue e rarefatto. Sono curioso di vedere, utilizzando dei filtri nebulari, come, e se, acquistino visibilità ed interesse i dettagli poco visibili. Ne parlerò più avanti.

Si stima che la nebulosa occupi uno spazio di 1.2 anni luce e che si espanda a circa 20km al secondo. M76 è anche famosa per avere diversi e disparati nomignoli: Nebulosa Tappo di Sughero (per la forma spiccatamente rettangolare della parte centrale), Piccola Nebulosa Manubrio (inteso come peso da palestra) o con la doppia sigla NGC 650 e NGC 651. Il motivo per la doppia attribuzione NGC è da ricercare nell’ipotesi, iniziale, che si trattasse di due oggetti, due nebulose differenti, in contatto tra loro. Le recenti osservazioni ed analisi hanno smentito questa ipotesi, propendendo per una natura bipolare dell’oggetto.

Il primo ad osservare questo oggetto fu, probabilmente, Giovanni Battista Hodierna, nel 1754. La riscoprì nel 1780, indipendentemente, Pierre Méchain, amico, collega e collaboratore di Messier che, in seguito alle proprie osservazioni, lo inserì nel proprio catalogo, come abbiamo avuto modo di leggere poco prima.

Ho spiegato cosa siano, sappiamo come si formano. Ma il nome?

“Nebulosa planetaria”, esattamente come “supernova” sono termini scorretti rimasti, nonostante l’errore, di uso comune. Sono sì nebulose, ma nulla hanno a che vedere con i pianeti. Il primo a coniare ed utilizzare questo termine fu William Herschel, un brillante astronomo inglese di origine tedesca che, affiancato dalla sorella Caroline (una delle prime donne a contribuire attivamente in questo campo) è lo scopritore del pianeta Urano (ed alcuni suoi satelliti). Il nome, banalmente, deriva dal fatto che questi oggetti, in particolar modo M27 e planetarie che ne condividono la prospettiva, apparissero come se fossero dei pianeti offuscati, esattamente come Urano.

M27, in effetti, è la nebulosa planetaria più semplice da osservare: grande, luminosa, bellissima. Il 12 luglio 1764, Messier scrisse:

Nebulosità priva di stelle, scoperta nella Volpetta, tra le due zampe anteriori e molto vicina alla stella 14 della costellazione, di quinta magnitudine secondo Flamsteed; è ben visibile in un telescopio di tre piedi e mezzo; ha una forma ovale e non contiene stelle. Messier ha inserito la sua posizione sulla Carta della Cometa del 1779, stampata per il volume dell’Accademia di quello stesso anno. Rivista il 31 gennaio 1781.

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In alto, i commenti di Charles Messier dopo l’osservazione di M27.

Ed ecco, per intero, la Carta della Cometa del 1779, di cui precedentemente avevo solo presentato un estratto, quello della Lira, per M57.

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Carta della Cometa del 1779. Sono presenti, oltre alla traiettoria della cometa ed altre “nebulosità” ed ammassi stellari scoperti, M57, nella Lira ed M27, nella Volpetta.

M27, come descritto da Charles, appartiene alla costellazione della Volpetta. Ammetto, ancora una volta, che prima di indagare questo oggetto non l’avevo mai considerata. Quest’ultima non è facilissima da identificare, essendo composta da astri poco luminosi e sicuramente non appariscenti. Per trovarla, l’approccio migliore è quello di identificare il becco del cigno, il bellissimo sistema Albireo, e scendere di poco, fino a riconoscere Anser, la gigante rossa che, insieme a 15 Vul rappresenta il binomio delle due uniche stelle che, ad occhio, io sappia attribuire alla costellazione.

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La costellazione della Volpetta, tra quelle del Cigno, Delfino, Aquila e Lira. La Volpetta “poggia” le proprie zampe sulla Freccia, un’altra costellazione composta da stelle poco appariscenti.

Una volta capito quale posizione occupi, è semplice aguzzare la vista per identificare quella che, anticamente, era spesso rappresentata come una volpe con in bocca un’oca e con una delle zampe su di una freccia.

La nebulosa planetaria, in tutto il suo splendore, si trova sul segmento che si ottiene collegando 12 Sge con 15 Vul, a poco meno che metà strada tra le due stelle, in direzione della Freccia. Messier, come annotato all’interno del proprio catalogo, inserì la posizione di questo oggetto, e di un ammasso globulare nella Freccia (M71), nella Carta della Cometa del 1779. E’ curioso notare come, a differenza del solito, Messier si lasciò andare ad un virtuosismo descrittivo anche sulla mappa, definendo l’oggetto “Neb. belle“. La planetaria deve proprio essergli piaciuta!

In effetti, è un oggetto ragguardevole per dimensione e luminosità. E’ chiaramente visibile in un binocolo 10×50 e ti prende a schiaffi, tanto è grande e definito, con strumenti dalle aperture ed ingrandimenti maggiori.

Come per le precedenti nebulose osservate da Messier, anche M27 è una nebulosa planetaria bipolare. Nel suo caso, ne vediamo il piano equatoriale. La prospettiva ci permette di osservare i due getti, fuoriuscenti dai poli, che compongono la tipica “clessidra”. La struttura e composizione risultano notevolmente chiari in astro-fotografie, anche amatoriali, dell’oggetto.

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M27 e la tipica forma a clessidra (decritta dall’idrogeno, rosso), inscritta all’interno di quella che sembra essere una bolla blu. Immagine del superbo Robert Gendler.

In osservazione visuale, nonostante i colori latitino, le strutture dell’oggetto sono estremamente chiare. Secondo i recenti calcoli, M27 dista da noi circa 1300 anni luce ed ha una magnitudine apparente di 7.4. Si pensa abbia circa 9800 anni e che si stia espandendo a poco più che 30 km/s. La nebulosa appare davvero enorme ed ha anche un altro primato: quello di possedere la nana bianca di dimensioni superiori a qualsiasi altra nana conosciuta. In M27, come in altre nebulose, è possibile osservare quelli che gli astronomi chiamano “nodi”: concentrazioni di gas a diverse temperature e con differenti livelli energetici. Visivamente, sembrano nubi al tramonto.

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Nodi, simili a nuvole per l’effetto chiaro-scuro, all’interno di M27.

Questa è, senza ombra di dubbio, la nebulosa planetaria più luminosa, grande ed appagante (fosse anche solo a binocolo) delle 4 riportate da Messier. Ricordo ancora lo stupore, la sorpresa, di vedere l’oculare riempirsi di tanta meraviglia.

Come in altre bipolari, anche nella Nebulosa Manubrio (così viene spesso chiamata M27) è stata osservata una seconda stella, oltre alla nana bianca. Sembrerebbe, quindi, che il motivo alla base della forma peculiare di queste nebulose dipenda proprio dall’interazione di più astri all’interno della stessa bolla di gas. Simulazioni informatiche e modelli matematici lo confermano. Semplificando, possiamo immaginare che la bolla, quella ipoteticamente generata una nana bianca indisturbata, venga in qualche modo presa al lazo che, tirato e stretto, ne deformi l’aspetto, fino a farla apparire come un otto, una clessidra. Il lazo, il colpevole, è la compagna (o, complicando, le compagne) che, in un sistema del genere, attira ed assorbe parte del materiale espulso dalla stella morente. Quale? Beh, quello presente sul piano della propria orbita.

Quest’oggetto, M27, non stregò solo Messier e fece dannare non poco anche William Herschel ed il figlio: John. William (che, ricordo, coniò il termine “nebulosa planetaria”) fu ingannato, per pura coincidenza prospettica, dalla presenza di astri nel disco della nebulosa. Nonostante non ci riuscì con i mezzi e tecnologie dell’epoca, si disse convinto che l’oggetto sarebbe stato risolvibile in stelle; in altre parole, credeva che la nube luminosa dipendesse da una moltitudine di stelle, come negli ammassi aperti o globulari, disposti in uno spazio ristretto. Era sicuro, infatti, che la sua forma fosse la conseguenza geometrica di due ammassi molto vicini e prospetticamente sovrapposti tra loro.

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In alto, a sinistra, uno schizzo rappresentante quanto riuscì a vedere con i mezzi dell’epoca. A destra, i due ammassi “dalla forma di cometa” che pensava fossero vicini e sovrapposti, prospetticamente, a formare quanto visibile nella Volpetta.

Una generazione più tardi, il figlio ripercorse le orme del padre. La chiamò “Nebulosa Manubrio” (il padre, invece, l’aveva paragonata al quadrante di un orologio) e la considerò per quella che era: una nebulosa, pur ignorandone natura e genesi. Un altro William, un altro astronomo: il Conte di Rosse, si incaponì sulla possibilità di risolvere l’oggetto in stelle e ci si dedicò anima e corpo. Ovviamente, fallì. Entrambi, a loro modo, descrissero l’oggetto, ne annotarono i dettagli e lasciarono, ai posteri, schizzi e disegni di quanto osservato.

Per le conoscenze dell’epoca, pur con tutta la buona volontà, metodo e rigore, era impossibile anche solo ipotizzare la genesi, composizione e struttura di oggetti simili. Mancavano gli strumenti, i principi fisico-nucleari e le teorie alla base della nucleosintesi stellare.

L’ultima scoperta, a livello temporale, è M97, avvistato da Charles il 24 marzo 1781, sempre su consiglio ed indicazione dell’amico Méchain. Eccone gli appunti:

Nebulosa nell’Orsa Maggiore, in prossimità della beta. “E’ difficile da vedere,” riporta Mechain, “specialmente quando uno illumina i fili del micrometro: la sua luce è debole, senza una stella”. Mechain la vide per la prima volta il 16 febbraio 1781, e la posizione è quella datami da lui. Vicino alla nebulosa ne vide un’altra ancora da determinare, ed anche una terza che è vicino alla gamma Ursae Majoris.

Le due nebulose ancora da determinare, verranno successivamente indagate e risulteranno negli oggetti M108 ed M109, due galassie. Non che Messier lo capì o sapesse. Per lui, rimasero delle vaghe nebulosità.

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In fondo alla pagina, gli appunti relativi all’oggetto M97.

Questa planetaria, come annotato da Charles, è sita nell’Orsa Maggiore, probabilmente la costellazione più nota e conosciuta del nostro emisfero. O meglio, quella di cui, una parte, si conosce ed impara a riconoscere sin da piccini. Il resto, lo si ignora.

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Costellazione dell’Orsa Maggiore, attorniata, tra gli altri, dalla Lince, dal Leone Minore e dai Cani da Caccia.

Il noto e riconoscibile asterismo del Grande Carro è quello che compone la coda e parte della schiena dell’animale celeste. Capita spesso che, semplificando, si identifichi l’intera costellazione solo con questa sua porzione. Di per sé, è sbagliato, ma comunemente accettato.  Essendo una delle costellazioni più note, diffuse e tramandate, anche la sua rappresentazione e descrizione, attraverso i diversi periodi storici, sono molto simili.

Messier, oltre a riportare le difficoltà osservative di Mechain, non investì troppo tempo, né inchiostro, nella descrizione di questo oggetto. Il motivo è da ricercarsi proprio nella difficoltà, per uno strumento dell’epoca, di catturare la luce di questa planetaria e palesarla agli occhi dell’astronomo di turno. Ci vollero degli anni ed un sensibile avanzamento tecnologico prima che, qualcuno, ne iniziasse ad apprezzare, e disegnare, i particolari.

M97 è relativamente semplice da identificare: rimane tra le stelle Phecda e Merak, non esattamente sul segmento che li collega, ma quasi. Quello che noi chiamiamo Grande Carro, gli anglosassoni tendono ad identificare come un “Grande Mestolo” (Big Dipper) e, in questo, non posso che dargli ragione. Mantenendo la similitudine, la planetaria rimarrebbe proprio sotto la base del mestolo, molto vicino a Merak, in direzione di Phecda a circa un terzo della distanza che li separa. Foste in dubbio, tracciando una linea immaginaria tra Al Kaphrah e Merak, M97 risulterebbe all’interno del triangolo avente, come ulteriore vertice, Phecda.

Confusi? Puntate ‘sto telescopio, è facile da trovare.

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Posizione di M97 all’interno del triangolo descritto da Merak, Phecda e Al Kaphrah

A binocolo, con il mio 10×50, non sono riuscito ad identificarla, nonostante la visibilità fosse buona. Riproverò, ma credo che sia necessario quantomeno un 20×80. A telescopio, la situazione cambia sensibilmente.

La planetaria risulta ben visibile sia a 59x che a 277x. Di seguito, una simulazione di quanto sia riuscito ad osservare.

A bassi ingrandimenti si iniziano ad intuirne dettagli interni che, ingrandendo, risultano prepotentemente visibili. A campo largo è un oggetto particolarmente interessante data la sua vicinanza con M108, piacevolissima la visione di entrambi nello stesso campo visivo. Focalizzandosi sul campo stretto, invece, diventa presto chiaro il motivo per cui, quest’oggetto, venga chiamato Nebulosa Civetta (o Gufo).

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M97 in un’immagine di Robert Gendler. Si notino i “gusci” quasi concentrici che disegnano la bolla e le due cavità, le due zone d’ombra, al suo interno.
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M97 e la galassia M108 in una porzione di un’immagine di Adam Ellenberger. Con il mio 26mm, a 59x, risultano piacevolmente nello stesso campo visivo.

La peculiarità di questo oggetto sta nella sua forma ben definita e in quelle due zone scure, tondeggianti, che ricordano gli occhi di un uccello notturno. Il primo ad affibbiarle quel nome fu il precedentemente citato Lord Rosse, che la descrisse come segue:

Due stelle considerevolmente distanti nella regione centrale, penombra scura per ogni spirale, con stelle come centri di attrazione. Contiene astri scintillanti; risolvibile.

Rosse non si limitò alle parole per descriverne la forma. Il suo schizzo di M97 è ormai passato alla storia.

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Schizzo, eseguito da Lord Rosse, di M97.

La struttura di questa planetaria è estremamente interessante. E’ composta da diversi “gusci” concentrici, leggermente sfalsati. Sono evidenti in astrofotografia, un po’ meno in visuale. Sull’origine ed interpretazione delle due zone scure, dei due occhi, gli esperti ancora dibattono. Potrebbero indicare la “strozzatura della clessidra”, inscrivendola all’interno della bolla. Potrebbero dipendere da giochi prospettici innescati da geometrie e forme particolari. Non lo sappiamo con certezza. Nulla ci vieta, però, di osservarli e goderne.

La nebulosa planetaria ha una magnitudine visuale di 9.9 e sembrerebbe distare 2500 anni luce da noi. La nana bianca al suo interno ha una temperatura di 85000 gradi circa ed ha una magnitudine di 14. I dati raccolti sin ora ci portano a pensare che sia una planetaria molto vecchia, di circa 6-8000 anni. Risulta, infatti, molto estesa e rarefatta, la sua densità è circa un decimo rispetto alle altre.

Le spore, a quanto pare, si stan disperdendo nel bosco astronomico.

Sappiamo che una planetaria nasce dagli spasmi di una madre moritura, per poi dissolversi nello spazio circostante. Il tutto, in quanto?

Dipende. Ciò che è certo è che, astronomicamente parlando, il tutto duri meno d’un battito di ciglia. Cosa volete che siano diecimila anni – questo si pensa essere il tempo di dispersione del materiale – se paragonati ai milioni di anni (come minimo, 40) della madre? E’ questo il motivo per cui, di questi oggetti, se ne conoscano ben pochi, in relazione al numero degli altri. Quattro su centodieci oggetti, per Messier. Un’ ipotesi di ventimila, nella Via Lattea, secondo le moderne stime.

Non è solo un evento raro, ma anche un evento di cui è raro accorgersi. Lampi sfuggevoli per chi, come noi, ha una visibilità temporale ben limitata.

C’è ancora molto di questi oggetti che dobbiamo comprendere e spiegare, molti sono i dubbi e le inconsistenze, ma quantomeno ne conosciamo i meccanismi principali. Ovviamente, non è sempre stato così.

Dopo decenni di domande, ipotesi e dubbi a riguardo, i primi significativi passi in avanti vennero eseguiti, a gran falcate, dall’astronomo tedesco Joseph von Fraunhofer. La sua storia ha dell’incredibile e merita una breve digressione. Nacque nel 1787 e divenne orfano all’età di 11 anni. Da allora, lavorò come apprendista nella modesta bottega di un vetraio, con il solo ed unico scopo di sopravvivere. All’età di 14 anni, nel 1801, lo stabile all’interno del quale si trovava la sua bottega crollò. Joseph, manco a dirlo, rimase tragicamente travolto e sepolto sotto le macerie. Fortuna volle che del crollo, e del salvataggio dei superstiti, se ne occupasse Massimiliano IV Giuseppe, principe elettore di Baviera che, una volta salvato il ragazzo, lo prese in simpatia. Da quel momento Massimiliano, il futuro re di Baviera, contribuì all’istruzione del giovane, acquistando e consegnandogli libri. Obbligò, inoltre, il suo datore di lavoro a tollerarne gli studi. Otto mesi più tardi, ad appena 15 anni, andò a lavorare all’interno di un noto monastero sconsacrato, luogo dedito alla fabbricazione del vetro. Le sue tecniche, maestria e scoperte furono tali da sottrarre, all’Inghilterra, il primato sulla lavorazione di lenti ed ottiche. A solo 31 anni, Joseph, venne insignito del titolo di direttore dell’istituto. La Baviera divenne, in breve tempo, il fulcro dell’attenzione per chi necessitasse di strumenti all’avanguardia. Fu nel 1814, all’età di 27 anni, che inventò lo spettroscopio.

Un terremoto nel mondo scientifico. Uno tsunami astrofisico. L’inizio di qualcosa che diede la risposta ad una domanda – alla domanda – talmente complessa, talmente ambiziosa, da essere un tabù: di cosa son fatti gli astri?

All’epoca era normale, per quanto difficile, ragionare sulla grandezza, moti e distanza delle stelle. Immaginare di poterne comprendere materiali e composizione chimica era bollato, semplicemente, come folle.

Eppure la risposta, chiara e deterministica, è sempre stata lì: nella luce.

Come ho già avuto modo di descrivere, la luce a noi visibile non è altro che un una minima porzione delle radiazione elettromagnetica emesse dalla nostra stella: dal Sole. Semplificando, qualsiasi cosa, tutto, emette radiazioni elettromagnetiche, chi più, chi meno, a seconda del proprio livello energetico. Noi stessi, ad esempio, emettiamo radiazione infrarossa, debole, come qualsiasi termometro moderno, che non richieda contatto, potrà confermarvi.

Per secoli si credette che la luce fosse solo quanto umanamente visibile. Beh, come spesso accade, eravamo in fallo. La luce che percepiamo, i colori e le loro combinazioni, sono ben lontani dal coprire tutte le possibili frequenze, riportate qui sotto.

spettro visible - scala nanometri
La barra, nella sua interezza, rappresenta tutte le possibili frequenze delle radiazioni elettromagnetiche. Al centro, rappresentato dai diversi colori, quanto ci è dato vedere e percepire; il resto (l’infrarosso a destra e l’ultravioletto a sinistra), ci è invisibile. La scala graduata rappresenta i nanometri (nm), ovvero l’unità di misura della lunghezza delle onde. Le proporzioni, in questa rappresentazione, non sono assolutamente corrette. La porzione di spettro a noi visibile (la parte colorata) è, in realtà, molto, ma molto più piccola rispetto a quanto non riusciamo a vedere (la parte nera)

La genialità di Joseph fu quella di creare metodologie e strumenti per misurare ed analizzare la luce, le lunghezze d’onda e gli spettri visibili. Gli venne assegnato un dottorato, la cittadinanza onoraria di Monaco e divenne nobile. Non male per un orfanello travolto dal crollo di un edificio. Sfortunatamente, a causa dell’utilizzo intensivo di metalli pesanti durante le sue ricerche e lavorazioni, morì giovanissimo, tra indicibili sofferenze, a soli 39 anni. Avvelenato dalla sua stessa passione. Una tragedia per il mondo scientifico, pari al suicidio di Turing, o all’indifferenza riservata a Tesla, a mio parere. Sulla sua tomba, un’epigrafe concisa quanto significativa: Aproximavit sidera. Avvicinò le stelle. E mai descrizione fu più azzeccata.

Che la luce, passando attraverso un prisma, si scomponesse in differenti colori era già noto da tempo. In natura, avviene da sempre: l’arcobaleno. Artificialmente, si utilizzava un prisma di vetro, sfruttandone le proprietà fisiche e geometriche. Fino agli esperimenti di Isaac Newton, però, si pensava che i colori risultanti fossero una proprietà del prisma e non della luce stessa. Lui, nel 1672, basandosi sugli studi dell’italiano Francesco Maria Grimaldi, dimostrò il contrario: la luce veniva scomposta dal prisma nelle sue diverse componenti (di cui, una parte, è a noi visibile e percettibile: i colori). Fu in grado, infatti, di scomporre la luce bianca per poi riunirne, in un unico raggio, i fasci colorati. L’essere riuscito a tornare alla situazione iniziale dimostrò che il prisma non aveva nulla a che fare con quegli esotici colori.

Appunti Newton
Schizzo originale di Isaac Newton per descrivere i propri esperimenti sulla scomposizione della Luce. Al centro, sul tavolo, si noti il prisma triangolare e, a sinistra, sul piedistallo, il secondo prisma utilizzato per ricomporre il fascio iniziale, scomposto in colori dal primo dei due.

Sulla base di queste osservazioni, nel 1802, il chimico e fisico inglese William Hyde Wollaston (ma si chiamavano tutti William?) osservò, senza tuttavia capirne il significato, lo spetto solare, notando come, all’interno della fascia contenente i differenti colori, ci fossero delle non meglio identificate linee scure. Newton, probabilmente per i mezzi dell’epoca, non le aveva notate.

Qualche anno più tardi, in modo analogo ma indipendente, entrò in gioco Joseph, l’orfanello. Grazie alle sue capacità, agli strumenti da lui ideati e perfezionati, nel 1814 riuscì ad analizzare lo spettro del Sole, della Luna e dei pianeti a lui visibili. A differenza di Wollaston, riuscì a vedere oltre 500 righe scure sparse e diffuse all’interno dello spettro di quegli oggetti.

Spettro con linee nere
Analisi dello spettro solare a cura di Joseph von Fraunhofer. Questo fu quanto disegnò ed annotò lui stesso dopo i propri esperimenti. Si notino le linee nere, verticali, visibili all’interno dello spettro colorato. Tra la rappresentazione dello spettro (in basso) e la curva di intensità della luce (in alto), si notino le lettere, dalla A alla G, ad indicare 7 bande o zone scure particolarmente marcate.

Queste linee (che ad oggi portano il suo nome: linee di Fraunhofer) per il Sole, Luna e pianeti, risultavano nella stessa posizione, mentre per altri oggetti no.

spettro del sole
Spettro della luce del Sole.
spettro della Lunas
Spettro della luce proveniente dalla Luna, sostanzialmente identico a quello del Sole.
spettro-castore
Spettro di Castore, nei Gemelli. Le sue bande nere nulla hanno a che vedere con quanto determinato per il Sole, la Luna e gli altri pianeti del Sistema Solare.

La prima ed importante considerazione fu la seguente: la luce analizzata, osservando Sole, Luna e pianeti, era la stessa. Fu chiaro, quindi, che i pianeti ed il nostro satellite brillassero di luce riflessa – quella del Sole – piuttosto che emetterne di propria. Sembrerà banale, ma all’epoca non era affatto chiaro. Senza poter raggiungere quegli oggetti distanti, una prova empirica e schiacciante si pensava impossibile.

¡Toma castaña!

