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Come osservare il transito di Mercurio sul Sole

Pubblicato il 08/04/2016

Transito mercurio 2003 H-Alpha

Il transito di Mercurio sul Sole: gli strumenti per osservarlo

Se l’osservazione di Mercurio che transita davanti al Sole non è possibile ad occhio nudo a causa dell’eccessiva luce emessa dalla nostra stella e delle ridotte dimensioni del pianeta, diventa invece semplice per chiunque con l’uso di uno strumento ottico, anche un semplice binocolo. Naturalmente più potente sarà la strumentazione utilizzata, maggiore sarà anche la dimensione del disco planetario e, soprattutto, come vedremo nel seguito dell’articolo, più dettagliato il background, cioè la superficie solare.

Un aspetto fondamentale da tenere presente, però, è che questi strumenti ottici sono concepiti per osservazioni del cielo notturno (nel caso dei telescopi) o paesaggistiche e naturalistiche (nel caso di cannocchiali e binocoli), e non per l’osservazione diretta del Sole. Per consentirne anche questo uso è necessario l’impiego di alcuni accessori da applicare sull’apertura frontale del nostro strumento (oppure di veri e propri telescopi solari), i quali filtrano adeguatamente la luce in eccesso proveniente dal Sole. La luminosità della nostra stella infatti è talmente elevata da non permettere di distinguere la sagoma di Mercurio sul disco solare e, cosa più importante, è estremamente nociva per i nostri occhi.

Le soluzioni per l’osservazione del Sole accennate in precedenza sono molto diverse tra loro ed in alcuni casi costose. Per questo motivo spesso si sente raccontare di soluzioni artigianali e fantasiose per poter godere della luce della nostra stella ammortizzando i costi. Approfittiamo allora del transito di Mercurio anche per cercare di mettere un po’ d’ordine in una giungla fatta di filtri, vetri e pellicole, così da poterci godere al meglio questo raro evento astronomico in maniera rispettosa delle nostre tasche e soprattutto, come già detto, sicura. In concomitanza delle eclissi solari infatti molte persone riferiscono di essersi cimentate nell’osservazione solare nei modi più spregiudicati e, per di più, in modo prolungato. C’è chi usa le visiere da saldatore, chi la pellicola fotografica e, perché no, chi si affida direttamente alle capacità della propria retina, con o senza occhiali da sole (dettaglio che non fa nessuna differenza). Gli oculisti però hanno sempre sconsigliato l’osservazione del Sole con dispositivi che non siano certificati per questo scopo.

Osservare il Sole in sicurezza

In merito alle osservazioni solari in sicurezza, le ultime autorevoli dichiarazioni risalgono a metà marzo 2015, quando, in occasione dell’eclisse del 20 marzo, molti siti e testate riportarono i consigli degli esperti. L’ANSA, ad esempio, il 18 marzo pubblicò un’agenzia con le parole del Presidente della Società Oftalmologica Italiana (SOI) e del Presidente del Comitato tecnico Scientifico della stessa SOI (qui la fonte integrale ©Ansa). In quell’occasione si mettevano in guardia gli osservatori dall’uso improprio delle maschere per saldatura addirittura con valore superiore a 14, nonché ovviamente da vetrini colorati e dall’osservazione diretta. Il rischio? Nel peggiore dei casi la bruciatura della macula, la parte centrale della retina deputata alla visione. Gli esperti sono molto chiari: per non correre nessun rischio bisogna evitare l’impiego di filtri non certificati.

L'osservazione del pianeta Mercurio

Chiarito questo aspetto, concentriamo la nostra attenzione sul Sole e sul pianeta Mercurio. Come accennato, la dimensione apparente del pianeta (12 secondi d’arco il 9 maggio, ovvero 1/150 della Luna piena), non permette l’osservazione ad occhio nudo. È quindi necessario introdurre un fattore di ingrandimento che varia (e anche di molto) a seconda dello strumento che abbiamo la possibilità di utilizzare.

I binocoli che generalmente in molti hanno in casa per le osservazioni terrestri o per il birdwatching (di solito 7x30 o 10x50, cioè con 7 o 10 ingrandimenti), non forniscono un fattore di ingradimento elevato, e l’osservazione del transito con questi strumenti fornirebbe un'immagine di Mercurio puntiforme grande quanto la punta di uno spillo (vedi tabella riepilogativa alla fine del post).

Grazie ad un cannocchiale invece, o a binocoli più potenti votati all’osservazione celeste, si potrà iniziare a percepire il pianeta come un disco più o meno evidente, a seconda dell’ingrandimento fornito, mentre il disco solare risultarà interamente inquadrato sia nel campo di un binocolo che di un cannocchiale. Se disponiamo di uno di questi strumenti, magari ereditato da un nostro parente, è sufficiente l’acquisto di un filtro solare (due nel caso di un binocolo) da applicare saldamente sull’apertura davanti alla lente frontale.

Questi filtri, come vedremo più avanti, sono realizzati con delle pellicole che filtrano la luce del Sole al 99,999%, e forniscono un’immagine del Sole bianca o giallo-arancio, a seconda che siano di un materiale chiamato mylar o di polimero nero.