Fraunhofer non fu in grado di capire a cosa si riferissero quelle bande scure all’interno dello spettro, ma non si fermò. Testardo come uno stambecco, si incaponì sull’analisi della luce proveniente da altri astri, proprio di quella luce che, da sempre, si immaginava non contenesse alcun che, alcuna informazione utile sulla sorgente che l’abbia prodotta. Joseph puntò il proprio strumento su molte e diverse stelle, trovando nuove configurazioni di bande scure e riconoscendo dissonanze e similitudini ricorrenti. Ciò che lasciò, quindi, fu una moltitudine di osservazioni ed analisi, note e disegni riguardo quali bande fossero state riscontrate in quale astro.

Qualsiasi cosa, quelle bande, significassero.

Ci pensò il fisico tedesco Gustav Robert Kirchhoff a trovare la risposta. Dopo gli esperimenti condotti insieme al collega ed amico Robert Wilhelm Bunsen, nel 1859 enunciò tre leggi fondamentali. Ciò che fecero fu osservare, in laboratorio, lo spettro di emissione derivante da fiamme a cui addizionarono sali di diversi elementi chimici. I risultati, strabilianti per l’epoca, furono la base per le sue teorie e leggi.

La prima legge cita che che un corpo denso ed incandescente (solido, liquido o gas ad alta pressione) genera uno spettro continuo. La seconda, che un gas rarefatto ed incandescente (quindi a bassa pressione) genera uno spettro ad emissione, ovvero un debolissimo spettro continuo con specifiche righe più brillanti del fondo. La terza, ed ultima, sostiene che una sorgente che emette uno spettro continuo ed un gas freddo posto davanti ad essa generano uno spettro di assorbimento, ovvero uno spettro continuo con specifiche righe scure, che corrispondono alle righe brillanti dello stesso gas incandescente.

Se avessi un corpo molto caldo, composto di gas ad alta pressione, genererebbe uno spettro continuo, per la prima legge. E’ questo il caso del nucleo, e solo del nucleo, di una stella.

Se avessi del gas rarefatto, genererebbe un debolissimo spettro continuo con delle righe brillanti. Queste righe, la loro posizione, è la firma inequivocabile degli elementi di cui il gas si compone. E’, esagerando un po’, il codice a barre (colorato!) degli elementi all’interno del gas. E’ il caso delle nebulose ad emissione. Planetarie incluse.

Il caso di una stella, invece, ricade nella terza legge. La situazione è quella di un nucleo incandescente che, per la prima legge, emette uno spettro continuo. Parte di questo spettro, però, è assorbito dal gas degli strati superficiali dell’astro (ma solo perché, prospetticamente, si trovano sovrapposti rispetto al nostro punto di vista), decisamente più freddi rispetto al nucleo. Il risultato dell’assorbimento sono le bande nere che erano sfuggite a Newton ma non a Wollaston, Fraunhofer e Kirchhoff. Le linee scure su fondo chiaro coincidono con quanto vedremmo, brillante su fondo scuro, per lo stesso gas, se non avesse, alle spalle, una fonte di calore maggiore rispetto alla propria temperatura.

spettro_emissione_assorbimento_e_continuo
Se osservassimo un corpo caldo e denso, il suo spettro sarebbe continuo (prima legge). Se guardassimo un gas rarefatto, il suo spettro sarebbe ad emissione, indicandone, nella firma delle bande, il contenuto in termini di tipologia degli elementi (seconda legge). Se osservassimo lo stesso gas, ma con alle spalle un corpo più caldo e denso, lo spettro della luce che ci giungerebbe sarebbe ad assorbimento (terza legge). Solo per una questione prospettica. Le bande, scure, sono il negativo della firma dei materiali contenuti nel gas.

Ed ecco, finalmente, il significato delle bande scure nella spettrografia stellare: indicano il contenuto, in termini di elementi, degli strati superficiali degli astri.

Determinata la corrispondenza tra banda (scura o chiara che sia, è indifferente) e materiale – e lo si può fare anche sulla Terra – è stato relativamente semplice capire di cosa fossero composte le stelle analizzate, quali fossero i materiali nei loro strati superficiali e, di conseguenza, cosa avesse prodotto la nucleosintesi sin ora. Eccone degli esempi, ecco i “codici a barre”, in emissione, dei principali elementi prodotti dalla nucleosintesi stellare:

Hydrogen_Spectra
Linee spettrali dell’Idrogeno (H)
Helium_spectra
Linee spettrali dell’Elio (He)
Carbon_Spectra
Linee spettrali del Carbonio (C)
Nitrogen_Spectra
Linee spettrali dell’Azoto (N)
Oxygen_spectre
Linee spettrali dell’Ossigeno (O)

Ora, nell’Agosto del 1864 i coniugi Huggings: William (un altro!) e Margaret, decisero di analizzare lo spettro emesso da NGC 6543, la bellissima Nebulosa (planetaria) Occhio di Gatto, nella costellazione del Dragone.

Avevano già capito, e dimostrato, che c’era una differenza sostanziale tra nebulose e galassie, all’epoca tutte catalogate come generiche nebulosità. Le galassie (quelle che – ora – sappiamo essere galassie), infatti, presentavano uno spettro (continuo!) molto simile a quello delle stelle (beh, ne sono piene!) mentre le nebulose (quelle che – ora – sappiamo essere nebulose) presentavano lo spettro di emissione che ci si sarebbe aspettati da un gas rarefatto (ricordate la seconda legge di Kirchhoff?), tipicamente idrogeno.

Quello che videro quando analizzarono lo spettro di quello che – ora – sappiamo essere una nebulosa planetaria, rimasero sorpresi ed interdetti: non era nulla di simile rispetto a quanto già osservato.

In primis, si accorsero di essere davanti a qualcosa di gassoso e rarefatto. Ciò che osservarono furono linee di emissione (seconda legge), non uno spettro continuo (prima legge).

In particolare, poi, notarono due barre luminose in corrispondenza dei 500.7 e 495.9 nanometri, tra l’azzurro ed il verde. Nessun elemento, nulla di conosciuto ed analizzato sul pianeta Terra, produceva linee di emissione in quei punti. Lo annotarono come azoto (N, nella figura), la cui firma era simile, ma non identica. Identificarono una della linee di emissione dell’idrogeno (H, nell’immagine) e rimasero sorpresi della mancanza di magnesio (Mg) che avevano, invece, osservato all’interno di altre nebulose (non planetarie).

n6543 spectrum
Spettro, disegnato dai coniugi Huggings, della luce proveniente da NGC 6543. Si noti, in particolare, la barra che annotarono come N, Azoto, in una posizione insolita e sconosciuta.

A prescindere dall’errore iniziale di pensare che le linee 500.7 e 495.9 fossero da attribuirsi all’Azoto, data l’impossibilità di definirne la provenienza, vennero giustificate con l’esistenza di un nuovo, sconosciuto, elemento: il nebulium.

Lo stesso, infatti, era successo per quanto riguarda l’ Elio (He) che, osservato indirettamente sul Sole tramite la spettroscopia, venne solo successivamente isolato e prodotto sulla Terra. Ironico, dato che è il secondo elemento più abbondante nell’universo.

E’ interessante notare quanto siano simili, tra loro, le linee di emissione provenienti da diverse nebulose planetarie. Questo dubbio, questo punto di domanda sul nebulium, rimase pendente per i successivi 50 anni.

spettro M57
Spettro di emissione di M57. Misurazione moderna. Rispetto a quanto disegnato da Huggings, la direzione sull’asse orizzontale è invertita. Qui l’infrarosso è a destra e l’ultravioletto a sinistra.
spettro M76
Spettro di emissione di M76.

Fu nel 1920 che i fisici, in particolar modo l’americano Ira Sprague Bowen, capirono che quelle linee di emissione non derivavano da un elemento sconosciuto, ma piuttosto da elementi noti, ma in condizioni particolari, estreme, di bassissima densità. Sulla Terra, condizioni simili non sono raggiungibili, pertanto ne risulta impossibile un’osservazione ed analisi empiriche. Nelle vastità del cosmo, invece, è assolutamente possibile che un gas raggiunga un livello di rarefazione tale da permettere questa condizione. Queste linee, infatti, appaiono come conseguenza di elementi ionizzati in modo peculiare, una situazione che, in presenza di densità maggiori, si verificherebbe per un periodo di tempo troppo limitato per risultare percettibile. A queste linee è stato attribuito il nome di linee proibite, non tanto perché impossibili, piuttosto perché improbabili.

Prendiamo l’esempio dell’ossigeno ionizzato due volte [OIII] (elemento a cui, l’energia di una stella o le collisioni con altri atomi, abbiano strappato due elettroni). E’ sua, infatti, la paternità di quelle due linee tra l’azzurro ed il verde notate dai coniugi Huggings. E’ lui, è l’ossigeno, il nebulium; solo in una forma rarissima ed impossibile da ottenere nei nostri laboratori. Persino il vuoto spinto prodotto dalla migliore tecnologia moderna risulterebbe troppo denso per evitare che, questo elemento ionizzato due volte, entri in contatto con altri elementi a lui simili, scambiandosi elettroni e decadendo in uno stato non eccitato. Di fatto, non sarebbe più ossigeno ionizzato due volte e non emetterebbe in quella banda dello spettro. Oggi giorno, linee proibite dell’azoto ionizzato (N II), dello zolfo ionizzato (S II) e dell’ossigeno ionizzato una volta (O II) e due volte (O III) vengono frequentemente rilevate nell’analisi di ogni nebulosa planetaria. E’ interessante notare che un eventuale osservatore all’interno di una planetaria, sorvolando sulle sue possibilità di sopravvivenza, non si renderebbe conto di nulla. Attorno a lui, il vuoto più vuoto del nostro vuoto, qui, sulla Terra.

Fu solo nella tarda, prima, metà del ‘900 che si riuscì a metter insieme tutti i pezzi del puzzle: la fisica dell’atomo, le reazioni nucleari, la spettroscopia e le osservazioni dirette. Finalmente si capì cosa fossero, da dove venissero e quale futuro attendesse ogni nebulosa del genere. Centinaia di anni e scienziati, sforzi congiunti pagati, da alcuni, a caro prezzo. Enormi e faticosi passi avanti per qualcosa che, ora, diamo per scontato.

O peggio: studiamo svogliatamente sui banchi di scuola. Sveglia, gente.

Se ho visto più lontano, è perché stavo sulle spalle di giganti. (Isaac Newton)

Le moderne tecnologie hanno permesso ai telescopi di andare nello spazio, di non esser limitati dall’atmosfera terreste. Le osservazioni non si limitano più a quella sottile fessura che noi umani possiamo percepire: lo spettro visibile. Molti sono i dubbi e le domande, ma in piedi e sulle spalle di molti, continuiamo la nostra ricerca.

Ora, guardiamo più in là, e meglio. Il risultato? Giudicate voi stessi.

composizione nebulose planetarie
Mosaico di un centinaio di nebulose planetarie dalle forme, colori e dimensioni estremamente variabili. Tutte stupende. Fuochi d’artificio per funerali astrali.

Molte delle precedenti immagini sono il risultato di lunghissime esposizioni: singole fotografie che han catturato la luce per diversi minuti.

Vabbè, OK, luce. Ma Quale?

Immaginate di voler ascoltare cosa stia dicendo una persona che, purtroppo, si trovi all’interno di un ambiente chiassoso. Certo, potreste tendere l’orecchio, fare del vostro meglio e capire quanto più possibile del discorso, accontentandovi di quanto compreso, a fatica, perdendone i dettagli, in quel trambusto generale.

Fantozzi: Io sono stato azzurro di sci!
Calboni e Sig.na Silvani: Eh?
Fantozzi: Io sono stato nella nazionale di sci!
Sig.na Silvani: E lo dice così?!? Mah! Ha sentito Calboni? Eh… che bravo!
Calboni: Sì, vedremo… ce lo dimostrerà!
Fantozzi: Veramente… sono dieci anni che non scio…
Calboni: Eh?
Sig.na Silvani: Come?
Fantozzi: Dicevo che saranno vent’anni che non scio…
Sig.na Silvani: Cosa?
Sig.na Silvani: Parli forte, non si capisce!
Fantozzi: Sto dicendo che saranno trenta, trentacinque anni che non vedo un paio di sci!

L’ideale sarebbe disporre di un telecomando per zittire gli altri, diminuirne il vociare fino a farlo sparire, limitando, quanto più possibile, quel rumore di fondo, quei dettagli inutili e fuorvianti, senza, però, influenzare il parlato dell’unica persona che ci interessi.

Beh, in astronomia, ci sono i filtri.

E’ prassi ormai comune utilizzarli, tra l’osservato e l’osservatore, per evidenziarne i dettagli ed aumentarne il contrasto rispetto al resto. Diversi, specifici, dettagli producono un risultato sensibilmente migliore rispetto all’accontentarsi di vedere, e fotografare, tutto quanto colpisca l’obiettivo, l’occhio.

Insomma, una sorta di selezione all’ingresso.

Senza scender troppo nello specifico, che rimando a futuri interventi, per godere a pieno di dettagli e strutture dovremmo utilizzare dei filtri che lascino passare tutta – e solo – la luce presente sulle bande dell’ossigeno ionizzato due volte ed, eventualmente, dell’idrogeno. Il resto, verrà bloccato, rendendo la visione della planetaria e dei suoi particolari decisamente più nitida ed appagante. La maggior parte della luce emessa da questi oggetti deriva proprio dall'[OIII]. Anche la componente a cui contribuisce l’idrogeno sulla riga H-alpha è importante, ma rimane difficilmente fruibile in osservazione visuale: troppo vicino all’infrarosso, a noi invisibile. Quest’ultima, invece, è particolarmente interessante per l’astrofotografia. I sensori, se modificati, l’infrarosso lo vedono, eccome.

m57 spettro ed immagine
M57, la Nebulosa Anello, e la luce che emette, scomposta nelle diverse bande dello spettro elettromagnetico. Si riconoscono le linee, dalla posizione e colore, dell’ossigeno ionizzato due volte e dell’idrogeno (in particolare, la banda H-alpha). Le “strisciate” e lo spettro continuo sullo sfondo (per la prima legge di Kirchhoff) sono dovuti alla luce proveniente da stelle che, prospetticamente, ci appaiono al suo interno. Sono, sia in fotografia che in visuale, nulla più che un disturbo, un vociare, un chiacchiericcio di sottofondo, indesiderato. Utilizzare dei filtri che esaltino solo le bande [OIII] e dell’idrogeno permetterà di fruire di risultati migliori.
Esistono, pertanto, dei filtri specifici [OIII] ed UHC (ultra-high-contrast, ovvero a contrasto estremamente elevato) il cui scopo è quello di limitare, se non eliminare, le interferenze di luci artificiali, atmosferiche o di altri astri, lasciando passare solo ciò che ci interessa. Trattasi di speciali “vetrini”, opportunamente lavorati, che possono essere avvitati alla base degli oculari o tra il corpo macchina di una fotocamera ed il focheggiatore. Evitano, pertanto, che ciò che non ci interessa vedere, che ciò che non vogliamo che passi, raggiunga l’occhio o il sensore.

Io, di filtri, non ne ho ancora utilizzati, ma immagino saranno il mio prossimo acquisto.

E voi? Non avete filtri, telescopio e quant’altro? Poco importa, sguainate il vostro fido binocolo e puntate, quantomeno, l’enorme e luminosa M27. Ne varrà la pena. Aspettate una notte tersa e senza Luna.

Questi, i miei prossimi obiettivi, dopo che mi sarò gustato, di nuovo, le quattro nebulose planetarie catalogate dal buon Charles. Per ognuno, ho inserito i dati (che discordano, a seconda della fonte) sia di magnitudine apparente che di luminosità superficiale (in arcosecondi). Quest’ultima, funzione di luce e dimensione, indica quanto sia realmente visibile la planetaria. La magnitudine apparente, infatti, non tiene conto delle dimensioni (apparenti) dell’oggetto. A parità di magnitudine, una nebulosa estesa sarà meno visibile di una piccina e concentrata dato che la propria luce, la magnitudine apparente, sarà “spalmata” in uno spazio bidimensionale maggiore. E’ come avere a disposizione una boccetta di vernice e dover pitturare una piccola parete o una stanza intera. La quantità di colore, la magnitudine apparente, sarà la stessa in entrambi i casi. La luminosità superficiale, l’intensità della tintura sul muro, sarà tanto minore quanto sarà estesa la superficie da pitturare.

Ad ogni modo, mi farò un’idea dell’effettiva visibilità di questi oggetti alla prima occasione.

Nome Magnitudine apparente Dimensione apparente Luminosità superficiale Costellazione
NGC 7293 (Elica) 7.3 17.6′ 22.2 Aquario
NGC 7008 (Feto) 10.7 1.4′ 20.1 Cigno
NGC 6818 (Piccola Gemma) 9.3 46.2″ 17.4 Sagittario
NGC 6891 10.5 21″ 16.8 Delfino
NGC 6826 8.8 36″ 16.3 Cigno
NGC 7662 (Palla di Neve) 8.3 37.2″ 15.9 Andromeda
NGC 7009 (Saturno) 8 34.8″ 15.4 Aquario
NGC 6790 10.5 10.2″ 15.3 Aquila
NGC 6210 (Tartaruga) 8.8 21″ 15.1 Ercole
NGC 6543 (Occhio di Gatto) 8.1 19.8″ 14.3 Dragone
 NGC 7027 8.5 18″x12″ 14.1 Cigno
NGC 6572 8.1 15″ 13.7 Ofiuco

Immagino che non riuscirò a vederle tutte durante la mia prossima battuta di caccia, ma mi accontenterò di fare nuovi amici, lassù, fossero anche solo 2 o 3. Il bottino sarebbe decisamente ghiotto.

Aspetterò il diradarsi delle nubi, lo svanire della nebbia, e cercherò di entrare nelle grazie del dio Azteco delle stelle: Xocotl. Non dovesse funzionare, beh, proverò a maledirlo.

Fantozzi: Io vorrei far dire una messa.
Prete: Pro o contro qualcuno?
Fantozzi: Contro.
Prete: Contro costa il triplo, trentamila, cantata cinquantamila.
Fantozzi: Cantata!
Prete: Lo odi molto, figliolo!

Voyeur

Il primo, vero, passo verso lo studio di ciò che ci circonda, qualsiasi cosa sia, è quello di osservare ad occhio nudo. Osservare, guardare e ragionare senza l’ausilio di particolari tecniche o strumenti, se non quelli di cui il darwinismo ci ha dotati, dalla nascita, a costo zero.

E’ con gli occhi che ho iniziato ad osservare la notte ed è con gli occhi che continuerò a godermi questo spettacolo. Di certo, non è – solo – attraverso una lente che voglio dialogare con quei puntini e macchiette tremolanti, lassù.

Per svariati motivi, nel corso di milioni di anni, ci siamo evoluti come animali diurni. Gli occhi sono strumenti altamente sofisticati, purtroppo (o per fortuna!) specializzati nel renderci la vita semplice di giorno, non la notte. Involontariamente, possiamo dilatare e restringere la pupilla. In questo modo, come fosse un diaframma fotografico, possiamo gestire e sfruttare, per quanto biologicamente possibile, la luce che ci circonda. Sfortunatamente, però, non avremo mai una visione notturna paragonabile a quella di certi animali che, nella notte, ci sguazzano.

Il mio occhio, per quanto strabiliante sia, non è lo strumento migliore per cogliere tutti quei ghiotti ed evanescenti dettagli che vado cercando nella volta celeste. E’ sicuramente il primo passo, il primo (e più romantico) contatto verso miti e divinità che popolano le costellazioni. Ma la curiosità è tanta, troppa, per non appostarsi e fare i guardoni, vedere di più, meglio, guardare ed osservare oltre. Voglio Andromeda senza veli, spiare Berenice nella sua intimità, curiosare tra le armi di Orione, capire di che colore siano gli occhi di Chara, farmi gli affari della Vergine. Voglio fare un passo in più, staccarmi da terra ed avvicinarmi, anche se di poco, all’Olimpo celeste.

Per soddisfare questa voglia di voyeurismo astronomico, un primo, utile, passo in avanti (o meglio, in su!) potrebbe essere quello dell’acquisto ed utilizzo di un binocolo. Un semplice, banale, binocolo. Economico, leggero, trasportabile senza impicci, versatile e già capace, nonostante i limiti, di regalare emozioni profonde.

Io stesso, ignorante, non l’ho minimamente preso in considerazione. Inizialmente, l’idea di possederne uno non mi ha nemmeno sfiorato, nonostante la decisione di approfondire l’argomento astronomico. Leggendo esperienze, consigli e l’iter di tanti altri astrofili, mi son reso conto che, senza dovermi necessariamente munire di telescopio (e montatura, e cavalletto, e cercatore, ed oculari, e la smetto ma potrei continuare…) avrei potuto fare un piccolo balzo di qualità, significativo, iniziando ad osservare ed approfondire quanto già conoscevo, quanto già vedevo, attraverso uno strumento alla portata di tutti: il binocolo. Non solo. Il binocolo mi avrebbe dato la possibilità di osservare una piccola porzione di quando invisibile ad occhio nudo. Sarebbero caduti i primi veli.

Tutti ne abbiamo esperienza. Magari non ne possediamo, ma quantomeno l’abbiamo utilizzato, in prestito, in questa piuttosto che quella occasione: al mare, in montagna, arrampicati su un albero spiando Lorraine, la futura signora McFly.

Io, l’ho usato in montagna. Coi nonni.

Un binocolo nero, dalle ottiche – credo – Kenlock, con uno scomodo laccetto in plastica lucida, rigida, riposto in un contenitore di finta pelle squamosa, nera, foderato di velluto porpora, sbiadito, polveroso. Ancora ne ricordo l’odore acre. Lo usavo per gioco, senza saperlo tarare, senza capirne il reale funzionamento, era complicato per un bimbo delle elementari allo sbaraglio. Lo prendevo, puntavo, mettevo a fuoco in qualche modo ed ingrandivo e rimpicciolivo, agendo sulla leva dello zoom. Alberi, pigne. Montagne. Un gatto. Mai un obiettivo sensato. Per me, era un gioco che durava poco. Dopo 15 anni sepolto in soffitta, l’ho riscoperto in occasione del primo viaggio in Africa, sperando tornasse utile per eventuali safari. Parliamo di rullini fotografici, di compatte analogiche. Nulla avevo e nulla sapevo di ottica. Anche lì, ignorante, non avevo idea di cosa avessi per le mani, non sapevo quanti ingrandimenti avesse, come funzionasse, come dovesse essere utilizzato. Se non bastasse, anni di abbandono e temperature dal torrido al polare ne compromisero il funzionamento al di là di ogni volenteroso tentativo di riparazione o taratura amatoriali (scossoni, colpi, un giro di vite e qualche imprecazione). Lenti disallineate, messa a fuoco difettosa, un oculare traballante e fuori asse. Fu così che lo barattai, dopo una serrata contrattazione degna di un broker londinese, con una tela dipinta dall’alter ego keniota del mio binocolo: un anziano claudicante, con evidenti cataratte, malfermo e malconcio. “Contento lui”, mi dissi. In seguito lo vidi godersi quel poco di buono che il binocolo avesse ancora d’offrire, su quella spiaggia, fissando l’orizzonte alle spalle di Malindi. Barche sull’Oceano Indiano. A dire il vero, a posteriori, rimpiango amaramente quella scelta avventata dalla sfumatura colonialista. Avrei trovato di gran lunga più appagante mostrare a mio figlio lo strumento del bisnonno, piuttosto che arredargli camera con un’improbabile tela, un fremito di colori caldi su cui danzano chiappute silhouette di donne africane.

Vabè.

Prima di descrivere come utilizzare un binocolo e cosa sia possibile osservare, è d’obbligo un’introduzione storica, fisica e meccanica.

L’origine e paternità del binocolo (e del suo fratello maggiore, il cannocchiale) è incerta. Ciò che è sicuro è che derivò dalle scoperte ed invenzioni di inizio ‘600, ad opera di ottici fiamminghi (Lippershey e Janssen) e, successivamente, Galileo. Tutti e tre basarono il proprio lavoro, ovviamente, su osservazioni, studi e trattati dell’epoca. I loro risultati, in seguito, vennero migliorati da tecniche, scoperte ed invenzioni successive. Esistono diverse tracce di brevetti e rivendicazioni in quegli anni, ma si contraddicono, sono imprecisi e sono da collocare in un’età, ed ambiente, frammentati e lontani. Di fatto, non sapremo mai, con certezza, chi ringraziare per questo strumento. Mi levo dall’impiccio con un generico high five a tutti quanti abbiano effettivamente contribuito alla sua realizzazione. Per chi volesse approfondire la questione, il primo capitolo de “Il binocolo” di Michele T. Mazzucato è ricco di interessanti informazioni storiche. Il suo lavoro, tra l’altro, è un eccellente esempio del fatto che non sia saggio giudicare un libro dalla (agghiacciante) copertina.

Non sorprende che i primi impieghi di cannocchiali e binocoli fossero ben lontani dall’astronomia amatoriale. I pochi, costosi, esemplari erano in uso a scienziati e militari. Molti più militari che scienziati. Come per la maggior parte delle invenzioni, la ricerca della supremazia bellica ha giocato un ruolo importantissimo nello sviluppo tecnologico. Nei secoli a seguire, questi strumenti vennero largamente utilizzati sui campi di battaglia di tutto il globo, negli scontri terrestri e navali delle guerre di epoca moderna.

La struttura del binocolo, seppur primitiva, non era poi tanto diversa da quanto siamo soliti vedere ai giorni nostri. Il binocolo era, ed è, costituito da due cannocchiali identici, montati sullo stesso asse in modo da permettere una visione binoculare (ovvero, sfruttando entrambi gli occhi, nello stesso momento). Il valore aggiunto del binocolo, ovviamente, è la possibilità di osservare un oggetto ingrandito: come se fosse più vicino di quanto realmente sia. La tipologia e qualità dei binocoli è andata via via migliorando, offrendo un netto passo avanti rispetto al numero di ingrandimenti possibili, alla quantità di luce entrante ed alla risoluzione di tutti quei problemi che, inevitabilmente, affliggono lo strumento (in primis, aberrazioni ottiche ed il peso stesso dell’oggetto).

Nel corso del XIX secolo, le consolidate tecniche costruttive ed i nuovi materiali permisero la produzione di molti più esemplari, allargando di gran lunga il bacino d’utenza di coloro che, potenzialmente, potevano permettersi un simile strumento. Fu così che il binocolo non rimase solo ed esclusivo appannaggio di scienziati e militari, ma iniziò a comparire all’opera, alle corse di cavalli ed in tutti quei luoghi, ricreativi, dove alla distanza dal fulcro dell’attenzione (palco, pista o tracciato che fosse) si sopperiva con queste “diavolerie ottiche”. Il binocolo, quantomeno nella sua declinazione amatoriale, piccola e leggera, divenne addirittura uno status symbol, oggetto – sì, costoso – ma alla portata delle tasche di quella alta borghesia e nobiltà che lo sfoggiava in occasioni ludiche e di movida ottocentesca. Non a caso, lo si ritrova spesso all’interno di composizioni degli artisti dell’epoca.

Da allora, i processi tecnici e manifatturieri si sono via via affinati, rendendo il binocolo un oggetto alla portata di chiunque. Chiunque abbia voglia di utilizzarlo, curiosità di puntarlo ed una manciata di euro da spendere. E’ diventato il primo e fidato strumento di chi voglia osservare paesaggi, flora e fauna. Di chi si diletti nell’osservazione di aerei e navi, di guardoni, paparazzi.

Di astrofili.

Il primo, banale, valore aggiunto di questo strumento è, come già discusso, la possibilità di osservare qualcosa in modo tale che appaia più vicino di quanto realmente sia. Essendo composto da due piccoli telescopi, ne condivide l’utilizzo ed utilità, in termini di ingrandimento. La capacità di ingrandimento, per un binocolo, è espressa in “x” (leggasi “per”) e l’unità di misura è la quantità di volte che, lo strumento, ingrandisce l’oggetto puntato. Un binocolo 10X, ad esempio, ingrandisce un oggetto di 10 volte rispetto a quanto percepiremmo se non lo stessimo utilizzando. Un 20X ingrandisce di 20 volte, un 8X di 8, e così via. Banale.

La capacità di ingrandimento, pertanto, è la prima e più immediata peculiarità di questo strumento. E’ la metrica con cui siamo soliti ragionare quando parliamo di binocoli ed è una nozione facilmente digeribile per qualsiasi neofita.

Ingrandimento_binocoli_8X_10X
Esempi di ingrandimento dovuti all’utilizzo di un binocolo. A sinistra, come potrebbe apparire un rapace ad occhio nudo. In centro, quanto visibile con l’utilizzo di un binocolo 8X. A destra, l’immagine dello stesso rapace utilizzando uno strumento da 10X

Se è vero che il binocolo ingrandisce un’immagine, riducendo otticamente la distanza che ci separa dall’oggetto, è anche vero che quello che vediamo, ingrandito, sarebbe quello che vedremmo, ad occhio nudo, se fossimo più vicini al soggetto inquadrato. Rileggete l’ultima frase, è importante capirla.

Ipotizziamo di essere a 1000m dall’oggetto che stiamo osservando. Siamo belli lontani. Ipotizziamo, ora, di avere tra le mani diversi binocoli. Il primo, con un fattore di ingrandimento di 10X. Dividendo la distanza che intercorre tra noi e l’oggetto per la capacità di ingrandimento dello strumento, otterremo la distanza a cui dovremmo trovarci per osservare l’oggetto interessato, od occhio nudo, per vederlo esattamente come lo vediamo nel binocolo.

Confusi?

Tornando al nostro esempio, 1000m/10X = 100m. Osservando un oggetto da 1Km con un binocolo 10X otterremo un’immagine identica a quella che vedremmo se lo stessimo osservando, ad occhio nudo, da 100m. Qualora stessimo utilizzando un 8X, l’immagine osservata sarà identica a quanto vedremmo, senza l’ausilio di binocolo, a 125m (1000m/8X = 125m). Se con un 20X osservassi un oggetto a 10m da me, sarebbe come guardarlo, ad occhio nudo, da 50cm.

Ingrandimento_binocolo
I due osservatori, pur essendo a 720 metri di distanza l’uno dall’altro (800-80=720m), osservando l’albero, sulla sinistra, vedranno esattamente la stessa immagine (in termini di dimensione apparente dell’oggetto). Il primo, a sinistra, ad occhio nudo. Il secondo, a destra, utilizzando l’ingrandimento reso possibile da un binocolo 10X

Di solito, gli ingrandimenti più comuni che è possibile trovare sono: 7X, 8X, 10X, 12X, 15X e 20X. Vedremo, poi, come si coniugano con altre metriche dello strumento. Un importante effetto collaterale del numero di ingrandimenti è che, crescendo, aumentando sempre più, rendono l’utilizzo dello strumento (quantomeno a mano libera) più complesso e meno agevole. Se il normale tremolio degli arti superiori non si nota con un ingrandimento 7X, inizia ad essere ben visibile a 10X, problematico a 15X ed insostenibile a 20X. Per quanto salda possa essere la nostra presa, i naturali movimenti a cui siamo soggetti vengono accentuati al crescere degli ingrandimenti, rendendo l’immagine traballante, con la conseguente perdita di dettagli (ed un gran mal di testa!).

La ricerca sfrenata e sconsiderata dell’ingrandimento è, pertanto, completamente inutile. A mano libera è assolutamente sconsigliabile l’utilizzo di uno strumento che abbia più di 10 o 12 ingrandimenti.

Esiste una tipologia di binocoli, detta “zoom“, che si compone di ottiche ed oculari tali da permettere di scegliere, tramite una leva o la rotazione di un elemento meccanico, il livello di ingrandimento desiderato. Questi binocoli hanno una gamma ben definita di ingrandimenti tra i quali è possibile spaziare. Ad esempio, il mio (ex, venduto!) Celestron è un 10-30X, ovvero: permette di osservare un oggetto ingrandito da 10 a 30 volte. Ovviamente, per ogni componente, lente ed ottica aggiunti, la luce viene deviata, riflessa, indebolita. Oltre ad un aumento di peso, dovuto alla meccanica, c’è una degradazione dell’immagine finale, in termini di luminosità perdita e qualità. Questa tipologia di binocoli, utile e versatile nell’utilizzo diurno, è sconsigliata per l’astronomia, dove – esagerando un po’ – ogni singolo fotone, e la sua valorizzazione, contano.

Un secondo fattore, praticamente ignorato dai principianti, è il FOV, ovvero filed of view, il campo visivo del binocolo. Il campo visivo è qualcosa che smettiamo di ignorare, nei binocoli, non appena ne proviamo due dallo stesso fattore di ingrandimento ma con campi visivi differenti. Io, neofita, me ne sono davvero stupito comparando l’economico Celestron con un più performante, e costoso, Nikon. Stesse caratteristiche, FOV diversi. Tra uno e l’altro, un abisso.

Ho preso il Celestron e l’ho subito venduto.

Il campo visivo rappresenta quella porzione di spazio osservabile tramite l’utilizzo del binocolo. Puntando lo strumento verso un qualsivoglia oggetto, quello che vedremo è una porzione di quanto abbiamo davanti a noi, ingrandito, e limitato in estensione in maniera inversamente proporzionale al campo visivo dello strumento. Vedremo, sì, la scena ingrandita, ma ne vedremo solo un particolare. La dimensione (non ingrandimento, dimensione!) di questo particolare sarà tanto più grande quanto sarà esteso il campo visivo del binocolo.

A parità di ingrandimenti è ovvio (e più costoso)  ricercare un campo maggiore. Un valore di FOV più alto ci darà la possibilità di osservare più oggetti, più “contorno”, più cose, senza dover muovere il binocolo in alto e basso, destra e sinistra. Semplicemente, muoveremo gli occhi all’interno di quella che sarà una scena, ingrandita, più estesa, rispetto ad un binocolo con un FOV minore. Avendo a disposizione più campo visivo, sarà più semplice e rilassante osservare, sarà meno ostico cercare qualcosa o inseguire un oggetto in movimento. La differenza, esagerando, è la stessa che intercorre tra guardare dal buco di una serratura o attraverso una porta aperta. Disporre di un FOV maggiore, rispetto a quanto stiate osservando, significa avere una “ciambella” di visibilità in più, un bordo, più o meno esteso, da sottrarre al contorno nero dell’immagine e da aggiungere a quanto realmente visibile.

Immaginate di essere a teatro e di assistere ad uno spettacolo con tanto di attori e scenografia. Nonostante l’attenzione, e gli occhi, siano puntati sull’attore che stia eseguendo un monologo, la visione ed il risultato d’insieme saranno sicuramente appaganti se, oltre all’attore, sia possibile vedere la scenografia ed il palco, per meglio contestualizzarlo. Con il cielo, con gli astri, il principio è lo stesso.

Il campo visivo si può misurare in diversi modi e con diverse unità di misura, ma quella che va per la maggiore sono i gradi.

FOV_4_e_2_gradi_su_M42
Nell’immagine, sono presenti dei cerchi rossi, concentrici, il cui centro è la nebulosa M42, in Orione. I due cerchi più esterni possono fungere da esempio per altrettanti binocoli con FOV, rispettivamente, di 2 e 4°. L’eventuale strumento avente campo visivo di 2°, presenterebbe all’osservatore solo quanto contenuto all’interno del cerchio il cui raggio è identificato dalle frecce verdi. Tutto quanto al suo esterno non sarebbe visibile, risulterebbe nero e privo di dettagli. Uno strumento di 4° di FOV, invece, sarebbe in grado di mostrare quanto presente all’interno del cerchio il cui raggio è identificato dalle frecce arancioni. I due strumenti presenterebbero, pertanto, la stessa immagine (in termini di ingrandimento) di M42 ma una sensibile differenza di dettagli, dovuta al diverso campo visivo.

Come ho precedentemente sottolineato, utilizzare un binocolo significa vedere qualcosa ingrandito, da lontano e senza muoversi, tanto quanto vederlo ad occhio nudo a dimensioni “reali”, da vicino, simulando un avvicinamento tramite le proprietà ottiche. Il campo visivo può pertanto essere indicato come campo visivo di chi stia osservando l’oggetto a distanza, ingrandendolo, o da vicino, avvicinandosi. Entrambi vedranno lo stesso soggetto, delle stesse dimensioni (apparenti) e con gli stessi particolari. Gli angoli che descrivono i due campi visivi, però, saranno notevolmente diversi, via via maggiori più ci si avvicina all’oggetto, per una questione puramente geometrica.

L’angolo descritto dall’osservatore più vicino all’oggetto (che osserva ad occhio nudo) è detto angolo di campo apparente, mentre quello descritto dallo strumento dell’osservatore con binocolo, è detto campo reale. Esasperando le dimensioni e metriche, è la stessa differenza che intercorre tra osservare un grattacielo dalla sua base o da parecchie centinaia di metri. Per osservare tutte le finestre dei diversi piani, gli occhi dell’osservatore alla base della costruzione dovranno, perdonatemi le semplificazioni, “percorrere più strada, muovendosi ampiamente dal basso all’alto, disegnando un angolo significativo”. L’osservatore più lontano, invece, dovrà “muovere i propri occhi, dal basso all’alto, in modo sensibilmente minore rispetto all’altra persona, disegnando un angolo più acuto, limitato”.

FOV_reale_ed_apparente
Esempio di campo reale e campo apparente. L’angolo descritto dalle semirette (verdi, a sinistra) rappresentanti il campo visivo dell’osservatore con binocolo 10X è di gran lunga inferiore a quello descritto dalle semirette (blu, a destra) rappresentanti il campo visivo dell’osservatore ad occhio nudo, più vicino all’oggetto in questione. Entrambi gli osservatori vedono il grattacielo delle stesse dimensioni, chi ad occhio nudo, chi a binocolo.

Quando si parla di campo visivo, pertanto, è buona cosa specificare se lo si stia facendo prendendo in considerazione quello reale o quello apparente. Il mio nuovo binocolo, ad esempio, ha un FOV reale di 6.5°, 2° in più rispetto al Celestron che ho cestinato. La banale conseguenza di questa differenza è che il Nikon in questione mi permetta, a parità di ingrandimenti, di osservare un terzo di scena in più che, diversamente, sarebbe rimasta nera e nascosta. Un bel guadagno!

Per godere dell’intero campo visivo e sfruttare tutta la luce a disposizione, l’occhio dovrà stare ad una certa distanza dall’oculare del binocolo. Esattamente come quando si guarda all’interno del buco di una serratura, più ci si allontana, più si è comodi (il naso non sbatte contro la porta, le ciglia non sfarfallano sulla toppa, l’occhio non rischia di toccare nulla) ma, allo stesso tempo, si sacrifica quel poco di campo visivo a disposizione, perdendo visibilità e dettagli. Anche per gli oculari (siano di un telescopio o di un binocolo), il valore dell’estrazione pupillare, ovvero della distanza corretta di osservazione, è di notevole importanza. Questa distanza, espressa in millimetri, è propria di ogni oculare (se estraibile, come nei telescopi) o binocolo (dove gli oculari sono fissi).

estrazione_pupillare
L’estrazione pupillare è quella distanza a cui porre la pupilla in modo tale che raccolga la luce di tutti i raggi convogliati, verso l’esterno, dall’oculare. Avvicinandosi od allontanandosi, una porzione del cono di raggi non colpirebbe la pupilla, diventando invisibile ed impoverendo l’immagine di dettagli e luminosità

Tanto maggiore sarà l’estrazione pupillare, più l’osservazione verrà vissuta in modo comodo e fruibile. Se c’è una cosa che i miei amici visualisti continuano a ripetermi, manco fosse un mantra, è che l’osservazione, in primis, debba essere comoda. Un’estrazione pupillare elevata aiuterà anche coloro che debbano osservare muniti di occhiali, permettendo di mantenerli sul volto.

Un’ulteriore metrica da considerare, prima di un ipotetico acquisto o l’utilizzo astronomico, è l’apertura degli obiettivi, ovvero la dimensione delle lenti del binocolo. Esattamente come per un telescopio, il diametro delle lenti è direttamente proporzionale alla luminosità delle immagini. La loro dimensione influirà esplicitamente sulla capacità, o meno, di risolvere e vedere oggetti evanescenti e poco luminosi. Al crescere del diametro, però, aumentano anche i problemi: il peso, le aberrazioni ed i costi.

La pupilla umana, al massimo della propria dilatazione, raggiunge un diametro di 6-8mm circa. Questo significa che un ventenne, al buio da più di 20 minuti, avrà a disposizione uno strumento biologico con un’apertura, ipotizziamo, di 7mm.

dilatazione pupilla
Dilatazione pupillare dello stesso occhio, soggetto a differenti condizioni luminose. A sinistra, una pupilla poco dilatata, in condizioni luminose elevate. A destra, la stessa pupilla soggetta a dilatazione, in presenza di poca luce.

Questi 7mm sono la finestra del nervo ottico verso l’esterno, la porta di ingresso per i fotoni che ci circondano e colpiscono. Sette millimetri. Per un anziano, la questione cambia ed il coefficiente di dilatazione pupillare crolla. Parliamo di 4-5mm.

La quantità di luce percettibile dipende dalla quantità di fotoni catturati. Vien da sé che una pupilla di pochi millimetri sia sensibilmente meno efficiente di una lente da 2cm di diametro. La disparità tra biologico ed artificiale si accentua salendo di diametro, spostandoci su lenti di 5, 7, 10cm. Infine, il paragone tra lo strumento umano ed un telescopio da 40cm di diametro, diventa fantozziano.

Un binocolo, se utilizzato in diurna, avrà un’enorme quantità di luce da sfruttare ed incanalare nei propri oculari. C’è il Sole, bella scoperta. Il diametro gioca, però, un ruolo fondamentale di notte, durante l’osservazione astronomica. Qui, la luce è poca, debole, puntiforme ed assolutamente non diffusa. La capacità di raccoglierla con diametri maggiori farà la differenza tra vedere l’ammasso globulare M3 o una zona di cielo completamente buio e nero. Sempre a patto che riusciate a trovarlo. Se la vostra intenzione è quella di osservare gli astri, l’apertura è forse il primo e più importante parametro da considerare. Vi basti pensare che la superficie foto-assorbente del nostro occhio, ipotizzando una pupilla dilatata di 8mm, sia di circa 50mm². Quella di una lente di 5cm è quasi 2000mm². Quaranta volte in più. Quaranta.

Rendo l’idea?

I binocoli vengono costruiti secondo diversi canoni, scopi e per tutte le tasche. I diametri più comuni spaziano dai 2 ai 10cm. Ne esistono anche di 12 e 15cm, ma sono davvero poco pratici ed estremamente costosi. Il peso, costo e difficoltà di lavorazione di questi oggetti aumentano inesorabilmente al crescere del diametro ed è saggio capire quale misura, e compromessi, sia lecito considerare per il proprio scopo.

lenti binocoli
Diversi binocoli con diverse aperture, dai 2 agli 8cm

Il portafogli ed esperienza empirica di migliaia di astronomi amatoriali indicano nei 5cm la dimensione delle lenti ideali per un utilizzo bilanciato e proficuo del binocolo. Per bilanciato, intendo che possa dar soddisfazioni sia di giorno che di notte. Per proficuo intendo che sia possibile utilizzarlo a mano libera, in condizione di cieli scuri, senza doversi contorcere in preda ai crampi dopo soli pochi minuti.

Per ora, ho descritto le singole metriche come se fossero scollegate, indipendenti le une dalle altre.

Non è così. Affatto.

In fin dei conti, dobbiamo sempre scendere a compromessi con il nostro limite biologico. La solita pupilla. Sempre lei.

La combinazione di apertura (diametro delle lenti, 2, 5, 7cm, ecc…) ed ingrandimenti (8X, 10X, 15X, ecc…) interagiscono tra loro dando luogo alla pupilla d’uscita. Semplificando, questo valore è il diametro del fascio di luce uscente dall’oculare, la luce che va a colpire l’occhio. Nello specifico, la pupilla. Lo strumento ha utilizzato la sua ampia (e costosa) apertura per catturare e concentrare quanta più luce possibile. L’oculare funge da tramite per far sì che il fascio di luce, catturato e concentrato, arrivi a noi, facendoci vedere dettagli lontani ed evanescenti come se fossero più vicini e luminosi. Il tutto, osservando alla corretta distanza di estrazione pupillare. Ora, tutto ‘sto sbattone ha poco senso se l’ultimo anello della catena è fallimentare. E’ estremamente importante che il fascio di luce uscente abbia una dimensione uguale o minore rispetto a quella della nostra pupilla, rendendo il 100% della luce catturata a disposizione dell’occhio. Qualora il fascio luminoso fosse di dimensioni maggiori rispetto a quei 6-8mm, tutto quanto al di fuori del diametro pupillare sarebbero solo luce, e dettagli, persi. Inutile disporre di un’apertura di 40cm se poi, a valle, alla fine di tutto, la pupilla sarà in grado di percepire solo una frazione della luce catturata. Tanto valeva spendere meno ed utilizzare un diametro minore. I risultati sarebbero stati esattamente, matematicamente, gli stessi.

Inutile comprare ingredienti e cucinare per 2 persone se poi, a tavola, ci sarà un commensale dallo scarso appetito.

estrazione_pupillare_totale
Situazione di pupilla d’uscita ottimale. L’intero fascio di luce colpisce la pupilla. L’intera apertura dello strumento, pertanto, è stata sfruttata. Tutta la luce catturata è stata concentrata e resa fruibile all’occhio.
estrazione_pupillare_parziale
Situazione di pupilla d’uscita non ottimale. Parte del fascio di luce, evidenziata con frecce rosse, non riesce a colpire la pupilla. Questa luce, queste informazioni, non raggiungeranno il nervo ottico e non saranno prese in considerazione nella risoluzione degli oggetti. Nell’esempio, il 40% della luce risulta sprecata. Ne consegue che il 40% dell’apertura dello strumento sia totalmente inutile. La resa di un binocolo con questa estrazione pupillare e lenti da 10cm sarà identica a quella di uno strumento con lenti da 6cm ed una corretta (minore) estrazione pupillare.

La pupilla d’uscita si calcola dividendo il diametro della lente, in millimetri, per il numero di ingrandimenti resi possibili dall’oculare. Eseguendo questa banale divisione, sarà semplice calcolare la pupilla d’uscita del vostro binocolo o dell’accoppiata telescopio-oculare. Il valore dovrà essere inferiore al diametro della vostra pupilla dilatata.

Non a caso i binocoli, avendo oculari fissi, vengono identificati non dalla dimensione delle lenti, non dalla capacità d’ingrandimento, ma dall’accostamento delle due metriche. Il mio Nikon “Action 10×50 CF EX Waterproof”, infatti, coniuga ingrandimenti ed apertura nella dicitura 10×50: 10 ingrandimenti, 50mm di diametro. Il calcolo della pupilla d’uscita è presto fatto: 50mm/10X = 5mm. Questo rapporto, pertanto, è indicato anche per un’utenza non più in grado di raggiungere una dilatazione pupillare oltre i 5mm. Qualora il limite di un ipotetico osservatore fosse di 4mm, sarebbe inutile spender soldi per un binocolo con una configurazione 10×50. Un quinto della luce (e della dimensione delle lenti) verrebbe completamente sprecata. La scelta più oculata sarebbe quella di investire, ad esempio, in un binocolo 10×40, costituito da lenti di 1cm più piccole rispetto al 10×50. La pupilla d’uscita, di 4mm, è in linea con quanto sfruttabile dall’osservatore (con conseguente risparmio di denaro e peso dell’oggetto da sollevare).

Descrivo, prima di arrivare all’architettura interna del binocolo, altri semplici fattori da tenere in considerazione prima di un eventuale acquisto.

Il primo è il rivestimento delle lenti. Dalla seconda guerra mondiale in poi, infatti, è stato possibile utilizzare per scopi civili quanto era stato brevettato per usi, manco a dirlo, militari. La tecnica del rivestimento e stratificazione delle lenti ha come scopo quello di assorbire la lunghezza d’onda dei riflessi di luce. Diminuendo sensibilmente questi riverberi, è possibile costruire strumenti con più lenti in sequenza, più luminosi e meno soggetti a problemi dovuti a riflessi. Il trattamento delle lenti, quindi, evita che parte dei raggi luminosi venga deviato e riflesso, piuttosto che catturato e concentrato dallo strumento.

lenti_trattate
Esempio esplicativo sul rivestimento delle lenti e l’assorbimento della luce (rappresentata da frecce arancioni). In questo ipotetico binocolo, le lenti del cannocchiale di destra, in alto, sono state rivestite e trattate. Ben il 95% della luce viene catturata e solo un esiguo 5% viene bloccata, riflessa e sprecata (rappresentata, nello schema, da frecce bianche). L’efficienza della lente, pertanto, è elevata. L’altro cannocchiale, sinistro ed in basso, presenta lenti non trattate. La sua efficienza è del 60%, dato che il 40% della luce viene bloccata e riflessa.

Ogni strumento di fascia medio-alta è sicuramente trattato con processi e trattamenti specifici. Hanno nomi e sigle diverse a seconda della tipologia e produttore. Prima dell’acquisto, se potete, provate il binocolo. Osservando le lenti dello strumento, si noteranno degli inevitabili riflessi. Questi riverberi non sono altro che raggi di luce deviati e non catturati dalla lente, nonostante quest’ultimi l’abbiano effettivamente colpita.

Uno spreco ottico.

Il binocolo sarà tanto migliore quanto i propri riflessi appariranno deboli ed opachi. I diversi trattamenti sono alla base delle differenti colorazioni delle lenti. Verdi, rosse, azzurre. Diverse tecniche, diversi effetti cromatici per uno stesso scopo.

Da tenere in considerazione è anche la tropicalizzazione dello strumento. Ovvero, la capacità del binocolo di resistere a polvere, acqua, intemperie ed urti. La scelta, è tutta vostra. I moderni binocoli di fascia medio-alta offrono una discreta protezione verso gli agenti atmosferici e, in alcuni casi, sono addirittura riempiti di gas. Lo scopo di questa aggiunta è quello evitare che le lenti si appannino per via della differenza di temperatura tra l’interno e l’esterno dello strumento.

Un ulteriore limite biologico può condizionare l’acquisto o l’utilizzo di un determinato binocolo: la distanza interpupillare. Banalmente, è la distanza che intercorre tra le due pupille. La linea che collega il centro dell’occhio destro da quello sinistro.

distanza_interpupillare
La distanza interpupillare è un valore personale e variabile che si aggira attorno ai 6.5cm. Varia a dipendenza dell’età, sesso ed etnia.

Il binocolo, come abbiamo già detto, è dotato di due piccoli cannocchiali. E’ importante che i relativi oculari si trovino in posizioni tali da permettere, a ciascuna pupilla, di ricevere un fascio di luce concentrata. Per ovviare a problemi di natura ergonomica e visuale, ogni binocolo è dotato di un regolatore che permetta ai due piccoli strumenti di venir posizionati alla corretta distanza. Basta un pizzico di pressione sulla componente meccanica che li sorregge. I cannocchiali, infatti, sono collegati tra loro per mezzo di perni agganciati ad una barra centrale, comune. Quest’ultimi non sono fissi, ma possono muoversi di qualche centimetro. Forzando quel tanto che basta per vincerne la frizione, sarà possibile regolarne la posizione e, di conseguenza, la distanza interpupillare del binocolo.

E’ buona regola, soprattutto se dotati di distanza interpupillare fuori del comune, controllare i valori massimi e minimi di quel valore, per lo specifico strumento considerato.

Veniamo ora, finalmente, all’architettura interna dei moderni binocoli.

I primi binocoli erano poco più che due cannocchiali galileiani, fissati tra loro. Stop.

Il problema di questa configurazione è che l’immagine, come in tutti gli strumenti che utilizzino lenti positive, sia capovolta su entrambi gli assi: orizzontale e verticale. Questo inconveniente, particolarmente ostico, non andava giù ai militari dell’epoca. Immaginate di essere un ammiraglio al comando di una flotta militare. Il nemico è davanti a voi, per mare, sta eseguendo delle manovre di avvicinamento. Sogghignando per l’astuto stratagemma di aver portato sul campo di battaglia un binocolo, osservate i movimenti nemici e segnalate alla vostra flotta di far rotta a tribordo. Peccato che il nemico, in realtà, si stesse dirigendo a babordo. Il binocolo perde sensibilmente d’utilità quando siete cibo per pesci!

Per ovviare a questo problema, per raddrizzare le immagini ed osservarle per come vengano percepite nel quotidiano, sono stati inseriti dei prismi all’interno dello strumento. Tutti i moderni modelli si basano su due differenti tipologie e configurazioni: di Porro e a tetto.

I prismi di Porro vennero ideati e realizzati dall’italiano Ignazio Porro, nel 1850. Porro, oltre ad assomigliare al mio amico Giò, ebbe l’idea di inserire due prismi, accoppiati ortogonalmente, per riflettere e deviare la luce. In questo modo, tramite l’oculare, l’osservatore avrebbe visto, ingrandita, una realtà a lui familiare. Il su era su. Il giù era giù. Il di qua, fortunatamente, non era più il di là. Questa configurazione, opportunamente migliorata, è tuttora utilizzata e riconosciuta come estremamente valida.

Il progetto di questa tipologia di binocoli dà luogo a quella tipica forma “a gradino” di molti dei binocoli moderni. Gli oculari, infatti, non sono in linea con obiettivi. La distanza interpupillare, pertanto, non è la stessa misura che intercorre tra il centro delle due lenti anteriori. Questo, tra gli altri, è uno dei punti di forza di questo design.

Nikon 10x50
Tipico binocolo a prisma di Porro. Si noti la posizione degli oculari (nella parte posteriore dell’immagine) e quella degli obiettivi (le lenti nella parte frontale). La forma di questi binocoli è inconfondibile, con il tipico “gradino” in corrispondenza dei prismi.

Vediamo, con una sezione, il percorso della luce dalle lenti frontali agli oculari. La prossima immagine rappresenta metà binocolo, la porzione destra di un qualsiasi strumento a prismi di Porro. La sinistra, è da intendersi identica e speculare.

Dettaglio_interno_prismi_di_Porro
Sezione destra di un binocolo a prismi di Porro. Il fascio di luce entra dall’obiettivo. Colpendo e riflettendosi nel primo prisma, viene “raddrizzata” l’inversione destra-sinistra. Attraversando ed uscendo dal secondo prisma, anche all’inversione alto-basso viene posto rimedio. La luce risultante, passando attraverso l’oculare, arriverà all’occhio dell’osservatore.

Si noti, nell’immagine, quando descritto poc’anzi: l’oculare non si trova sulla stessa linea dell’obiettivo e questo permette, oltre ad una maggiore resa ergonomica, di disporre di obiettivi dalle dimensioni ragguardevoli, senza che la cosa debba necessariamente avere un impatto, diretto e negativo, sulla distanza interpupillare degli oculari. Un ulteriore bonus di questo approccio, è quello delle maggior tridimensionalità delle immagini percepite dall’osservatore.

Le scoperte, invenzioni ed opere di Porro (da non confondere con un omonimo sacerdote) furono molte ed importanti. La sua biografia, ed ulteriori lavori, sono qualcosa che valga sicuramente la pena di essere approfondita. Tutto a suo tempo, però.

L’architettura binoculare a prismi a tetto, invece, è opera della società Hensoldt AG per mano di uno dei suoi progettisti, il brillante Moritz Hensoldt. Moritz ebbe l’idea di minimizzare l’ingombro creando un sistema di prismi (ed il pentaprisma) a tetto, basandosi sul precedente lavoro dell’italianissimo Giovanni Battista Amici. Il valore aggiunto di questa configurazione stava nella minor dimensione delle ottiche e conseguente minor ingombro e peso dello strumento. E’ anche vero che, a parità di prestazioni, l’architettura a tetto è sensibilmente più costosa di quella di Porro, avendo lavorazioni più complesse, delicate e precise.

Il progetto di questa tipologia di binocolo dà luogo all’inconfondibile forma compatta, minuta e lineare, in cui gli oculari sono, più o meno, in linea con gli obiettivi. Il nome deriva dal fatto che i prismi abbiano una superficie ottica costituita da due superfici inclinate tra loro di 90°, simili al tetto spiovente di una casa.

binocolo prisma a tetto
Tipico esempio di binocolo con prismi a tetto. L’aspetto inconfondibile è quello di due cannocchiali appaiati, senza il riconoscibile “gradino” che caratterizza l’architettura con prismi di Porro.

La seguente, come già fatto in precedenza, è la sezione di uno dei cannocchiali di un binocolo con prismi a tetto. Al suo interno avvengono due riflessioni incrociate che realizzano il raddrizzamento totale dell’immagine mediante una rotazione della stessa.

architettura_prisma_a_tetto
Sezione destra di un binocolo a prismi a tetto. La luce, attraverso l’obiettivo, viene riflessa nei due prismi dove verrà rotata di 90 gradi dal primo, di ulteriori 90 dal secondo e giungerà all’osservatore tramite l’oculare.

Come per la politica, come nello sport, ci sono sostenitori agguerriti di uno piuttosto che l’altro progetto. Ognuno con le sue convinzioni, esperienze, prove e verità (millantate o meno). La realtà dei fatti è che solo l’esperienza ed i vostri gusti personali sapranno definire quale sia la tipologia migliore per voi.

Io, con il miei prismi di Porro, mi trovo egregiamente. Non lo cambio il mio fustino.

Doveste scegliere quest’ultima configurazione, controllate o verificate sempre la tipologia dei prismi. Tenendo il binocolo a circa 20cm di distanza dagli occhi, osservandone gli oculari, diverrà evidente la pupilla d’uscita, il dischetto luminoso rappresentante il fascio di luce diretto all’osservatore. Dovesse essere squadrato, dovesse presentare della vignettatura, il mio consiglio è quello di lasciar perdere. Trattasi di prismi BK-7, economici, dove parte della luce viene irrimediabilmente persa lungo la strada. Prismi di pregio e più costosi, i BaK-4, danno luogo ad una pupilla d’uscita tonda e limitano al minimo la perdita di luminosità. Questa verifica non ha alcun valore se eseguita su uno schema a tetto. La pupilla d’uscita sembrerebbe tonda e smussata qualsiasi fosse la tipologia e materiale dei prismi. In quel caso, leggete le specifiche riportate dal costruttore.

Porro, lenti, tetti. Pupille, ingrandimenti. Ho parlato quasi di tutto, men che del nome.

Binocolo, dal latino: bi = due, ed oculus = occhio. Ed ecco un importantissimo aspetto che ho taciuto, quasi del tutto, fin ora: la visione binoculare. Sì, perché oltre ad essere relativamente leggero ed economico, oltre ad ingrandire e svelare quanto lontano e nascosto, il binocolo ci regala tutto questo in visione stereoscopica. Senza scendere in dettagli, il binocolo ci permette di osservare la realtà nel modo più simile a quanto sperimentiamo quotidianamente. Abbiamo due occhi, il loro campo visivo si sovrappone per circa 90°. Il binocolo, lasciandoci osservare con entrambi gli occhi, permette al cervello di ricevere due immagini, di fonderle ed interpretarle in modo relativamente semplice. Si tratta, in fin dei conti, di dare in pasto alla mente quanto lei sappia già digerire. La visione umana abbraccia circa 200°, quella stereoscopica, binoculare – per l’appunto – rappresenta invece quella porzione di spazio in cui la visione monoculare dell’occhio destro si sovrappone a quella monoculare di quello sinistro. E’ in questa porzione di campo che l’attenzione, percezione della profondità, tridimensionalità e movimento sono più spiccati, in noi umani. Il piacere e la comodità dell’osservazione binoculare è sicuramente uno dei fattori di forza di questo strumento.

OK. Tutto molto bello. Dov’è la fregatura?

Prima o poi, per necessità economica o limite ingegneristico, bisognerà scendere a compromessi con portafogli e fisica teorica. Anche il più blasonato dei binocoli, ovviamente, avrà una serie di difetti e limiti oltre i quali non è verosimile porre le proprie aspettative. I più comuni e riscontrabili sono le aberrazioni ottiche (cromatiche e geometriche), aloni, coma, distorsioni ed immagini fantasma. I risultati saranno immagini dai colori o dimensioni falsati, aloni attorno ai punti luminosi, macchie, riflessi e bordi poco definiti. Ognuno di questi problemi ha origine nella difficoltà, e costo, di costruzione di ottiche perfette e nelle condizioni di utilizzo non sempre ottimali. Per quanto ci si sia sforzati, negli anni, l’avanzamento tecnologico (pur avendo sviluppato eccellenti palliativi) non ha potuto, e mai potrà, eliminare del tutto questi inconvenienti. Ciò che è certo, qui, è che spendere qualche euro in più può sicuramente fare la differenza tra una sessione osservativa mediocre ed una totalmente soddisfacente.

Detto questo, molliamo la strada maestra degli osservatori diurni ed intrufoliamoci nel sentiero, decisamente più interessante, degli astrofili.

Come già detto, il binocolo è un ottimo compagno di giochi, l’amico fidato di chi, come me, abbia voglia di stupirsi col naso all’insù. Poco importa se sia lo strumento principale o gregario. Può sempre servire e dare soddisfazioni, oltre che indicazioni.

Con un binocolo è possibile osservare alcuni degli ammassi aperti più belli e, scusate il gioco di parole, aperti. Estesi. Certi oggetti, come le Pleiadi o l’Alveare, sono oggetti tipicamente da binocolo. La loro estensione fa sì che risultino, paradossalmente, più piacevoli se osservati tramite un banale binocolo, piuttosto che utilizzando un rifrattore apocromatico da 5000 euro. Anche la nebulosa in Orione, M42, è alla portata di un qualsiasi binocolo, tanto quanto la galassia di Andromeda.

Esistono diverse fonti, online, dove poter reperire informazioni e farvi un’idea di cosa vedrete negli oculari. Qui sotto, i quattro precedentemente citati, ipotizzando l’utilizzo di un binocolo 10×50 con un FOV di 4.5°.

Utilissimo, a mio avviso, è simulare cosa e quanto vedreste puntando il vostro binocolo utilizzando un software astronomico come Stellarium. Questi software hanno la possibilità di inserire i dati del vostro strumento, rendendo possibile la simulazione del suo campo visivo durante un’ipotetica osservazione.

stellarium_oculare_binocolo
Pannello di controllo “Oculari” in Stellarium. E’ possibile inserire il proprio binocolo, specificando che l’oculare che si stia aggiungendo sia un binocolo (si noti il “visto” nella casella “Binocoli”). E’ necessario dichiararne il tFOV, ovvero true FOV, campo reale, espresso in gradi, il fattore di ingrandimento e la dimensione delle lenti (diametro) in millimetri.
simulazione_binocolo_stellarium_m42
Simulazione, tramite Stellarium, di M42 vista tramite un binocolo 10×50. E’ necessario ricercare e selezionare l’oggetto celeste di interesse, per poi selezionare la visualizzazione oculare utilizzando lo specifico pulsante in alto, a destra.

Siate curiosi, provateci.

A seconda della qualità del cielo, del diametro delle lenti, della quantità di ingrandimenti e, non ultima, la vostra pupilla, avrete la possibilità di andare ben oltre il limite umano di visibilità di oggetti di magnitudine 6 o 7. Con un 10×50, sotto un cielo particolarmente scuro, riuscirete a scorgere oggetti di magnitudine 9.5 (io, per ora, sono arrivato alla magnitudine 8.5 di M82). Spingendovi oltre, vi si aprirà uno scrigno scintillante da cui attingere a piene mani. Ore, ore ed ore di osservazioni. Non sentirete nemmeno più il freddo.

Muovetevi tra gli astri, scegliete gli obiettivi e cercateli. Trovateli e godeteveli. Studiateli, sulla carta e nella pece notturna.

Non dimenticatevi di assaporare i colori, dove possibile. Le stelle più grandi e luminose, se giganti rosse od arancioni, sono davvero spettacolari. Aldebaran, Betelgeuse ed Antares. Arturo, Eltanin e Kochab. Come loro, tanti altri. Bianchi, azzurri e Blu (Rigel, Bellatrix, Spica, per citarne alcune). Guardatevi attorno, sono lì per voi, frutti maturi, basta tendere la mano per coglierli.

Qualora la posizione lo permetta, anche i pianeti possono risultare degli obiettivi soddisfacenti. Il planetario, notoriamente, è un ambito dagli ingrandimenti spinti. Solitamente si utilizzano oculari in grado di ingrandire l’oggetto di 100, 150 volte. Altro che i miseri ingrandimenti disponibili ad un binocolo. Detto questo, nulla vieta di osservare Marte, rosso, Giove e Saturno, gialli. Intendiamoci, poco più che puntini (per non parlar dei satelliti medicei, granelli di sabbia luminosa), ma quando si conosce ciò che si osserva, basta anche la vista di un tizzone ardente per riscaldarsi del suo calore. Di Venere, si percepiscono persino le fasi, sforzandosi un po’.

E la Luna? Ma che ve lo dico a fare? Fantastica.

Con il mio modesto 10×50, pur essendo un pivello neofita, ho osservato nebulose, ammassi aperti, trovato ed ammirato (per quanto possibile, a quegli ingrandimenti) ammassi globulari e percepito, direttamente o in visione distolta, 4 delle galassie (M81, M82, M51 ed M101) nei pressi di Alkaid e Dubhe, nell’Orsa Maggiore. In 3 mesi, per un totale di 5 o 6 sessioni, mi è stato possibile osservare una trentina di oggetti. Altrettanti me ne aspettano le prossime stagioni.

Un binocolo è letteralmente il piede di porco per forzare la prima porta, il primo ostacolo abbattuto sulla via del Nirvana astrofilo. Mi ha dato la possibilità di muovere i primi, timidi, passi. Ma li ho mossi, ho visto, osservato, annotato ed imparato. Mi son riempito gli occhi di luce tanto quanto la mente di idee e nozioni.

Fatelo, ne vale davvero la pena.

Non vi basta o soddisfa l’esperienza con un 10×50 o simili configurazioni? Pensateci, ripensateci bene e, se ne siete davvero convinti (io, per ora, non lo sono affatto) spostatevi verso aperture più generose: 8, 10, 12 o 15cm. A questo punto, però, vi servirà necessariamente un cavalletto. No, non è un optional. Solido, alto (più di voi) e robusto. Negli scorsi giorni, ho avuto la possibilità di osservare con un 20×80, ad onor del vero sotto cieli inquinati, ma non mi ha convinto. Per come son fatto e per come sto maturando, preferisco di gran lunga la versatilità e leggerezza di qualcosa che non necessiti di cavalletto: leggo, cerco, faccio star hopping e sorrido alla vista di qualsivoglia macchietta luminosa. Lo voglio dinamico, lo voglio leggero, da combattimento. Mentre lo stringo e punto, mi sento un pirata all’arrembaggio. Presto avrò anche un cannone a disposizione, ma questa è un’altra storia ed avventura.

Se avete smania di upgrade, o siete affetti da strumentite acuta, esiste un’ulteriore famiglia di binocoli: gli stabilizzati. Quest’ultimi utilizzano dell’hardware e software dedicati (come alcune reflex ed obiettivi fotografici) per minimizzare il naturale tremolio dell’osservatore. Dato i costi elevati, hanno solitamente aperture modeste. I risultati, da quanto leggo, sono davvero soddisfacenti, ma preferisco di gran lunga investirli in un telescopio, quei soldi. Non certo in un binocolo dall’apertura risibile, se paragonato ad un riflettore newtoniano dello stesso prezzo.

Qualsiasi sia il vostro strumento, assicuratevi di utilizzarlo correttamente. Leggetene le specifiche, leggetene recensioni. Mi raccomando, taratelo ed impostatelo correttamente per ogni osservazione, per ogni osservatore. Non abbiate paura di modificarne fuoco, distanza interpupillare ed, eventualmente, compensazione diottrica. Quest’ultima, è un’ importante impostazione del vostro strumento. Qualora il binocolo abbia una singola ghiera di messa a fuoco (solitamente tra gli oculari, sul corpo centrale), quest’ultima agirebbe, ovviamente, su entrambi i cannocchiali, entrambi gli occhi. Questa sarebbe cosa buona e giusta se tutti avessimo due occhi identici tra loro. Purtroppo, spesso, non è affatto il caso. Con la compensazione diottrica sarà possibile appianare quelle piccole differenze tra occhio destro e sinistro, in maniera del tutto similare a quanto facciano le lenti (spesso diverse tra loro) di chi porta gli occhiali. Il giochetto è semplice: osservate utilizzando l’occhio sinistro. Solo quello, attraverso il tubo di sinistra. Osservate e mettete a fuoco qualsiasi oggetto, anche in diurna, ad una media distanza. Una volta trovata l’impostazione corretta della messa a fuoco, chiudete l’occhio sinistro ed osservate con il destro. Nel caso in cui l’immagine non appaia perfettamente a fuoco, dovrete agire sulla rotella di correzione diottrica che, solitamente, è posta tra il tubo di destra e l’oculare destro. Ruotandolo, dovreste riuscire a mettere perfettamente a fuoco l’immagine. In questo modo, da ora in poi, i vostri occhi partiranno da una situazione di neutralità focale. Qualsiasi successiva regolazione del fuoco, tramite la ghiera centrale, verrà applicata correttamente ad entrambi gli occhi.

Questo, lo ripeto, vale per il singolo osservatore. Cedendo, prestando o passando il binocolo di mano in mano, è auspicabile che ogni osservatore modifichi non solo il fuoco, ma anche il livello di compensazione delle diottrie. Non farlo, equivale a rovinare la seduta osservativa. Ovviamente, per chi decida di osservare indossando gli occhiali, le correzioni verranno apportate dagli strumenti stessi, senza che ci sia la necessità di modificare alcunché sul binocolo, se non la messa a fuoco.

Lo so, mi sono dilungato. A dirla tutta, ho tagliato, smussato e semplificato parecchi temi, diverse sezioni. La realtà dei fatti è che il binocolo è uno strumento che io stesso ho ignorato. Ho acquistato (malconsigliato dalla fretta ed informazioni sparse ed incomplete) senza essermi documentarmi esaustivamente. Ho poi capito. Rivenduto. Quel che ho fatto, quel che ho scritto – qui – è proprio quello che mi è mancato: un unica, singola, dettagliata ma comprensibile introduzione all’argomento.

Fate buoni acquisti. Due click, una manciata d’euro e vi si aprirà uno scrigno di luce.

Seconda stella a destra…

Le serate osservative aumentano, gli obiettivi visti e raggiunti, anche.

Finito il livello 0, ucciso il primo mostro, salvo i progressi della partita ed inizio il livello 1. Con calma, godendomi ogni fotone. Sono, e mi sta bene, ancora alle pendici della montagna. Salgo sul primo sasso, inizio. Inizio davvero.

Son passato dall’osservare ciò che fosse già visibile ad occhio nudo a cercare ed ammirare soggetti più complessi: quelli che senza l’ausilio di uno strumento rimangono evanescenti, appena percettibili, addirittura celati e nascosti. Invisibili. Per ora, lo strumento in questione è il mio binocolo 10×50. Un domani, sarà altro.

Identificare gli oggetti nel cielo, all’inizio, non è semplice. Soprattutto se neofiti. O meglio, identificare quell’oggetto. E non l’altro. Non uno a caso. Lui. Quello lì, quello che vuoi. La notte è immensa, è cangiante, si muove e vive di vita propria. Parlare di posizioni assolute non ha senso. Il tutto va rapportato e contestualizzato all’interno di quello che è il moto – apparente – degli astri e la loro proverbiale e mitologica – apparente – disposizione.

Per arrivare al proprio obiettivo, facile o invisibile che sia, bisogna ragionare su diversi piani ed applicare disparate strategie di ricerca. Il processo ha una base scientifica, scivola nel mitologico, poi geometrico. Tecnologico, fantasioso, porta sempre a risultati deterministici.

La necessità, se non fosse ancora chiaro, è quella di identificare, nella notte, un determinato oggetto. Una stella, nebulosa, un ammasso. Un satellite, pianeta. Qualsiasi cosa, pur che sia lì, pur che sia visibile con il migliore dei vostri strumenti.

La tecnologia moderna, figlia del progresso e cugina del libero mercato, soddisfa egregiamente la necessità espressa poc’anzi. Basta alloggiare il proprio strumento su una montatura elettronica (di cui parlerò esaustivamente più avanti) con meccanismo automatico di GoTo (ovvero, “vai a”) per lasciare l’onere del puntamento del nostro oggetto al software ed hardware di cui la montatura si compone. Allineandola, stazionandola e calibrandola a dovere, sarà in grado di puntare il telescopio esattamente nella direzione del nostro obiettivo, inquadrandolo esattamente al centro del campo visivo delle nostre lenti.

Bello. Funzionale.
Costoso. Freddo e meccanico.

Intendiamoci, è sicuramente un’opzione e funzionalità utilissima. Permette, senza impegnare troppi neuroni, di iniziare la propria osservazione senza “perder tempo” ad individuare il nostro ago nel pagliaio. Utilissimo per l’astrofotografia, dove nemmeno si osserva. Allineo, imposto, click. Fatto. Posso osservare, posso fotografare. Per alcuni principianti, meno pazienti, potrebbe fare la differenza tra l’osservare un oggetto particolarmente ostico e mandare tutto in vacca, con conseguente annuncio del tipo “vendo come nuovo, causa inutilizzo…”. Molti si fregan le mani e son ben felici di aprire il portafogli per “togliersi questa rogna del puntamento”, per minimizzare il tempo di setup e ricerca, per andare subito al sodo, al centro, al bersaglio. Ora, ammetto che la cosa abbia fatto gola anche me, ma, ripensandoci, non è così che voglio vivere – vivere! – la mia esperienza da visualista.

Il divertimento, il romanticismo, il senso di appagamento e l’intera sessione osservativa si nutrono, a mio parere, anche di questo: la caccia visuale. C’è chi preferisce gli animali allo zoo, etichettati, in mostra, in gabbie accessibili. C’è chi, invece, preferisce la ricerca. Sono convinto che l’individuare manualmente un soggetto, qualsiasi esso sia, faccia parte e contribuisca alla generale soddisfazione del safari notturno.

Un astrofilo, un visualista, deve, deve, conoscere il cielo.

Come un aborigeno in una giungla di stelle, deve sapere dove siano gli oggetti che lo interessano, quando siano a disposizione, per quanto tempo, come fruirne.

Deve.

Nel resto di quest’articolo descriverò, tenendo in considerazione la limitata esperienza maturata ad occhio nudo e binocolo, la tecnica dello star hopping, ovvero: del saltellare di stella in stella, del riconoscere, creare e seguire figure, segmenti e linee nel cielo per arrivare a destinazione. Questa metodologia, generica e fantasiosa, è, inoltre, estremamente utile per condividere la posizione di astri, a noi nota, con osservatori che brancolano, letteralmente, nel buio. Possiamo tranquillamente affermare che non sia, solo, una tecnica personale e privata, ma, in realtà, una sorta di linguaggio, primitivo quanto efficace, di comunicazione tra osservatori. Di per sé, trattasi di banali linee guida (in tutti i sensi) da applicare, a volontà, discrezione e fantasia. In rete è un argomento trito e ritrito, ma, da neofita, trovo che venga elaborato in maniera piatta, sbrigativa. Un paragrafo, due immagini, tre righe. Stop. Cercherò, quindi, di dare il mio contributo, meno sbrigativo, inserendo personali consigli emersi dagli errori, mancanze e limitata esperienza maturata nel corso delle ultime osservazioni.

In primis, beh, è ovvio: ci serve un obiettivo. Qualcosa da osservare.

Qualsiasi sia l’oggetto della nostra attenzione, la prima cosa da fare è verificare se, in quel momento, sia visibile. In questo, ci vengono in aiuto le carte astronomiche o, ancora meglio, i software di simulazione (Stellarium, ad esempio, disponibile sia per PC che per smartphone. Ne parlerò più avanti). La volta celeste cambia, muta, si muove, ruota. Il nostro oggetto potrebbe essere visibile, potrebbe essere già tramontato, non ancora sorto, o non sorgere del tutto, in quel particolare frangente. Inutile incaponirmi sull’osservare le Nubi di Magellano, dall’emisfero boreale, o la stella polare, dall’Australia. Inutile cercare Orione, in estate, da Milano. Insomma, il primo passo è necessariamente quello di esser sicuri di avere un obiettivo potenzialmente raggiungibile.

Una volta consultato le carte o simulato la disposizione degli astri in quella particolare notte, in quel particolare momento, la seconda domanda da porsi è: riuscirò a vederlo, una volta che ne avrò identificato la posizione? Capita, infatti, di riuscire a localizzare la zona in cui l’oggetto dovrebbe trovarsi, ma di non riuscire a scorgerlo a causa dei limiti posti dalla visibilità (foschia, velature), strumenti (occhio nudo, binocolo, telescopio, ecc…) ed inquinamento luminoso (lampioni, Luna, e via dicendo). Anche in questo caso, il miglior strumento a nostra disposizione sono i software di simulazione astronomica che ci permettono di capire, nelle simulazioni stesse, quale sia la quantità degli oggetti visibili, a partire dalle condizioni che ci circondano. In parole semplici: sarà possibile simulare un cielo inquinato, una notte velata, un’osservazione ad occhio nudo o telescopio. Conoscere quale sia il limite dell’osservabilità in quel momento, ad occhio nudo e con il nostro strumento, è estremamente importante. Inutile osservare un oggetto “invisibile”.

In astronomia, la magnitudine apparente altro non è che una misura della luminosità (nello spettro visibile, di solito) di un oggetto osservato dalla Terra (in assenza di atmosfera, ma su questo possiamo sorvolare). Maggiore è la magnitudine, contrariamente a quanto verrebbe da pensare, minore è la luminosità dell’oggetto in questione. Un oggetto con magnitudine apparente 5 è più luminoso di un oggetto con magnitudine 7. Gli astri più luminosi, addirittura, arrivano ad avere magnitudini negative (si ricordi quanto detto prima: maggiore è la magnitudine, minore è la visibilità. Ne consegue che a magnitudini con valori molto bassi, negativi, corrisponda un’intensa luminosità). Sirio, ad esempio, luminosissima stella del Cane Maggiore, ha una magnitudine apparente di -1.46. L’occhio umano, in condizioni osservative eccellenti, riesce a risolvere e percepire oggetti fino alle magnitudini 6 o 7, chi più, chi meno. Il limite è personale, dipende dalla conformazione dell’occhio e dalla capacità che ha la pupilla di dilatarsi. Devo ancora capire ed identificare chiaramente quale sia il mio.

La prima cosa che ho imparato a fare, pertanto, è quella di saggiare la bontà osservativa della serata. Ciò che faccio è tarare il software di simulazione rispetto a quanto io riesca ad osservare con il mio strumento. Scegliendo una porzione di cielo conosciuta, osservandola dal vivo e confrontandone la simulazione ottenuta dal software astronomico, agisco sui parametri di magnitudine limite ed istruisco il programma sul mostrare, o nascondere, le stelle che non soddisfino il mio filtro. Dopo 5 o sei iterazioni, riesco a raggiungere e capire quale sia il parametro della magnitudine massima a me visibile, ad occhio, in quel luogo. Il risultato finale, nella simulazione, deve essere quanto più simile a quanto osservabile in quel momento. Così facendo, sarò in grado di simulare la volta celeste e determinare se l’oggetto che voglio cercare, sia, o meno visibile ad occhio nudo.

La stessa procedura va, poi, ripetuta con il nostro strumento osservativo. Un binocolo, un telescopio, hanno la possibilità di assorbire molta più luce della pupilla umana, aumentando (di gran lunga!) il limite di magnitudine massima percettibile. In soldoni: con degli strumenti con un’apertura (diametro!) maggiore della mia pupilla dilatata (ed ad aver una lente di più di 7mm di diametro, ci vuol ben poco) riuscirò a vedere oggetti molto meno luminosi rispetto a quelli che posso vedere solo ad occhio nudo.

Le seguenti, sono 4 simulazioni di Cassiopea, per come apparirebbe sotto cieli, rispettivamente: inquinati, poco inquinati, scuri, molto scuri e limpidi. Per ottenere queste simulazioni, ho banalmente ricercato in Stellarium la costellazione, ho aperto le impostazioni (tasto F4) e nel pannello “Cielo” ho impostato il valore della “Magnitudine limite“. All’aumentare della magnitudine, aumentano, di conseguenza, gli oggetti visibili, come evidenziato dalle seguenti immagini.

Il secondo valore aggiunto di questa taratura ed impostazione sarà presto chiaro: per identificare gli oggetti nascosti ed evanescenti, dovrò basarmi su sentieri virtuali, su disegni e forme nel cielo che identifichino il percorso che, da stelle note, mi porti a trovare il tanto agognato puntino luminoso. Star hopping, per l’appunto. Dovrò, quindi, preparare e studiare a tavolino quelle che saranno le indicazioni stradali, stellari, per arrivare da una zona o stella a me nota, alla mia destinazione. Inutile crearmi un percorso composto da stelle impercettibili! Avere, sul simulatore, la corretta rappresentazione di quanto osservabile mi permetterà di creare delle indicazioni verosimili e percorribili. Se così non fosse, mi ritroverei su binari morti che puntano nel buio. Perso.

Determinato che l’oggetto sia presente nel cielo e sia visibile, ora, l’onere è trovarlo. Il prossimo passo, quindi, è quello di determinare, ad occhio, la zona (zona! non punto!) in cui risiede il nostro oggetto. Le strade, sono due.

La prima, tecnologica e diretta, consta nell’utilizzo di un dispositivo mobile, dotato di accelerometri e georeferenziazione, per puntare il cielo. Un normale smartphone di ultima generazione che “sappia dov’è e sappia in che direzione stia puntando”. L’idea, è quella di mimare (in modo impreciso ed artigianale) una montatura elettronica, lo stesso strumento di cui ho parlato all’inizio di questo articolo. Con l’ausilio di un’applicazione dedicata (Stellarium, SkEye, SkySafari, ecc…), basta seguire le frecce che indicano la posizione dell’astro e muoversi in quella direzione. Si tratta, banalmente, di impostare la ricerca, puntare il telefono in alto, ovunque, e seguire le indicazioni automatiche a video. Un po’ più a destra, ancora, più in alto, giù, ecco. Nel giro di pochi secondi saremo in grado di identificare, passivamente (siamo noi a muoverci, non il dispositivo), la porzione di cielo in cui si trova l’astro. Il fatto di puntare uno schermo verso il buio, presuppone che io abbia, nel mio campo visivo, lo schermo e gran parte del cielo. L’identificazione della zona in cui si dovrebbe trovare il mio obiettivo è, pertanto, grossolana. Abbassati gli occhi per riporre lo strumento, sarà difficile riposizionali nel punto esatto indicato dal dispositivo mobile. Insomma. Va bene, ma non troppo. Lasciando al software il compito di guidarci all’interno della volta celeste, ci si siede sugli allori, si evita di studiare, di capire. In soldoni: si evita di ricordare. L’identificazione manuale, ragionata, invece, ci permetterà di ricordare più facilmente la posizione in cui indagare ulteriormente. La prossima volta, basterà un rapido sguardo al cielo per tornare nella zona interessata. Diversamente, avremmo sempre bisogno della guida software per muoverci tra le stelle. Non ha senso. Non ha senso, quantomeno, per un astrofilo.

La strada che consiglio, pertanto, è quella di utilizzare, sì, mappe e simulazioni, ma di procedere, in autonomia, senza l’ausilio di guide automatiche, nella ricerca della costellazione e zona di interesse. Svolgendo un’attività mentale, razionale, sarà molto più semplice, se non automatico, memorizzare quanto fatto per le prossime osservazioni. Repetita iuvant e non c’è come studiare, mettere in pratica e ripetere un’operazione per memorizzarne la procedura e fissare nella mente il risultato di tanta (nemmeno poi troppa) fatica. In fin dei conti, è proprio questo il motivo per cui io stia scrivendo questo blog.

Esempio pratico: ipotizziamo di voler osservare la stella Regolo. Una singola stella, nell’immensità del cielo notturno invernale.

Divide et impera.

Immaginando di disporre di una conoscenza da principiante, lacunosa, della notte stellata, il nostro compito è ora quello di avvicinarci, piano piano, all’astro. E’ improponibile porsi l’obiettivo di individuarlo subito, al primo colpo, alzando il naso. Piuttosto, dovremo dividere un problema complesso, la sua identificazione, in diversi, piccoli, problemi più semplici e risolvibili. Ad ogni passo, saremo sempre più vicini a Regolo, ragionando, piuttosto che seguendo un indicatore lampeggiare su un monitor. Osservando, arrivandoci per passi, ci renderemo conto di cosa ci sia lì attorno, sfioreremo altre costellazioni, osserveremo altri astri, ne leggeremo nomi. Svilupperemo, pertanto, la nostra conoscenza del buio e della luce. Proprio quello che ci permetterà, le prossime volte, di essere autonomi.

Primo passo, documentarsi. Ovunque preferiate. Nel mio caso, Wikipedia:

Regolo (Alfa Leonis) è una stella appartenente alla costellazione del Leone. Avendo magnitudine apparente 1,40, essa è la stella più brillante della costellazione nonché la ventunesima stella più luminosa del cielo notturno terrestre.

Bene.
Costellazione del Leone.
Magnitudine apparente 1.40.

Come abbiamo detto, l’occhio umano riesce a distinguere oggetti con una magnitudine apparente attorno al valore 6. Un oggetto di magnitudine 1.4 risulterà sicuramente molto luminoso e ben visibile senza l’ausilio di binocolo o telescopi. Wikipedia ci suggerisce, anche, che la stella appartenga alla costellazione del Leone. Una rapida occhiata alle mappe stellari, o ad un simulatore, dovrebbe bastare per iniziare a familiarizzare con la forma della costellazione e capire se, in questo momento, sia visibile dal nostro punto di osservazione. Il mio consiglio è quello di sforzarsi di vedere, nella costellazione, ciò che ci vedevano gli antichi. A questo proposito, sono utili le opzioni di alcuni programmi che rappresentino, graficamente, figure articolate sovrapponendole a quelle, stilizzate, delle costellazioni stesse. Più spunti e dettagli ci comunica una costellazione, più semplice sarà ricordarne forma e posizione. E’ importante sapere dove siano l’eventuale testa, zampa, scudo, velo, arma. E’, questa, l’abitabilità del cielo. Guardar in su e sentirsi a casa, sapersi muovere.

Assorbita ed impressa nella mente la costellazione in questione, appurato che sia visibile, dobbiamo cercarla nella volta notturna. Qui, ci serve un primo, unico, punto di riferimento. Qualcosa di riconoscibile, di conosciuto, di visibile ad occhio nudo ed identificabile sulle nostre mappe o simulazioni: la Luna, un’altra costellazione, un asterismo (insieme di stelle riconoscibile per il proprio assetto geometrico) o, banalmente, una singola stella.

In queste notti invernali, è praticamente impossibile non imbattersi, volenti o nolenti, in Orione. L’asterismo composto dalla sua cintura, le tre stelle quasi allineate Alnitak, Alnilam e Mintaka possono fungere da richiamo, da punto d’inizio, da leva per intraprendere i “saltelli” necessari per identificare la costellazione del Leone.

Trovata, ad occhio, la cintura, sarà facile identificare la figura del cacciatore e seguirne il profilo, paragonando quanto in cielo con quanto sulla propria mappa o simulazione. In particolare, si presti attenzione alle due stelle superiori, quelle nelle spalle di Orione: Betelgeuse, la supergigante rossa (a sinistra) e Bellatrix, blu, a destra.

Osservando la volta celeste simulata, ci si renderà facilmente conto che la costellazione del Leone, e la stella Regolo, in particolare, si trovi esattamente sul prolungamento della linea che possiamo, ipoteticamente, tracciare a partire da Bellatrix, passando da Betelgeuse.

Star_hopping_da_Orione_per_Leone_e_Regolo
Star hopping a partire da Orione (in particolare da Bellatrix, passando per Betelgeuse) per arrivare alla stella Regolo, del Leone

Seguendo, con lo sguardo, questa ipotetica linea, sarà quindi possibile identificare la stella Regolo, l’oggetto che ci eravamo preposti di osservare, senza particolare fatica. Ma non solo. Avremo scoperto qualcosa di più su Orione, sulle sue stelle e memorizzato un tracciato, semplice e diretto, per individuare, di nuovo, quella stella e costellazione, a partire da qualcosa di già noto. Avremo osservato il Leone, le sue forme, la sua posizione nel cielo. E’ possibile che, d’ora in poi, sapremmo identificarlo ad occhio, senza servirci di sentieri e rimbalzi. Abbiamo, su ogni fronte e livello, imparato ed assimilato qualcosa. Ecco perché, a mio parere, è utile non affidarsi esclusivamente all’elettronica.

Quello appena descritto, è uno star hop composto da un hop, salto, singolo. Il percorso che abbiamo tracciato, ed inventato, è in linea retta e si compone di un singolo segmento. E’ la tipologia di percorso più semplice e diretta, ma nulla vieta di inventarne di più complicate e segmentate.

Un altro tipico esempio è quello che mi insegnò mio padre tanti anni fa: trovare la stella polare (isolata e facente parte di una costellazione poco luminosa, difficile da identificare) utilizzando le stelle del Gran Carro (molto più visibili e luminose), parte della costellazione dell’Orsa Maggiore.

Basta trovare la ben nota e visibile Orsa Maggiore (aiutandosi, se fosse il caso, con le solite mappe e simulazioni) e, partendo da Merak, tracciare una linea che, passante per Dubhe, arrivi alla Polare.

starhopping_Polare_da_OrsaMaggiore
Star hopping a partire dal Gran Carro (in particolare da Merak, passando per Dubhe) per arrivare alla stella Polare, nell’Orsa Maggiore.

Comodi e significativi sono altri due “sentieri” semplici e diretti, nel cielo invernale: trovare, a partire da Orione (e dalla cintura, in particolare) la stella Sirio, la stella Aldebaran e, più in là, a destra, le Pleiadi (M45). Prendendo in considerazione l’asterismo della cintura del cacciatore, proseguendo l’ipotetica linea che passa tra le tre stelle, a sinistra, in basso, alla stessa altezza del piede di Orione, c’è Sirio. Luminosissimo. Seguendo la stessa linea e traiettoria, ma a destra, si incontrano la arancione Aldebaran (l’occhio del Toro) e le sette sorelle (le Pleiadi). Provateci, è semplicissimo.

Starhop_Sirio_Aldebaran_da_cintura_di_Orione
Star hopping a partire dalla cintura di Orione per arrivare a Sirio, in basso a sinistra e Aldebaran e Pleiadi, in alto a destra

La cosa si complica, ma diventa estremamente utile se non indispensabile, quando l’oggetto da cercare ed identificare sia invisibile ad occhio nudo. In primis, ricordiamoci di scomporre il problema della sua identificazione in problemi di minore entità: dovremo, pertanto, identificare la costellazione di riferimento (visibile ad occhio nudo) e la porzione di cielo in cui indagare più a fondo. Arrivati al limite delle possibilità umane, dovremo tarare il nostro simulatore per il limite di magnitudine visibile allo strumento che abbiamo a nostra disposizione. Raggiunta una simulazione quanto più simile all’osservabile (con lo strumento), avremo ora la possibilità, e necessità, di crearci un nuovo sentiero, un nuovo star hop che seguiremo, piuttosto che con gli occhi, con lo strumento in dotazione. Salteremo di stella in stella fino ad arrivare in prossimità del nostro obiettivo che, verosimilmente, ci apparirà all’interno del campo visivo.

Un semplice esempio, proveniente dalla mia personale esperienza con il binocolo, è la ricerca di M52, M103 e NGC 654 in Cassiopea. Identificata la costellazione tramite osservazione ed eventuale hopping a partire da altre costellazioni conosciute, M103 rimane molto vicino alla stella Ruchbah, a circa ore 11 ipotizzando che le ore 12 siano in direzione della stella, sempre di Cassiopea, Segin. Questo giochetto ed indicazione, utilizzando il gergo preso in prestito dai militari consta nel dividere un angolo di 360 gradi in 12 ore (piccoli passi da 30 gradi l’una). E’ molto utile per ricordare e comunicare gli angoli dei nostri saltelli. M103 rimane, pertanto, a ore 11, a circa 1/5 della distanza che c’è tra le due stelle, Ruchbah e Segin. Identificato l’ammasso aperto, proseguendo sull’ipotetica linea tracciabile da Ruchbah e quest’oggetto, a circa il doppio della distanza tra la stella ed M103, si noterà, facilmente, il luminoso ammasso NGC 654 (che rimane leggermente spostato sulla destra, rispetto alla linea immaginaria appena percorsa. Sulla stessa linea, invece, si trova NGC 663, ma, quantomeno con un binocolo 10×50, è davvero poco visibile). M52, invece, per pur poco visibile che sia con il mio strumento, è semplice da identificare partendo da Shedar, arrivando a Caph (le basi del trono di Cassiopea) e percorrendo questa ipotetica linea per la stessa distanza che divide le precedenti due stelle. L’ammasso apparirà sotto la stella 4 Cas (visibile ad occhio nudo, con una magnitudine apparente di 4.95).

Star_hopping_da_Cassiopea_M103_NGC654_M52
Star hop per trovare, a partire da Ruchbah, M103 e NGC654. Star hop per trovare, a partire da Shedar e Caph, M52. I tre ammassi aperti sono indicati da un quadratino arancione.

Le cose si complicano un po’ quando l’oggetto da ricercare, sotto la soglia del visibile,  sia un una zona particolarmente povera di stelle visibili ad occhio nudo e con il vostro strumento. Permettetemi un esempio chiarificatore: M3. Il Maledetto.

E’ stato il mio primo, difficile, obiettivo. Risibile, ora. Ma prima di riuscirci, prima di capirne la posizione, mi son dovuto documentare, ho dovuto studiare uno, due, possibili star hop e, alla fine, ho trovato quello che è il “mio” metodo, ormai semplice, di localizzazione. Il giusto pizzico di frustrazione iniziale per rendere l’identificazione finale ancora più piacevole.  In mezzo al nulla, in una zona di cielo che poco conoscevo, senza punti di riferimento a me noti, ero, davvero, al buio. Ipotizzando di doverlo ritrovare, ripercorro l’esperienza da poco vissuta in una delle ultime notte al passo del Lucomagno.

Wikipedia:

M3 (conosciuto anche come NGC 5272) è un ammasso globulare visibile nella costellazione dei Cani da Caccia; è fra i più brillanti del cielo. Magnitudine apparente 6.2

Perfetto. Costellazione dei Cani da Caccia. Mai vista. Oggetto di magnitudine 6.2. Dovrebbe essere al limite della visibilità ad occhio nudo, ma solo sotto un cielo davvero limpido e buio. La prima cosa da fare è controllare se la sua posizione lo renda potenzialmente visibile, nel cielo di oggi, e se sia alla portata del mio strumento (in quel caso, ero provvisto di binocolo 10×50).

Controllando le mie carte, noto che la costellazione, davvero limitata e composta da 2 sole stelle, dovrebbe essere tra la Chioma di Berenice e la coda dell’Orsa Maggiore, ovvero le tre stelle “slegate” del Gran Carro. In particolare a metà tra Mizar e Al Dafirah. Proprio lì, proprio in mezzo. Stellarium mi conferma che l’oggetto sia visibile, oggi, e che sia alla portata del mio binocolo. Controllo ad occhio, cerco la costellazione, guardo. In effetti, ora mi è chiaro. Vedo quelle due stelline disposte in direzione della giallognola Arturo, nella costellazione del Boote (il Bifolco).

Cani_da_caccia
Star hopping per l’identificazione della costellazione dei Cani da Caccia, tra Mizar, dell’Orsa Maggiore e Al Dafirah, della Chioma di Berenice

Dato che M3 dovrebbe essere al limite della visibilità, provo ad identificarlo ad occhio. Dalle mie carte sembrerebbe essere esattamente all’incrocio tra la linea immaginaria che si può tracciare passando per i due cani da caccia (da Chara a Cor Caroli, in direzione di Arturo, nel Boote) e quella che si sviluppa sul proseguimento del segmento, nella Chioma di Berenice, tra Al Dafirah e 43 Com. L’intersezione delle due dovrebbe rivelarmi M3, un ammasso globulare, ovvero un insieme sferoidale di centinaia di migliaia di stelle, ad altissima concentrazione, risolvibile in una stellina nebulosa, con un binocolo 10×50.

Star_hopping_M3_da_Cani_da_Caccia_e_Chioma_di_Berenice
Star hopping per individuare l’ammasso globulare M3, a partire dai Cani da Caccia e Chioma di Berenice

Sarà, ma anche se mi impegno, non vedo nulla. La zona in questione è buia, vuota. Priva di punti di riferimento e davvero, davvero scura. M3 è un fantasma, ad occhio, non lo vedo affatto. Provo con il binocolo. I 5cm delle lenti del mio strumento dovrebbero permettermi di risolvere stelle ed oggetti fino ad una magnitudine di circa 8, dandomi la possibilità di utilizzare, per i miei saltelli, nuove e più stelle rispetto a quanto fatto ad occhio. Ci riprovo. Modifico i parametri del simulatore e provo a crearmi dei nuovi sentieri. Li disegno mentalmente, li ripasso, li ripeto ad alta voce mentre, col binocolo, provo a ripercorrerli.

Niente, mi perdo.

La realtà dei fatti è che al binocolo mi compaiano molte più stelle rispetto a prima, confondendomi, ed il campo visivo sia notevolmente diminuito, facendomi osservare una porzione di soli 6.5 gradi, rispetto ai quasi (semplificando) 200 gradi dell’occhio nudo. Il problema maggiore è quello di essermi prefisso di fare dei saltelli che mi obblighino a passare da un oggetto all’altro, senza che entrambi siano, contemporaneamente, nel mio campo visivo. Le eccessive distanze e parziali ed imprecise indicazioni che riuscivo a ricordarmi, mi portavano su binari morti. Decido, pertanto, di trovare dei punti di riferimento tra loro vicini, in modo che siano o all’interno del campo visivo del mio strumento o, quantomeno, abbastanza vicini per non farmi perdere la cognizione dello spazio e della direzione. Il problema, infatti, è che le due stelle dei Cani da Caccia sono troppo lontane dalla mia destinazione e che la direzione impostata, seguendo la traiettoria che le unisce, diventa via via più imprecisa ed inutile. Lo stesso, se non peggio, per la Chioma di Berenice. Partendo da Al Dafirah non riesco nemmeno ad arrivare, senza perdermi, a 43 Com. Devo trovare qualcosa di più significativo, riconoscibile e che mi dia la giusta direzione.

Sulla mappa, individuo due asterismi nella Chioma di Berenice che potrebbero tornarmi utili. Simulo, inserendo i dati del mio binocolo, il campo visivo che avrei utilizzando lo strumento. In questo modo posso rendermi conto di cosa possa vedere all’interno del binocolo, di cosa accada e cosa possa aspettarmi spostandomi in una determinata direzione.

Il risultato è un hop a 3 passi, quasi sulla stessa linea, con movimenti più corti e meglio percorribili, con un campo di vista così ridotto, rispetto all’occhio nudo a cui ero abituato. Partendo da Al Dafirah, mi dirigo in direzione di 43 Com, ma fermandomi e “riaggiustando il tiro” grazie all’asterismo composto da 30 e 31 Com. Queste due stelle mi danno la possibilità, seguendo la proiezione della linea che disegnano, di raggiungere 41 e 43 Com con agio. Proseguendo, successivamente, per la proiezione del segmento passante tra queste ultime, lasciandole scivolare all’esterno del campo visivo del binocolo, M3 dovrebbe “sorgere” proprio al loro “tramontare”.

Star_hopping_M3_3_step_Chioma_di_Berenice
Star hopping per individuare M3, in 3 passaggi, a partire da Al Dafirah nella Chioma di Berenice, passando per 30, 31, 41 e 43 Com.

Ecco, simulati, i tre passi tenendo in considerazione il campo visivo del mio binocolo 10×50. Partenza da Al Dafirah ed arrivo a 30 Com.

Star_hopping_M3_3_step_Chioma_di_Berenice_Passo_1
Primo passo dello star hopping per trovare M3. Da Al Dafirah a 30 Com.

Partenza dalla linea tracciata a partire da 30 Com e 31 Com ed arrivo in 41 Com.

Star_hopping_M3_3_step_Chioma_di_Berenice_Passo_2
Secondo passo dello star hopping per trovare M3. Da 31 Com a 41 Com

Partenza dalla linea tracciata da 41 e 43 Com fino al loro tramonto.

Star_hopping_M3_3_step_Chioma_di_Berenice_Passo_3
Terzo passo dello star hopping per trovare M3, da 43 Com, mantenere la direzione data dal segmento 41-43 Com fino al loro tramonto

E, finalmente, il sorgere di M3 all’interno del mio campo visivo.

Star_hopping_M3_3_step_Chioma_di_Berenice_Passo_3_B
Parte finale del terzo passo dello star hopping per trovare M3. Al tramontare di 43 Com, sorge M3

Veni, vidi, studiai, ci provai, sbuffai, ci riprovai, ristudiai, ci ri-riprovai et vici. ‘Na faticaccia, ma ne è valsa la pena. ‘Na faticaccia, ma ho imparato tanti di quei nomi, disposizioni, costellazioni, stelle ed asterismi che nemmeno mi sarei sognato semplicemente pigiando M3 sul tastierino di un dispositivo GoTo. Questo è il mio, personale, metodo. M3, lo trovo così. Sempre. A mente. Ed ancora mi ci diverto, nei miei saltelli. Il punto è proprio questo: ho sviluppato la mia percezione e conoscenza del cielo, l’abitabilità della notte. E ne son contento.

Il mio consiglio, a questo punto, è quello di provarci. Non c’è come la pratica per affinare la tecnica e colmare le proprie lacune. Io, personalmente, ho trovato utile, per alcuni soggetti, stampare appunti e schizzi, simulare il campo visivo del mio strumento e controllare la magnitudine limite, ripetere le indicazioni tanto mentalmente quanto a voce alta, spostandomi dal simulatore alla volta celeste. Ho trovato molto utile descrivere i diversi angoli in quanto “ore militari” e, perché no, qualche goffa indicazione approssimativa: “appena più su, un po’ più a destra, vicino a quella stellina con quell’altra di lato, dovrebbe essercene una con un’altra sotto”. Non tutto, necessariamente, deve essere preciso ed oggettivo, quantomeno non nelle prima fasi della ricerca.

In fin dei conti, i primi a cui state dando delle indicazioni, siete voi stessi.

Hop!

Sinestesia

Una manciata di auto verso nord, autostrada praticamente deserta.
Sfreccio veloce, la Luna mi rincorre, ho un discreto vantaggio e non lo voglio sprecare.
Esco a Biasca, solo. Nel retrovisore non c’è nessuno. Davanti a me, il buio.
Continuo a guidare, non un’anima fino ad Olivone. Inizia la salita, i tornanti, la prima neve.

Un cervo in un prato, maschio, enorme. Mi guarda, immobile, e s’impettisce. Si assicura che abbia visto ed ammirato le sue corna, narciso, e continua per la sua strada, camminando lentamente nella neve.

Altro tornante, un capriolo. Meno narciso, più spaventato e sulla carreggiata. Aspetto che rientri nel bosco e continuo ad avanzare. Nord. In alto. Al freddo e lontano dalla Luna.

Camperio, Campra, Acquacalda ed eccomi: passo del Lucomagno, 1926 m.

Sento il fiato della Luna sul collo. Ho un’ora prima che sorga. Posteggio al solito posto, in Selvasecca, e mi preparo al safari. Ci son zero gradi, attorno a me il silenzio, buio e mezzo metro di neve. Posteggiando nello sterrato ho sentito lo scricchiolio del ghiaccio crepitar tra le pozze. Farà freddo, meglio coprirsi. Indosso la giacca, sciarpa, passamontagna. Guanti, scarponi. Cappuccio. Sono ridicolo. Prendo il binocolo, spengo le luci dell’abitacolo e scendo.

Scendo e non capisco.

Alzo il naso, fisso il cielo, sembra il mare al tramonto, luci, bagliori, sfumature che brillano. M’investe, d’improvviso, un’inaspettata fragranza. Un profumo zuccherino, di fiori delicati ma con un certo carattere. Mi guardo attorno: il nulla. Neve. Non capisco. Non possono essere gli abeti, pini o ginepri. Non son in fiore, non han quell’odore, son sotto la neve. Mi rimane il dubbio, ma la Luna corre e non son qui per gli odori. Mi scrollo di dosso l’idea, curiosa, che sia sinestesia, che stia frullando le percezioni, mischiando la vista all’olfatto. Mi è già capitato, ma mai così.

Frok, prof, crak, frop, cammino sulla neve, raggiungo un punto in piano, senza alberi, con una buona visuale. Alzo gli occhi al cielo con l’energia di una molla, giro su me stesso, come un cane che si insegua la coda, puntando il dito in alto, nominando costellazioni, parlando ad alta voce, ridendo, esclamando. Sguaino il mio fido 10×50 (approfondirò l’argomento binocoli a breve) e m’arrabbio con me stesso per non aver, ancora, le idee chiare. Da dove inizio?

Giove. Nell’indecisione, scelgo Giove. Gioco facile.

Non è il solito puntino giallognolo. E’ un’albicocca. Luminoso, definito, vitreo, enorme. Talmente brillante da oscurare, di luce, gran parte del cielo a lui attorno.

Lo punto, lo trovo, m’abbaglia. Focheggio. Eccoli! Quattro satelliti, quattro, tutti! Tutti i medicei! Due in basso a sinistra, due in alto a destra, disposti in diagonale su una linea praticamente retta. Fantastico. Fantastici. Quattro sfere giallognole, definite, tonde, palesi. Rimango estasiato ad osservarli a bocca aperta, per una decina buona di minuti. Controllo sullo smartphone cosa stia osservando, dall’alto in basso: Callisto, Ganimede, l’ ovvio Giove, Io ed Europa.

Antipasto servito e consumato.

Rilasso braccia e spalle per l’insolita fatica a cui le ho sottoposte e mi guardo attorno, con gli occhi di un bimbo ed il cuore che batte deciso.

Orione sta tramontando tra il Pizzo dell’Uomo e quello del Sole. Non voglio farmi sfuggire M42, la sua nebulosa. La punto. La vista al binocolo è sorprendente, nulla a che vedere con quanto già ammirato a latitudini inquinate. Osservo la spada, quella che ad occhio sembra composta da tre deboli stelline. In realtà, sono 3 ammassi, ognuno composto da diverse stelle già risolvibili con il mio binocolo. Focheggiando su M42, è chiaramente visibile l’ammasso aperto al centro della nebulosa: il Trapezio. Le sue quattro stelle più brillanti, a due a due, formano quelle che ad occhio sembran due stelle allungate, ellissoidali. Attorno, una chiara, definita, aura verdastra. Un velo irregolare che filtra e riflette la luce di questo ammasso. Bellissimo. A coronare lo spettacolo, di per sé già entusiasmante, il tramonto della stessa tra le cime aguzze e frastagliate nei pressi del passo delle Colombe. Rari sono i ricordi di simili immagini: nei due terzi superiori del campo visivo osservo chiaramente stelle e nebulosa coricarsi dietro le rocce ritratte nel rimanente terzo, inferiore, di quanto il binocolo mi mostri. Spettacolare. Pece, luce, roccia e neve.

Tenue, dall’apparenza di una stellina nebulosa, nella parte superiore di M42 intravedo M43. Non riesco a percepire gran che di questa nube, se non un labile sentore di velatura verdastra. La nebulosa De Mairan, così vien chiamata M43, altro non è che la parte superiore di M42, dalla quale è solo apparentemente separata a causa della presenza di un filamento di nebulose oscure.

Attorno a me non un rumore, non una luce. Il nulla. Profumo, neve, montagne e la notte, in un abbraccio pungente e ghiacciato.

Cambio obiettivo. Punto poco più in là, un po’ più a destra. Cambio costellazione ed osservo il Toro. Punto le Pleiadi. M45. Anche loro, come M42, in procinto di tramontare dietro al Pizzo dell’Uomo. Sei, sette, otto, nove… dieci! Altro che le solite sette sorelle visibili dalle nostre latitudini. Al binocolo, un’ulteriore meraviglia. Blu, azzurre, intense. Davvero, davvero appaganti. Delicate quanto definite, acquamarina che brilla nel firmamento. La resa è d’impatto, occupano gran parte del campo visivo. Le conosco bene, da sempre, ma vederle così è tutta un’altra musica. Emozionanti è dir poco. So che l’ammasso contenga della nebulosità, l’ho letto e l’ho visto in diverse fotografie. Mi sforzo di vederla, ma è sfuggevole, invisibile al mio binocolo. Poco importa, lo spettacolo è mozzafiato. Vedo 10, 20, 50 stelle. Perdo il conto. Le ammiro e basta.

Ed ora, la caccia grossa: gli ammassi sconosciuti. Quelli mai visti. Primizie, per un neofita come me. Stavolta, son preparato. Oggi ho studiato. In pausa pranzo mi son documentato, ho spulciato diversi siti, blog, mi son riguardato il catalogo Messier, ne ho estratto una personalissima lista di oggetti che dovrebbero esser visibili stanotte: M44, M103, M36, 37, 38 e 35.

Trattasi di ulteriori ammassi (aperti) di stelle nate dalle polveri – letteralmente – della stessa nube molecolare. Avendo avuto genesi nello stesso luogo e momento, le distanze sono tali da renderle soggette, l’un l’altra, alla reciproca attrazione gravitazionale. Questa tipologia di ammassi è relativamente giovane e contiene stelle molto luminose (le Pleiadi, ne sono un esempio lampante) e di composizione simile. E’ possibile, in alcuni casi, che un residuo della nebulosa iniziale rimanga intatto, disegnando interessanti strutture, riflettendo la luce dei propri astri. Nel corso di centinaia di migliaia di anni, fattori esterni interferiscono con l’equilibrio gravitazionale e l’ammasso inizia a sfaldarsi, perdendo la propria conformazione iniziale e dando origine ad una corrente di stelle: un insieme di astri caratterizzati da bassi legami gravitazionali. Venendo meno l’attrazione tra i suoi componenti, l’ammasso si disperderà all’interno della propria galassia. Due esempi già citati sono il Trapezio, nel cuore di M42, e l’intero M45 (le Pleiadi). Un ulteriore, interessante e sorprendente esempio, è la costellazione dell’Orsa Maggiore (non più ammasso aperto, ma ormai corrente stellare).

Tornando ai miei obiettivi, tutti e sei erano già stati oggetto di meticolose ricerche dal giardino di casa, con scarsi risultati . Pessimi. Nulli! Dal prato, non ero stato minimamente in grado di scorgerli. Il vuoto, il buio, nemmeno la soddisfazione di vederne uno. Uno piccino, brutto. Niente.

Parto con M103, in Cassiopea. Parto da lui perché è il più semplice da trovare, utilizzando la ben nota costellazione come guida. Non dovrebbe essere né il più luminoso né il più interessante, ma quantomeno è semplice da trovare. L’ammasso, infatti, è poco distante da Ruchbah (delta Cassiopeae), la stella tra la seduta e lo schienale del trono della regina etiope. Se vedo Ruchbah, con un 10×50 vedo l’ammasso. Devo. Mi basterà puntare il binocolo sul trono, trovarla e guardare lì attorno. Inspiro, sospiro. Punto in alto. Cerco la stella. So che se non vedrò l’ammasso, il morale crollerà mezzo metro sotto la neve che sto calpestando.

Trovo Ruchbah, cerco di orientarmi osservandone i dintorni.

Quel che ad occhio parrebbe nero pece, s’illumina di mille scintille.
Eccolo! Tragedia scampata.
Benzina sul mio fuoco astrofilo, temevo una secchiata d’acqua gelida.

Eccolo lì, poco più in là, poco più su. Una grigiastra macchietta lattiginosa avvolge quelle che, effimere, non riesco nemmeno ad identificare come stelle, granuli di sale che tremano nel latte annacquato. Le braccia faticano a continuare, mi sdraio nella neve. Sono incredibilmente comodo e caldo, quantomeno per ora. L’inclinazione del terreno gioca a mio favore, continuo ad osservare. Scaricando il peso del binocolo sulle arcate sopracciliari, osservo a lungo il mio primo ammasso del genere. Nessun colore, pochi dettagli se non la macchia, il bagliore e qualche stellina evanescente. Più una gioia per la mente, che per gli occhi. Chissà come apparirà al telescopio. Lascio M103 nel campo visivo, ma sposto il binocolo un po’ più in alto. Mi accorgo, ora, della presenza di un’altra macchia su sfondo nero, abbastanza percettibile, sulla linea che collega Delta Cassiopeae ed il precedente ammasso. Questo oggetto è più luminoso di M103, meglio identificabile. Controllo le mappe stellari. Appartiene ad un altro catalogo, trattasi di NGC 654, un ulteriore ammasso aperto. A differenza del precedente, son riuscito a risolverlo, parzialmente, in singole stelle, percependone la presenza ed essenza. Controllo meglio. Mi guardo attorno. Capisco ci sia altro, intravedo qua e là macchiette grige e biancastre, poco definite, sfuggevoli. M52, in particolare, visibile alla destra del trono, sulla linea che si ottiene prolungando le due stelle alla base di Cassiopea, lascia intravedere qualche timido astro avvolto in una tenue nebulosità diffusa. Non erano oggetto del mio safari, sorpresa nella sorpresa. Sarà una zona dove tornerò in futuro, con lenti e strumenti adeguati.

Soddisfatto, controllo sullo smartphone la posizione di M36, 37 e 38. Trattasi, infatti, di tre ammassi molto vicini tra loro, praticamente in linea retta, all’interno della costellazione dell’Auriga. Più o meno nel centro del pentagono, leggermente in basso e sinistra, M38. Alla sua sinistra, M36. Proseguendo per l’ipotetica linea che collega queste ultime, a sinistra della linea tracciata da Elnath e Mahasim, M37.

Inizio con M38, al centro. Per trovarlo immagino una sorta di triangolo equilatero tra Elnath e Hassaleh, le due stelle alla base della costellazione. Il terzo vertice, dovrebbe essere lui. Ci provo. Punto, cerco. Focheggio. Faccio piccoli movimenti rettilinei ed… Eccolo! Diverso. Meno dettagliato dei precedenti. M38 appare come una leggera macchia biancastra. L’impressione è quella di osservare un buffetto di fumo, prossimo al dissolversi nel buio. Mi sforzo, ma l’ingrandimento e l’apertura del binocolo sono tali da non permettermi maggiori dettagli. La Luna sta sorgendo, il che, non aiuta affatto. Forse intravedo qualche tenue stellina, ma non son sicuro che io la veda perché sia lì o perché io voglia vederla, lì.

Vado a caccia di qualcosa di più visibile: M36. Sposto il campo visivo di poco, a sinistra, ed eccolo! Decisamente meglio. Molto meglio! Più luminoso e visibile. Meglio definito. Nebulosità lattiginosa ed una manciata di stelle appena percettibili. L’effetto è quello di un’estesa macchia ruvida e biancastra.

Soddisfatto, mi sposto all’esterno del pentagono e cerco M37. Lo trovo senza difficoltà, sono davvero vicini tra loro. Meglio di M38, simile a M36. Non per questo, meno entusiasmante. Anche lui, con la propria nebulosità cinerea, tempestata di sabbia granulosa e biancastra. Qualche stella la vedo, con un telescopio sarebbe sicuramente meglio. Lo guardo a lungo, torno sugli altri, li guardo e riguardo, li studio. Da quel che ho potuto osservare, il più luminoso, dettagliato e visibile dei tre parrebbe essere M37. Son curioso di ripetere l’osservazione per confermare, o meno, questa mia impressione. Senza Luna. Senza fretta.

Abbasso il binocolo, riposo le braccia. Con gli occhi, pongo domane agli astri. Loro, muti, comunicano tremando e fremendo nell’atmosfera. La notte arde, pulsa e respira, c’è tanto, ancora, che io debba vedere. Se è vero che un’immagine valga più di mille parole, uno sguardo da quassù ne vale dieci volte tante. Osservate, gente. Uscite ed osservate.

Inizia a far freddo, avverto il bagliore della Luna rischiarare l’orizzonte, il fondo valle. Devo affrettarmi.

Nuovo obiettivo: M35, nei Gemelli. Questo è decisamente più aperto degli altri. Mi spiego: la nebulosità è leggera, le stelle sono meglio definite e riconoscibili già con il mio limitato binocolo. Ne conto 7, 10, 13, 18, forse. Bellissimo. Lo trovo molto interessante ed appagante. Me lo guardo per bene. Trovarlo è semplice, rimane nel piede di Castore (il gemello la cui testa, stella principale, è più azzurra dell’altra, gialla, di Polluce), a fianco di Propus, tra 5 Gem e 1 Gem. Ora che so dov’è, lo intravedo anche ad occhio nudo. Lo riguardo. Punto l’ Auriga, mi guardo i suoi. Riguardo M35. Tutta un’altra storia, in effetti. Quantomeno in visuale, con il mio binocolo, Gemelli vince a mani basse.

Mi rimane poco tempo. La Luna è ormai visibile. La vedo, veloce ed inesorabile, arrancare dalla valle, si avvicina, sale. Inquina. Illumina. Oscura.

Ancora uno, un ultimo oggetto per stasera: M44, nel Cancro. Ora, sebbene il Cavaliere di Cancer, nei Cavalieri dello Zodiaco, fosse uno dei miei personaggi preferiti (pur essendo un sadico, maniaco, spietato, omicida senza rimorsi) ammetto di non aver mai osservato la sua costellazione. In effetti, è composta da stelle poco luminose, deboli. Difficili da identificare. Non è che non l’abbia mai osservata. Non l’ho proprio mai vista.

La costellazione giace tra i Gemelli ed il Leone e, con l’aiuto dello smartphone, ne individuo forma e posizione. In effetti, trovo difficoltoso posizionarla nel cielo, senza punti di riferimento precisi. Dire che non salti all’occhio, è un eufemismo. Fortunatamente è simmetrica e M44 è proprio al centro del granchio.

Punto il binocolo.

Oh – mio – Dio. Sbatto le palpebre, voglio esser sicuro che non siano bagliori lenticolari. No, è reale. E’ meraviglioso.

Ora capisco perché  venga chiamato il presepe, o l’alveare. M44 è estremamente aperto e definito. SPETTACOLARE. In effetti, ora che lo conosco, già ad occhio ne percepisco una chiazza grigiastra, proprio lì, tra Asellus Borealis ed Australis. Al binocolo, si risolve in decine di stelle dalle leggere sfumature, azzurre, gialle, blu, bianche. Decine e decine. Una meraviglia. Immagino che la Luna, ormai alta, mi stia limitando visibilità e colori, ma quel che vedo è sufficiente per farmi strabuzzare gli occhi e slogare la mascella. La locuzione non credere ai propri occhi, qui, calza a pennello.

Fantastico. Lo guardo ed osservo per quantomeno altri 10 minuti, ipnotizzato. Ho fatto la scelta giusta a venire qui. Ho fatto bene a comprarmi il binocolo. Sto facendo la cosa giusta, appassionandomi a questo campo. Garantito al limone.

Mi rendo conto, sullo smartphone, che nei pressi di una delle chele, vicino alla stella Acubens, dovrebbe esserci M67, un altro ammasso aperto. Lo cerco, guardo, ma non lo trovo. Non insisto, la Luna è sempre più alta, la visibilità è crollata.

Infreddolito, stanco, provato ed entusiasta, decido che s’è fatta ‘na certa. E’ ora di tornare a casa, ho ancora più di un’ora e mezza di strada ed arriverò ben oltre mezzanotte.

Il safari è stato spettacolare. Ho compiuto il mio primo, vero, passo osservativo. Mi sono documentato, ho studiato, elaborato. Mi son preparato, intestardito, ho guidato, mi son sdraiato sulla neve ed ho goduto delle meraviglie scolpite ed incastonate nella notte. Non le avevo mai guardate, così. Peccato mortale a cui sto ponendo rimedio.

Oggi torno a casa con un ricco bottino. Risibile, per un esperto, ma di gran peso e significato per un neofita come me: M42, M43, M45, M103, M52, NGC 654, M36, M37, M38, M35 ed M44.

Tanta roba.

E quindi uscimmo a riveder le stelle

Basta poco.
Una smagliatura nelle trame, uno scorcio sul nero, uno squarcio della tela infeltrita che, canuta e testarda, avvolge la notte.

Un bimbo al mare in burrasca. Il naso premuto sul vetro. Pochi millimetri dividono la delusione e l’attesa, di qua, dalla pioggia, le onde in tempesta, la sabbia bagnata, di là.
Ma a me, basta poco: lo svolazzar d’una farfalla, l’entropia, vento, lo sbatter d’ali del cigno di Deneb e – puff – ecco: uno strappo del manto nebbioso.

Son lì, loro. L’ho già scritto, l’ho già detto. Rimangon lì. Ultimamente le guardo spesso, ma oggi ho occhi nuovi, nuove aspettative, obiettivi nuovi.

Pessima notte. Nubi, Luna, foschia. Luci. Quei maledetti cani che abbaiano.
Voglio osservare, comunque. Voglio vedere, voglio stupirmi, ho sete di meraviglia e me ne basta un sorso, un assaggio. Sangue di unicorno per la mia nuova passione.

Scorgo la chioccetta. La vedo come non l’ho mai vista, stupenda. Zaffiri e topazi. Scompare.

C’è vento in quota, la coperta cinerea è in tumulto, ribolle. Mare in burrasca.

Vedo il lampeggiare di un aereo, qualcosa si sta aprendo, dai Gemelli al Toro.
Castore, un diamante, e Polluce, d’ambra. Aldebaran e Betelgeuse, di corallo. Osservo i minuti dettagli di un arazzo d’altri tempi, tessuto con fili d’oro e d’argento.
Sapevo che ci fosse altro, sapevo che, senza aiuti, vedevo ben poco di quanto ci fosse lassù, ma non mi immaginavo tanta meraviglia.

Piombo in uno stato di confusione, perplesso dal silenzio abbagliante di quelle luci assordanti.

Il cielo si chiude, divora le stelle, le gemme non brillano. Fisso le nuvole. Bastarde.

Rimango lì, in piedi, aggrappato alle sensazioni, rivivo il ricordo di quanto appena fatto, visto, vissuto, con la stessa tenacia di chi si sforzi di ricordare un sogno confuso dopo un brusco risveglio. Le immagini scivolano via, ne rimane il profumo, una fragranza evanescente che mi scivola tra le dita. Scompare.

Al buio, un sorriso di autocompiacimento. No, non per quanto visto, ma per una semplice considerazione: siamo, in fin dei conti, materia introspettiva. Polvere stellare che si interroga sugli astri. Egocentrici in una grigia boccia per umanimali. Basta poco, una fessura, per ridimensionare tutto, monito imperativo, chiaro e limpido: non contiamo un gran che. Basta guardar in su, ce lo ricordano loro. Ma non ora.

Nuvole bastarde.

Ad ogni modo, domani è un’altra notte. Porteremo pazienza, io ed il mio nuovo binocolo.

DON’T PANIC

Lontano, nei dimenticati spazi non segnati nelle carte geografiche dell’estremo limite della Spirale Ovest della Galassia, c’è un piccolo e insignificante sole giallo. A orbitare intorno a esso, alla distanza di centoquarantanove milioni di chilometri, c’è un piccolo, trascurabilissimo pianeta azzurro-verde, le cui forme di vita, discendenti dalle scimmie, sono così incredibilmente primitive che credono ancora che gli orologi da polso digitali siano un’ottima invenzione

Questo, è l’incipit di “Guida galattica per autostoppisti” di Douglas Adams. Sicuramente una valida, ed alternativa, fonte di informazioni sulla nostra galassia, in quanto si tratta di un libro in forma di piccolo computer, un best-seller universale (Terra esclusa), che si vende benissimo per due ragioni:

  • costa poco
  • reca stampate, a grandi lettere amichevoli sulla copertina, le parole “DON’T PANIC”

In questa sorta di TripAdvisor galattico, potrete incontrare alieni provenienti da Betelgeuse (la super gigante rossa! In Orione), volare a bordo di astronavi alimentate ad improbabilità, conoscere il presidente galattico e scoprire chi, con scalpello e martello spaziali, abbia scolpito i fiordi norvegesi. Il libro vi darà la risposta alla domanda fondamentale sulla vita, l’universo e tutto quanto. 42. Questo, scorrazzando per la nostra galassia.

Se invece preferite un approccio più scientifico ed un riassunto di quanto osservato, teorizzato e discusso negli ultimi duemila anni, continuate a leggere qui sotto.

Da dove arriva il nome galassia? E… Cos’è?

Violando il principio per cui non si debba mai definire l’oggetto che stiamo descrivendo utilizzando il sostantivo in questione, la Galassia è una galassia. O meglio, la nostra Galassia è una galassia. Preciso: le galassie, sono sì galassie, ma non sono la Galassia.

La smetto. Facciamo un po’ d’ordine. Il termine galassia deriva dal greco γαλαξίας (galaxìas), che significa “di latte, latteo“. Avete mai mangiato le Galatine? Caramelle al latte. Ed il Galak? Tavolette di cioccolato bianco, bianco latte (che il cioccolato bianco sia fatta di burro di cacao e non di latte, lasciamolo scoprire all’italiano medio con lo stesso stupore con cui scoprirà che collutorio si scrive con una “t”) . Gala, galax, galassia… Latte. Via Lattea.

E’ così che gli antichi chiamavano quella pennellata di bianco che fendeva, e fende (ahimè, nascosta ai nostri occhi da noi stessi) il cielo notturno. Le diedero un’origine divina, mitologica: Zeus, in una delle sue innumerevoli scorribande amorose, ebbe l’ennesimo figlio dall’ennesima mortale di cui si invaghì. Per assicurare l’immortalità al nuovo nato, ebbe la brillante idea di sottrarlo alla madre e di attaccarlo al seno della moglie, Era, dea e divinità immortale. Ovvio, se ne accorse. Staccando ed allontanando il bimbo dal proprio petto, uno schizzo di latte andò a bagnare, tingendolo indelebilmente, la notte stellata.

Questo, per loro, era quel lattiginoso alone, allungato e strisciato nel cielo notturno. In India, si pensava fosse un’estensione ed alter-ego celeste del Gange, mentre per gli arabi – più concreti e meno avvezzi a storielle – altro non era che la scia luminosa della chioma di stelle lontane (e, in fin dei conti, ci andarono vicino…).

Il primo che si rese conto che in realtà si trattasse di centinaia, migliaia, miliardi di stelle, fu, indovinate un po’, Galileo! Puntando il suo telescopio verso quella luce nel cielo, ne scorse dettagli invisibili e confusi ad occhio nudo. Fu così che si delinearono i contorni di quello che oggi sappiamo essere la nostra Galassia.

All’epoca, semplicemente era “la” galassia, non la nostra. Quante altre vuoi che ce ne siano? Una, no? Difficile scrollarsi di dosso il principio del rasoio di Occam e lo spiccato sapiens-centrismo di noi mammiferi antropomorfi.

Ma che forma ha, e perché la vediamo come una pennellata lattiginosa nel cielo notturno? Ad occhio nudo, con buone condizioni di visibilità, la Via Lattea appare, in entrambi gli emisferi, proprio come una linea, obliqua, che attraversa la volta stellata. In alcuni punti più scura, in altri più chiara. Lì, meno delineata, là, di più. Della sua morfologia parlerò, dettagliatamente, in un futuro articolo. La cosa triste, a dire il vero, è che dalle nostre case, in città o paese, è davvero raro vederla. L’inquinamento luminoso la nasconde ai nostri occhi, ma lei c’è, è lì.

Aguzzate la vista ed arrampicatevi in montagna. Sota a cü biot, sfaticati!

Qual’è, quindi, la forma della nostra Galassia? Inutile la suspense di un rullo di tamburi, dovrebbe essere noto, ai più, che la nostra galassia abbia una forma discoidale. Come un piatto, un disco, per intenderci. Un ammasso di stelle, polveri, nebulose e materia che ruotano attorno ad un comune centro di massa.

Se fosse possibile osservarla dall’esterno, con il disco rivolto verso l’osservatore, sarebbe qualcosa di simile a quanto rappresentato nella prossima immagine (a sinistra). Nella seconda, invece, come apparirebbe se la si osservasse di taglio, paralleli e sullo stesso piano del disco galattico.

Il motivo per cui, a noi, appare come una strisciata nel cielo dovrebbe esser chiaro: trattasi del disco galattico, visto di “taglio”. Quello che osserviamo, ovviamente, è solo una porzione del disco, corrispondente alla parte di Via Lattea visibile in quella direzione da quel punto della superficie terrestre.

Per intenderci, immaginate di avere un’aureola attorno alla testa, di inclinarla un po’ e di abbassarla, in modo che l’aureola sia attorno al viso, agli occhi, e non sopra la testa. Quello che vedreste è la porzione interna dell’aureola che rimane davanti ai vostri occhi, inclinata tanto quanto l’avrete precedentemente spostata.

Noi siamo, ovviamente, all’interno della Via Lattea e ne abbiamo visibilità limitata, in prospettiva. Ci rimane particolarmente complesso immaginarla e studiarla dal nostro punto di vista. Fortunatamente, di galassie ce ne sono migliaia. Migliaia di milioni. Centinaia di Miliardi. Nel corso degli ultimi cento anni (è solo dai primi decenni del XX secolo che si è capito che le galassie fossero oggetti esterni alla Via Lattea) abbiamo avuto la possibilità, e volontà, di osservarne, studiarne e catalogarne una grandissima quantità. Tutto questo ci ha dato la possibilità, dati alla mano, di stimare la composizione, forma e dinamiche della nostra stessa Via Lattea.

Prima dell’avvento dei telescopi, le uniche tre galassie osservate ed osservabili, senza che si sapesse cosa fossero, erano solamente tre: le Nubi di Magellano (Grande e Piccola), visibili esclusivamente dall’emisfero australe e la Galassia di Andromeda, osservabile principalmente dall’emisfero boreale. Le prime due si manifestano come macchie irregolari, la terza, invece, come una stellina (ovviamente, è ben altro) con attorno un leggerissimo alone luminoso.

Andromeda, in particolare, è la galassia gigante più vicina a noi e mi ha sorpreso comprenderne la reale dimensione e vicinanza. E dire che nei Cavalieri dello Zodiaco Andromeda era il cavaliere più sfigato! Se fosse visibile ad occhio nudo, così com’è visibile ad un sensore fotografico dopo una lunga esposizione, apparirebbe grande tre volte la Luna. TRE VOLTE! Pensateci, la prossima volta che vi troverete con il naso all’insù: lì sopra, nell’omonima costellazione, Andromeda occupa un enorme spazio nella volta celeste. Solo, noi, non la percepiamo.

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La galassia di Andromeda e la Luna, se fosse possibile vederle entrambe, contemporaneamente, ad occhio nudo. Si notino le proporzioni dei due oggetti celesti.

Le Nubi di Magellano erano già state, sicuramente, viste ed osservate dalle popolazioni che hanno vissuto sotto l’equatore. Per motivi tecnologici, culturali e logistici, però, non ci è giunto alcuno scritto o studio a riguardo, se non quelli datati dopo gli avvistamenti dei primi esploratori europei giunti in loco.

Le “nubi”, come facilmente ipotizzabile, prendono il loro nome dal navigatore Ferdinando Magellano. Il portoghese le descrisse nei propri diari di bordo durante il tentativo di circumnavigare il globo. Morto ammazzato dagli indigeni (un po’, se la cercò. Ecco cosa succede a fare lo sborone conquistatore) a tre quarti del viaggio, è merito dell’italiano Antonio Lombardo, detto il Pigafetta, se gli scritti di Magellano siano giunti fino a noi.

Italia-Portogallo 1:1. Lombardo è uno dei 18 logori, malati, pulciosi e malnutriti marinai che fecero ritorno, dopo quasi 3 anni, dei 237 uomini di cui si componeva la spedizione iniziale. Quello che colpì Magellano, oltre alla lama di un indigeno, fu il fatto che queste due “nubi” fossero in prossimità della Via Lattea, ma comunque nettamente separate da quello che noi sappiamo essere il suo disco. In effetti, queste due galassie irregolari, ci orbitano attorno, costituendo, in tutto e per tutto, due legittimi satelliti della Via Lattea. Come vedete, su scale diverse, il meccanismo alla base di tutto è sempre lo stesso: l’attrazione gravitazionale.

La galassia di Andromeda, invece, essendo visibile a popolazioni scientificamente e tecnologicamente più avanzate, è stata oggetto di accesi dibattiti, pietra miliare del riconoscimento del fatto che ci fossero galassie esterna alla nostra, “universi isola“, come li chiamarono alcuni.

Ecco come appare (quasi) ad occhio nudo, in una giornata estremamente limpida, con condizioni di visibilità perfette. L’immagine seguente è il risultato di un’esposizione relativamente breve, giusto quanto basta per rendere un po’ più visibile il disco di Andromeda. Si noti il bagliore nella sua parte centrale, il nucleo (che viene spesso confuso con una singola stella) e quel leggero bagliore dovuto alle regioni esterne. Io, a dire il vero, ho sempre e solo visto il nucleo. Il resto, irrimediabilmente coperto dall’inquinamento luminoso.

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La galassia di Andromeda come appare (quasi) ad occhio nudo

Ed ecco, invece, come appare al telescopio Hubble, in orbita.

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Andromeda, fotografata utilizzando e sommando diverse riprese di un telescopio professionale all’esterno dell’atmosfera terrestre

Ma come si è capito cosa fosse?

Procediamo per gradi, l’iter è interessante: un po’ di storia.

La primissima testimonianza scritta dell’osservazione e studio di Andromeda risale al 964 ed è stata condotta dall’astronomo persiano Abd al-Rahman al-Sufi. Nei suoi scritti, la descriveva come una “piccola nube“. Il primo a descriverne l’aspetto dopo averla osservata con un telescopio fu, 700 anni più tardi, il tedesco Simon Marius il quale la definì come “la luce di una candela osservata attraverso un corno traslucido” (altri tempi, altre metafore dettate da una quotidianità ormai perduta). Nel 1764 Charles Messier la inserì nel suo celebre catalogo (di cui parlerò esaustivamente in un altro intervento) accreditandone, erroneamente, la paternità a Marius, ignorando l’esistenza stessa degli scritti di Sufi. Un altro tedesco, William Herschel, notò un debole alone rossastro nella sua regione centrale ed iniziò a convincersi del fatto che fosse la più vicina tra tutte le “grandi nebulose“.

Fin qui, nessuno sapeva realmente cosa stesse osservando e l’ipotesi più accreditata era quella che si trattasse di una nebulosa (come M42 in Orione, per intenderci). Nube, nebulosa, bagliore, tutti fuori strada. Ma non mollarono, continuarono a puntare, occhi, naso e strumenti in quella direzione.

Un contributo importante arrivò dall’inglese William Huggins che nel 1864 ebbe la brillante idea di analizzare lo spettro della galassia (ne parlerò, credo, in un articolo dedicato) e notò che era ben diverso da quello di altre (reali) nebulose ad emissione. Gli spettri mostravano un continuum di frequenze e linee scure, molto simile a quello delle singole stelle. Senza scendere in tecnicismi, notò che Andromeda si comportasse, dal punto di vista delle emissioni, più come una stella, che come una nebulosa.

Colpo di scena. C’è chi, all’epoca, iniziò a pensare che in Andromeda ci fossero stelle, piuttosto che solo polveri.

Nel 1885, un altro promettente indizio, questa volta, col botto! In quell’alone luminoso che ancora celava i propri segreti, un botto, un lampo, una luce: una supernova: S Andromedae, la prima osservata in quella galassia. La prima al di fuori della nostra. Sul pianeta Terra arrivò l’eco visivo del violento collasso di una stella morente, sotto forma di brillantissima esplosione osservata proprio in quei luoghi celesti per i quali si stesse valutando la possibilità, o meno, che contenessero stelle. Beh, c’erano!

La strada per il riconoscimento di Andromeda come galassia, iniziava a spianarsi.

Due anni più tardi, nel 1887, l’inglese Isaac Roberts la riprese e fotografò dal suo osservatorio privato. Ed ecco la prima fotografia ad una galassia, la prima testimonianza scritta di quella luce rubata ad Andromeda.

Questo è quanto catturato 130 anni fa, su lastra fotografica (ignoro i tempi di esposizione, ed immagino si fosse costruito una montatura di qualche genere). Quella stessa luce, prima di venir fissata chimicamente su carta, aveva viaggiato per 2.5 milioni di anni, da lei, a noi. Roberts, all’epoca, riuscì a catturare ciò che il semplice occhio non riusciva a metabolizzare. Il risultato, per quel tempo, fu strabiliante. Io, oggi, non riesco nemmeno a puntarla con il mio 400mm. Don’t panic.

Da questa prima immagine fu chiaro che Andromeda possedesse una struttura a spirale. Ne ignorarono, però, il motivo ed erroneamente continuarono a pensare si trattasse di qualcosa all’interno della nostra galassia. Il concetto stesso che qualcosa fosse al di fuori della (sola ed unica!) Galassia, faceva tremare le fondamenta dei dogmi e teorie dell’epoca.

Lo statunitense Vesto Slipher, nel 1912, utilizzando uno spettroscopio riuscì a determinarne il moto e la velocità radiale, ovvero la velocità di un oggetto (stella o galassia che sia) in direzione della linea di vista. Un sacco di paroloni per un concetto semplice: la misurazione della velocità con la quale un oggetto celeste si muova nella nostra direzione (o si allontani). Il risultato fu sorprendente: non solo Andromeda non era ferma, ma si stava (e si sta) avvicinando con una velocità di circa 300 km/s.

Sì, si avvicina e, sì, siamo in rotta di collisione.

Tra circa 2.5 miliardi di anni – pausa drammatica – le nostre galassie collideranno.

Dopo un’attenta analisi delle fotografie che, ormai, venivano periodicamente scattate ad Andromeda, un altro statunitense, Heber Curtis, nel 1917 osservò altre, diverse, supernove all’interno dei bracci (sì, bracci, non braccia) evidenziati sulle lastre fotografiche. Questo avvalorò la tesi che quell’oggetto non contenesse solo polveri e gas, ma anche stelle. Non solo. La stessa teoria sarebbe stata valida, secondo i suoi sostenitori, per molte delle altre “nebulose a spirale” osservate in quegli anni.

Il 1920 fu l’anno del Grande Dibattito fra gli americani Harlow Shapley e Curtis, in cui quest’ultimo difese, a spada tratta e con fervore, la sua teoria di “universo isola”, insistendo sul fatto che le nebulose a spirale dovessero necessariamente essere molto più lontane di quanto si pensasse, molto più grandi e complesse. Altro che nebulose!

Il colpo di grazia ai vecchi dogmi venne dato, prima, da un astronomo estone, Ernst Öpik, che nel 1922 presentò il proprio metodo per determinare la distanza di Andromeda, che stimò in 1.5 milioni di anni luce e, poi, dallo statunitense Edwin Hubble, che nel 1925 identificò in Andromeda alcune variabili Cefeidi nel materiale fotografico a sua disposizione. Queste stelle variabili sono delle giganti gialle che contraendosi ed espandendosi modificano la propria luminosità, con fare periodico e preciso. Utilizzando il periodo di pulsazione di questi oggetti, le informazioni a lui già disponibili ed i calcoli e metodi sviluppati in quegli anni, divenne chiaro, una volta per tutte, che Andromeda fosse una galassia indipendente, decisamente lontana, troppo, per far parte della nostra.

Per la prima volta, la si collocò all’esterno di quello che si pensava essere l’unico sistema di riferimento, si diede il nome galassia a qualcosa che, fino ad allora, si pensava essere all’interno della Via Lattea. E’ proprio questo il motivo per cui la Via Lattea ed il termine galassia sono strettamente legati: nessuno, inizialmente, avrebbe osato pensare che di galassie ce ne fosse più d’una. O due. O mille. O centinaia di miliardi (ad oggi, la stima più probabile).

E’ grazie all’impegno, perseveranza, cocciutaggine, studio ed estenuanti fatiche degli uomini sopra citati (e chissà quanti altri, rimasti più o meno nell’ombra) che siamo giunti a questa destabilizzante consapevolezza. Ancora una volta, non siamo al centro dell’universo. Anzi. Il nostro universo s’è appena ingrandito. Là, fuori, c’è qualcosa, c’è molto, che pensavamo esser qui, dentro.

Scienziati, uomini di scienza, uomini. E le donne? A casa a cucinare! Sarebbero dovuti passare ancora decenni prima di arrivare ad @AstroSamantha. Ma questa è un’altra storia.

Un ulteriore contributo di Hubble fu quello, nel 1925 (ed aggiornato in seguito), di creare un sistema volto a catalogare le diverse tipologie di galassie osservate ed osservabili ai suoi tempi. Basandosi sulla morfologia visuale di questi oggetti, le divise in ellittiche, a spirale semplice e barrata. L’aggiornamento incluse nuove tipologie (quelle irregolari, ed esempio) meno comuni, precedentemente accorpate ad altre famiglie o più difficili da osservare ed identificare. Si dava, in questo modo, un primo strumento di catalogazione di quanto osservato.

Le galassie ellittiche vengono classificate in base alla loro ellitticità, ovvero in base a quanto appaiano tondeggianti o schiacciate, allungate. Hanno la forma di una palla, di una pillola, non sono schiacciate come una piadina. Osservandole, lasciano trasparire pochi dettagli e possiedono, al loro interno, una quantità bassa di materia interstellare. Questa materia, come già discusso, è alla base dei meccanismi di formazione delle stelle, fornendo, tramite gas, polveri e nebulose, la conditio sine qua non alla radice della genesi stellare. Il tasso di formazione di astri luminosi, pertanto, risulta particolarmente ridotto o assente. Venendo a mancare la materia prima, ciò che si osserva sono stelle generalmente vecchie, evolute, che ruotano attorno ad un comune centro di gravità secondo direzioni apparentemente casuali, non riconducibili a moti o correnti specifici. A livello fotografico, sono quelle che offrono meno soddisfazioni. Eccone alcune, più o meno tonde, più o meno allungate, più o meno in equilibrio.

Le galassie a spirale (semplice o barrata) sono sicuramente più appaganti, a livello estetico. Non sono tondeggianti e “spesse” come le ellittiche. Sono composte da un disco più o meno appiattito di stelle e materia interstellare che ruotano attorno ad un centro comune. Proprio al centro presentano un rigonfiamento, una sorta di piccola galassia ellittica, chiamato bulge, bulbo centrale, composto da una moltitudine di stelle vecchie, tipicamente rosse e fredde, nate insieme alla galassia. In questo punto lo spessore del disco è maggiore rispetto alle aree periferiche della galassia. Dal bulbo, si diramano i bracci di spirale, zone dove la concentrazione di materia è maggiore e le stelle sono più giovani o in fase di formazione. Queste fucine termonucleari si muovono all’interno ed esterno dei bracci, venendo assoggettate, pertanto, da diverse forze attrattive a seconda della loro posizione nel disco. La velocità alla quale si muovono subisce rallentamenti ed accelerazioni che, nel complesso, disegnano quella tipica forma a spirale. Immaginate di trovarvi su un aereo e di osservare il traffico notturno, in tangenziale, sotto di voi. In corrispondenza dei caselli e rampe, le auto (le stelle…) rallentano e formano degli ingorghi (con il tipico avanzare “a singhiozzo”) ben visibile dal nostro punto di osservazione, data l’elevata concentrazione di veicoli e luci accese. Nelle zone prive di traffico, invece, le auto sfrecceranno velocemente, senza creare ingorghi, evitando di concentrare la luce dei propri fanali in uno spazio ristretto. Questo “traffico a singhiozzo”, trasposto in termini astrofisici, è esattamente quanto osserviamo puntando gli strumenti verso questa tipologia di galassie. Alcune delle galassie a spirale, tra bulbo e bracci, mostrano una struttura lineare a forma di barra. Si pensa che queste strutture stellari siano temporanee, dovute all’interazione gravitazionale con altre galassie o ad un’onda di densità che si irradia in direzioni opposte a partire dal nucleo. Qualsiasi sia il motivo di queste formazioni, la nostra galassia, la Via Lattea, è proprio una di queste: una spirale barrata.

Si notino, nelle precedenti fotografie, le zone, nei bracci, di formazione stellare. Sono facilmente identificabili, specialmente in M51, in quei globuli rossastri e nei conseguenti ammassi stellari. Ed Andromeda? Beh, trattasi di galassia a spirale semplice.

Tutto quanto non catalogabile come ellittico o a spirale, prende il nome di galassia irregolare. Queste formazioni peculiari sono, probabilmente, il risultato dell’interazione e scontri tra più galassie. In questo caso possono formarsi delle strutture ad anello, lenticolari, amorfe. Un esempio, tra tutte, le due nubi di Magellano che subiscono l’influenza della nostra galassia. Eccone altri esempi.

Come interagiscono le galassie?

L’interazione più soft è quella gravitazionale, a distanza. Quella che intercorre tra noi e le Nubi di Magellano. Si dà luogo, pertanto, a delle forze mareali, all’origine, in alcuni casi, di scambi di gas e polveri tra i due sistemi galattici. Una sorta di scambio di figurine. L’influenza esterna, soprattutto per le galassie più piccine, è spesso causa di alterazioni degli equilibri interni. Ne conseguono forme e comportamenti atipici.

Un fenomeno più accentuato si verifica quando una galassia, nel suo moto, passa attraverso un’altra con una velocità sufficiente per non andare incontro alla fusione delle due. Piuttosto che come due solidi, ne dovete immaginare la consistenza gassosa, rarefatta. Se la velocità di una delle due galassie è sufficiente a vincere l’attrazione gravitazionale a cui andrà incontro, allora lo scontro sarà solo un evento relativamente breve (in termini astronomici) e temporaneo. Le due galassie, profondamente modificate, continueranno ad esistere ed a procedere nel loro evolvere. Durante le fasi di prossimità ed attraversamento, ci sarà un notevole passaggio di materia tra i due corpi, fenomeni di marea gravitazionale e compressione delle nebulose, dando origine a spiccati e diffusi eventi di formazione stellare, gli starburst. Il risultato delle interazioni di questo scontro, accentuate e profonde, sono la possibile creazione di barre, anelli o strutture piatte ed anomale all’interno dei due titani.

Nel caso in cui la velocità delle galassie non sia sufficiente, le interazioni tra le due porteranno, inesorabilmente, alla fusione delle singole strutture in un’unica. Qualora le dimensioni degli oggetti siano simili, il risultato sarà, tipicamente, ellittico. Se, invece, una delle due galassie è sensibilmente più grande dell’altra, possiamo parlare di cannibalismo galattico. In questo caso la galassia maggiore non subirà stravolgenti mutamenti e fagociterà, al proprio interno, il contenuto di quella dalle dimensioni minori.

Ovviamente, quanto si applica a due galassie vale anche per 3, 4, o più. Non sono rari i casi in cui le interazioni, scontri e fusioni avvengano tra ben più di due attori, dato che la maggior parte delle galassie sono legate in strutture gerarchiche di ammassi (fino a poche decine di galassie) e superammassi (che ne contengono fino a decine di migliaia). La Via Lattea, ad esempio, è nel Gruppo Locale, un ammasso (le cui dinamiche sono dominate da noi ed Andromeda) che comprende circa 70 galassie, a sua volta, posizionato nel superammasso della Vergine. Quest’ultimo, con altri superammassi, confluisce a formare il Superammasso Laniakea, una superstruttura che si estende per oltre 500 milioni di anni luce (in confronto, il Gruppo Locale ha un’ampiezza di soli 10 milioni di anni luce). Anche qui, al solito, tutto influenzato e legato dalla “banale” forza di gravità. Scatole cinesi.

Nelle seguenti immagini, riporto alcuni tra i più spettacolari esempi di questi incontri e scambi, ripresi dal telescopio Hubble.

Ci sarebbe ancora molto da dire sulla Via Lattea e su queste fantastiche e meravigliose formazioni, ma credo di essermi dilungato fin troppo. Rimando i dettagli sulla loro formazione, composizione e moto a futuri interventi.

Certo che, ora, mi sento davvero piccino. Altro che sapiens-centrismo.

I cannoni di Navarone

Finalmente, è giunto il momento di parlare dei cannoni: i telescopi.

Da piccolo, i miei genitori me ne regalarono uno. Giallo. Me lo ricordo con un bel color zafferano. Non conosco né la focale, né l’apertura, nome, marca. Nulla. Credo di averlo ancora in soffitta, andrò a fargli visita, son curioso di rivederlo. All’epoca l’ho sicuramente usato meno di quanto avrei potuto, ma erano altri tempi. Non c’era Internet, mio padre, nonostante tutta la buona volontà , non era un astronomo ed io, non ricordo bene, credo fossi tra elementari e scuola media. Non sapevo nemmeno perché funzionasse, quel tubo, a dire il vero. All’epoca mi divertivo a guardare le mappe stellari che mi ero stampato ed a simulare la volta celeste. Monolitico, Windows 3.11 faceva gracchiare meccanicamente il disco fisso, durante le lentissime, estenuanti, letture dei dati: grrr zzz trick, track clack, eccola, Cassiopea!. Non ricordo nemmeno il nome del software che utilizzavamo per le simulazioni, ma ben ricordo quell’aura di stupore, magia e tono da mini-scienziato che mi dava il poter simulare, stampare ed uscire, finalmente, ad osservare.

telescopio-gigante

Le osservazioni erano per lo più ad occhio nudo: costellazioni, pianeti, Luna. Notti tiepide d’estate. Su quest’ultima, spesso, ho puntato anche il telescopio. Ho provato a farlo con i pianeti, ma con scarsi risultati. Hardware, visibilità ed esperienza erano davvero limitati.

Ciò nonostante è stato, anche quello, un piccolo passo per un bimbo, un grande balzo per un adulto. Sempre io, piccolo allora, cresciuto ora. Con quel traballante telescopio, infatti, ho avuto modo di avvicinarmi alla Luna. Di toccarla, quasi. Ho potuto osservarne i monti, i mari, le pianure. Ricordo ancora lo stupore e meraviglia nell’osservarla così dettagliata, così “vicina”. Ho ancora in mente il tremolio dell’atmosfera con, al di là, crateri e pendii. Ricordo anche la fatica nel provare a disegnarli, spostando l’occhio dall’oculare al foglio, alternandomi tra focheggiatore e matite. La Luna, prima donna, non aspettava. Affatto! Era un continuo spostare l’inquadratura, un po’ più su, un po’ più in là. Fermo! Focheggia. Mh, traballa. Sposta. Sistema il treppiede, punta! Riprova. S’è mossa. Ricomincia.

Primi, timidi, esperimenti che mi hanno dato delle grosse soddisfazioni. Poi, ad un certo punto, è finito in soffitta. Ma, come l’Anello, ha covato nel buio in via Nazario Sauron. La storia, non sarebbe finita lì.

Ed eccomi qui, a 25 anni di distanza, a rispolverare quanto accantonato dal me piccino.

Di telescopi, ce ne sono parecchi. Ovviamente, mi soffermerò su quelli che mi interessano. In particolare, sulla tipologia che probabilmente sarà nel carrello eShop trainato dal mio variopinto branco di scimmie astronomiche. Per ora, le tengo a bada. A fatica.

Prima di comprare, mi son documentato. Inizio dall’ α, per arrivare all’ω.

Il primo telescopio viene attribuito all’italianissimo Galileo Galilei. In realtà, parte del merito va sicuramente ad un ottico tedesco, Hans Lippershey, normalizzato olandese, che ebbe l’idea di mettere delle lenti in serie, in un tubo, ottenendo così il primo grezzo, rozzo, impreciso esemplare. Galilei ne entrò in possesso ed il suo contributo, sensibile, fu nel migliorarlo e perfezionarlo, fino ad ottenere qualcosa degno di nota per i militari e signorotti dell’epoca. Dopo averlo presentato sul campanile di San Marco, al doge di Venezia, preso da curiosità lo puntò al cielo, piuttosto che verso l’esercito, ed il resto è storia. Galileo era uno di qui personaggi che si interessava di scienza a tutto tondo. Finanziato da fiorentini e veneziani, tra paraculate e qualche omissione (dichiarò che il telescopio fosse tutta e solo farina del suo sacco e dedicò ai Medici quanto scoprì orbitare attorno a Giove: i satelliti medicei), ha avuto la possibilità di approfondire le conoscenze dell’epoca e di tracciare un solco indelebile nella storia dell’umanità, con le sue invenzioni, tenacia e scoperte (e qualche panzanata). Tra l’altro, ebbe anche la fortuna di assistere al brillamento di una supernova, nel 1604, che accese, in lui, la curiosità astronomica che già andava coltivando.

Ma cos’era, in fin dei conti, ‘sto tubo? Come funzionava?

Il telescopio in questione funzionava sfruttando la rifrazione della luce. Da qui, il nome di questa tipologia di strumenti, ancora oggi in circolo e produzione (con i loro pro e contro, come analizzerò più sotto). Semplificandone il contenuto, il telescopio era formato da un tubo, due lenti posizionate sull’estremità frontale dello strumento ed un oculare, sull’estremità opposta a quella in cui sono alloggiate le lenti. Le due lenti, per forma e posizione, si comportano come se fossero dei prismi, scomponendo e rifrangendo la luce in un preciso punto all’interno del tubo (in termini profani, deviandone la traiettoria e convogliandola in un unico punto). Qui sotto, la sezione di un telescopio a rifrazione moderno. Le componenti e funzionamento sono rimasti pressoché inalterati. A sinistra le lenti, a destra l’oculare.

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La distanza tra lenti ed il punto in cui la luce è convogliata, il fuoco, è detta lunghezza focale dell’obiettivo. Si misura in millimetri (mm) ed è la stessa unità di misura e metrica che interessa gli obiettivi fotografici. Più assume valori elevati, più l’immagine osservata apparirà ingrandita. Per intenderci, un 55mm di focale ha una resa simile a quanto osservato e visto dall’occhio umano. Utilizzando un 18mm (grandangolo) avrò un campo visivo più ampio (vedrò più cose, quindi) e gli oggetti saranno più piccoli di come il mio occhio li percepisce. Salendo di focale, invece, aumenta il fattore di ingrandimento, ma perdo campo visivo, concentrandomi su un singolo dettaglio. Un 400mm, ad esempio, è considerato un teleobiettivo, utilizzato per riprese ravvicinate di soggetti lontani. I telescopi hanno focali che si aggirano dai 500mm fino a superare le migliaia di millimetri ed è bene sapere cosa si voglia osservare o fotografare (e con quale tecnica!), prima di acquistare un telescopio con una lunghezza focale non ottimale per i nostri soggetti.

Di seguito, un esempio della Luna a diverse lunghezze focali. Si noti come, all’aumentare del valore, la Luna appaia più grande e dettagliata, a discapito del cielo, in questo caso nero, che occupa sempre meno parte dell’immagine.le-35mmscale1w

Torniamo al telescopio a rifrazione. La luce, come detto, viene rifratta in un particolare punto all’interno del tubo. Lo scopo del tubo è quello di sostenere l’intero strumento e di evitare che, al suo interno, si formino turbolenze d’aria che interferirebbero con il fascio di luce. Infine, un oculare rende possibile, tramite l’ausilio di altre lenti, vedere quanto puntato dallo strumento, incanalato nel tubo e concentrato nel punto di fuoco.

Telescopi simili, che si basano sullo stesso principio di funzionamento, sono tuttora in commercio ed hanno il loro perché. In primis, le ottiche in vetro mantengono le loro proprietà anche nel tempo, senza necessità di particolari manutenzioni. Definizione e contrasto delle immagini sono buone, dato che le lenti non subiscono alcun ostruzione (come vedremo in altre tipologie di telescopi) e possono catturare e rifrangere la luce sfruttando tutta l’area delle lenti. Altro vantaggio: gli oculari per questi strumenti sono di semplice fattura e l’interno del tubo è protetto da polvere e perturbazioni, essendo chiuso. Tutti questi pregi li candidano per un utilizzo volto ad osservare Luna, Sole, pianeti e stelle doppie, obiettivi per i quali i dettagli ed il contrasto sono molto importanti. E i contro? Sono massicci. Pesanti. Scomodi. La loro dimensione e peso crescono esponenzialmente, volendo utilizzare focali maggiori o lenti più grandi. Soffrono di aberrazione cromatica che va contrastata con lenti apocromatiche, via via più costose e pesanti con l’aumento della dimensione e precisione. A parità di apertura focale, oltre a pesare ed ingombrare di più, costano decisamente più che le altre tipologie. Hanno risultati migliori, ma… Il gioco vale la candela? L’aumento della lunghezza focale corrisponde, direttamente, all’aumento della lunghezza del tubo. Questo si riflette negativamente sulla comodità di utilizzo! Provate voi a sdraiarvi in terra, per riuscire a guardare attraverso l’oculare di uno strumento che punta la stella polare.

Ho poco prima citato la dimensione delle lenti e l’apertura focale. Apertura, non lunghezza. Apertura. Come dice la parola stessa, è rappresentata dal diametro delle lenti (o specchi, come vedremo) del nostro telescopio. In parole povere, indica quanto sia “aperto” il tubo. E’ una delle caratteristiche più importanti per uno strumento astronomico perché è direttamente proporzionale alla quantità di luce che permeerà all’interno del tubo, andando a colpire la nostra cornea o il sensore della macchina fotografica, di qualsiasi tipo essa sia. Più luce significa più dettagli, più contrasto e, spostando il fuoco (più la lente è grande, più il fuoco si allontana dalla lente stessa), un maggior ingrandimento (influenza, pertanto, la lunghezza focale!).

Negli obiettivi fotografici, l’apertura è un parametro variabile, impostabile dal software o dall’utente, per raggiungere diversi risultati, a seconda di quanto voluto ed impostato. L’obiettivo è dotato di diaframma, ovvero una serie di lamelle che, muovendosi, creano una barriera concentrica, via via più grande, il cui scopo è quello di ridurre il diametro della luce che andrà ad impressionare il sensore.

I telescopi sono affamati di luce ed ingrandimenti, hanno scopi ed utilizzi diversi rispetto agli obiettivi fotografici. L’apertura non è variabile, ma statica, ed espressa (come in fotografia) come rapporto focale (misurato in “f”) tra diametro e lunghezza focale. I telescopi, a differenza degli obiettivi fotografici, non contengono diaframmi. Cui prodest?

Quando, pertanto, leggerete che un telescopio è un 250mm f4.8, significa che ha un diametro di 25 centimetri ed ha un rapporto tra diametro e lunghezza focale di 4.8. La lunghezza focale sarà 4.8 volte i 25 centimetri di prima: 1200mm. Attenzione: se non specificato, ogni valore espresso in millimetri si riferisce al diametro del telescopio e non alla sua lunghezza focale. Quest’ultima, è derivabile a partire dal diametro e dal suo moltiplicatore: il rapporto focale “f”. Ora mi è chiaro ed ovvio, ma provenendo dalla fotografia diurna, all’inizio mi risultava strano, ero solito ragionare in termini di lunghezza focale e relativo rapporto, non calcolando quasi mai il diametro delle lenti.

6f15c4893ffdc2f14c8dc42520c4c90e_9070000_mIn astronomia, le dimensioni, contano!

Questa tipologia di telescopi, i rifrattori, rappresenta pertanto la prima versione ed il primo approccio umano alla questione. E’ relativamente semplice e sicuramente apprezzabile. Trovo curioso, quanto interessante, il fatto che il suo design sia sostanzialmente lo stesso che, 400 anni fa, permise a Galileo di iniziare a svelare i primi segreti di quanto sia sempre stato sulle nostre teste dall’alba – notte – dei tempi.

Il mio primo telescopio, che ancora riposa in spazzacà, era proprio di questo tipo. Pace alle lenti sue.

Ho parlato dei rifrattori. Ora, è il momento dei riflettori.

Come dice la parola stessa, piuttosto che sulla rifrazione, si basano sulla riflessione della luce. Il fenomeno della riflessione è molto meno ostico da digerire, rispetto alla rifrazione. Ci specchiamo ogni giorno, sappiamo benissimo cosa comporti, come funzioni, cosa serva.

I telescopi a riflessione utilizzano proprio queste proprietà e tecniche. Rispetto ai rifrattori, sono più semplici da costruire, più economici e diffusi. Questa tipologia di telescopio raccoglie la luce per mezzo di uno specchio parabolico, concentrandola sul fuoco della parabola, dal quale può essere osservata, fotografata o analizzata mediante i vari strumenti. Esistono diverse configurazioni di questa tipologia di strumento.

La configurazione newtoniana (che prende il nome dal suo inventore Isaac Newton) è caratterizzata da un tubo aperto ad una delle due estremità. All’interno del tubo, nell’estremità chiusa, c’è uno specchio parabolico che riflette, verso l’interno, la luce proveniente dall’apertura al polo opposto. In prossimità dell’apertura, un secondo specchio convoglia la luce (proveniente dal primo specchio) verso l’oculare, posizionato comodamente sul lato del tubo. Non avete capito? Ecco un’immagine con la sezione di quanto descritto.

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La luce (il tratteggio rosso) entra alla parte sinistra dell’immagine, attraverso l’apertura del tubo. Arrivata in fondo al telescopio (a destra) uno specchio parabolico la devia e riflette in modo che converga e colpisca quello specchietto, piccino, che vedete davanti all’apertura. Quest’ultimo, a sua volta, devia e proietta la luce all’oculare, posto, nell’immagine, in alto.

Come potete facilmente notare questa tipologia di telescopio ha la particolarità che non tutta la sua apertura (il diametro dell’apertura del tubo) sia realmente sfruttata dalla luce, dato che la parte che colpisce, al centro, la posizione posteriore del secondo specchietto, non arriverà mai allo specchio principale, ma finirà lì la propria corsa. Cosa significa? Che una percentuale dell’apertura di questi telescopi è necessariamente sacrificata, by design. L’osservazione e le fotografie non presenteranno zone d’ombra, macchie o punti, come si potrebbe pensare. La presenza dello specchietto – funzionalmente indispensabile – sarà solo causa di perdita di luce (e ciò che questo comporta: minor contrasto, minor dettagli, e via dicendo).

skbkp2001eq5Questo strumento è semplice ed economico da costruire con diverse aperture e focali, rendendolo decisamente versatile. L’oculare è posizionato in modo più comodo ma purtroppo è soggetto alla manutenzione degli specchi (collimazione, pulizia, ecc…) e ad eventuali degradazioni dell’osservazione dovuta a turbolenze dell’aria all’interno del tubo, tra gli specchi e l’oculare. Risultano più soggetti al coma ed alla vignettatura. Rispetto ai rifrattori, ad ogni modo, a parità di costo sono equipaggiati con aperture maggiori, rendendo più accessibile l’osservazione del cielo profondo.

Molto probabilmente la mia prima scelta ricadrà su un telescopio del genere, sto ancora studiando quale possa essere l’apertura ed il rapporto tra quest’ultima e la lunghezza focale ottimali per muovere i primi passi ed ottenere qualcosa di decente. Vorrei evitare di ritrovarmi a cavalcioni di Smaug e non essere in grado di domarlo. Leggo che è capitato a molti, farò di necessità virtù e continuerò a documentami e chieder consigli a riguardo. Asfidanken! A cuccia, scimmie!

Esistono poi altre declinazioni del concetto di rifrattore. Il Cassegrain (e relative varianti), ad esempio, non riflette la luce ad un oculare posto sul lato del telescopio, ma, con una serie di rimbalzi, fa confluire la luce nella stessa posizione in cui sarebbe l’oculare in uno strumento a rifrazione. La luce, in questo caso, colpirebbe un primo specchio, grande e  parabolico, che dirige la luce verso un secondo, piccolo ed iperbolico, che fa arrivare la luce all’oculare posto al centro del primo specchio. Un’immagine ne semplifica il funzionamento.casegraintelescopeLa luce, prima di colpire l’oculare, compie 3 rimbalzi. Nel newtoniano, solo 2. Questo rimbalzo in più permette alla luce di percorrere, a parità di dimensioni del telescopio, più millimetri. Questo significa, ovviamente, che a parità di dimensioni, un Cassegrain avrà una lunghezza focale (seppur spezzata in 3 segmenti) maggiore. Tutto questo a discapito della quantità di luce riflessa, dato che, all’interno del diametro del telescopio, ci sono ben 2 ostruzioni (una sola, nel newtoniano).

celestron-11-schmidt-cassegrain-cge-pro-telescope-2eaQuesto approccio è utile non tanto per avere maggiori focali, ma per avere, a parità di focale, telescopi più piccoli e maneggevoli! Provate voi a spostare 40Kg di attrezzatura ingombrante all’interno di un’automobile che non sia un SUV attrezzato. Questo fa della declinazione Cassegrain quella più piccina e versatile, se lo spazio e dimensioni rappresentano un problema. A parità di apertura, perdono più luce di un newtoniano, costano un po’ di più, ma ciò che si sta pagando è la mancanza di ingombro e la facilità di utilizzo e trasporto. Ne esistono di diversi tipi, con diversi accorgimenti per migliorarne la resa e limitarne le aberrazioni ottiche.

Dati i limiti (ed il costo più elevato rispetto ad un newtoniano) non credo che sarà il candidato per il mio primo acquisto.

Non ho ancora le idee chiare, non so ancora cosa comprerò. Molto probabilmente, le prime foto mi limiterò a farle con il mio 400 (lunghezza focale!) Canon. Trattasi di teleobiettivo, ma è adatto a qualche fotografia dello spazio profondo. E’ quanto già posseggo e credo proprio che mi farà compagnia durante le prime notte di pratica.

Quello che mi manca, ed è fondamentale, è la montatura! Senza quest’ultima, non sarei in grado di contrastare il moto apparente degli astri, rendendo vano qualsiasi scatto. Ne parlerò più avanti, con calma. Certo è, me ne devo comprare una. Presto.

Ora che ne sapete di più, andate a curiosare cosa combina, e fotografa, il nostro instancabile Hubble, il telescopio (riflettore!) spaziale, per antonomasia, della NASA. Diametro di 2400mm, lunghezza focale di 57000mm. Cinquanta-sette-metri.

Altro che cannoni di Navarone. Inizio a metter via i soldi per il mio minicicciolo.