Se l’intenzione è quella di acquistare un telescopio ad uso notturno per avvicinarci al mondo dell’astronomia, è opportuno cercare di sfruttare questo appuntamento celeste e cogliere l’occasione di godere appieno di un evento così raro. Infatti anche un piccolo telescopio ci darebbe la possibilità di seguire la sagoma controluce del pianeta mentre si muove prospetticamente sulla nostra stella, magari riuscendo anche a percepire dei dettagli della sua superficie come le macchie solari o le protuberanze. Tutta un’altra osservazione!

L’utilizzo di un telescopio fornisce inoltre la possibilità di scegliere il fattore di ingrandimento. Cambiando oculare, entro i limiti di capacità dello strumento utilizzato, è infatti possibile vedere più o meno da vicino, aumentando le dimensioni apparenti dei dettagli (e riducendo il campo di vista) o, al contrario, avere una visione più allargata e quindi minor dettaglio. C’è da dire però che la qualità dell’osservazione è sempre influenzata dalla turbolenza atmosferica – sicuramente maggiore durante il giorno – che rende l’immagine tremolante e poco definita in maniera proporzionale al fattore di ingrandimento che stiamo usando.

Filtri solari per telescopi

Un esempio di filtro in vetro applicato su telescopio newton Meade da 130 mm Un esempio di filtro in vetro applicato su telescopio newton Meade da 130 mm

Come abbiamo già sottolineato, anche al telescopio è necessario applicare un filtro sull’apertura dell’intubazione per abbattere la maggior parte della luce solare in ingresso. Oltre alle soluzioni in pellicola viste in precedenza, per i telescopi esistono anche i filtri solari in vetro ottico, molto più resistenti e duraturi, e che offrono una naturale colorazione gialla del disco solare.

Per fare qualche esempio pratico, l’opzione più economica per un’osservazione dignitosa del Sole è costituita senza dubbio dai filtri in luce bianca, applicabile tanto ai tubi ottici quanto ai binocoli. La statunitense Orion Telescopes and Binoculars fornisce soluzioni sia in pellicola sia in vetro ottico. I filtri solari Orion E-Series prevedono l’impiego di pellicola realizzata in polimero nero inserita in cella di cartone plastificato, all’interno della quale si può incollare la striscia in feltro adesivo inclusa per aggiungere 3/4 mm di spessore per far aderire meglio il filtro all’intubazione.

Filtro solare in polimero neroI filtri solari Orion E-Series sono disponibili in vari diametri: 2,32” per piccoli 50 mm e 4” per rifrattori da 80 mm. Il filtro da 2,32” è progettato per cercatori, ma se acquistato in coppia si rivela molto utile anche su binocoli con obiettivi da 42 mm. Il prezzo è di 25 euro per il 2,32” e 28 euro per il 4”.

Per riflettori con aperture dai 114 ai 200 mm si può optare anche per il classico AstroSolar® che Orion racchiude in cella di plastica rigida (con costi in questo caso variabili dai 30 euro del più piccolo ai 58 per il più grande). Nella scelta c’è anche da tenere in considerazione che le due soluzioni illustrate finora offrono immagini dalle differenti colorazioni: con il polimero nero il disco solare appare di una tonalità giallo-arancio, mentre con l’AstroSolar risulta bianco senza tinte. Il punto di forza del polimero nero è senza dubbio l’economicità e la naturale colorazione dell’immagine risultante a scapito della risoluzione che risulta migliore con l’impiego dell’AstroSolar.

Per i possessori di telescopi medio-piccoli che vogliono dedicarsi al solare solo sporadicamente, le strade viste fin qui sono le più accessibili e le meno complicate da intraprendere, se appunto l’intenzione è solo quella di godersi il transito di Mercurio. Infatti con uno strumento intorno ai 60 mm di apertura, ad esempio, si possono raggiungere tranquillamente i 40 ingrandimenti (vedi tabella riepilogativa alla fine del post) ed avere così una chiara visione della sagoma di Mercurio sul Sole.

Filtri solari in vetro ottico

Volendo fare un salto di qualità (e di fascia di prezzo), i filtro solari Orion in vetro ottico a tutta apertura costituiscono una tappa obbligata per l’astrofilo che vuole fare dello studio solare qualcosa di più della semplice osservazione occasionale. Maggior robustezza, durevolezza ed adattabilità all’intubazione: questi sono i miglioramenti rispetto alle soluzioni viste in precedenza.

Filtro in vetro otticoIl filtro in questo caso è composto da una cella di alluminio in cui il vetro ottico viene innestato con delle guarnizioni. Internamente il filtro presenta dei rivestimenti antiscivolo per la protezione del tubo ottico del telescopio. Tre viti disposte sul perimetro della cella permettono la centratura e il bloccaggio del filtro sull’intubazione, che deve essere compresa entro il range di compatibilità indicato per ogni singolo modello disponibile. Il materiale plastico delle viti evita la trasmissione di calore al tubo ottico che l’impiego del metallo invece comporterebbe. Ma quanto costano queste accortezze? I prezzi variano dai 97 euro dei modelli più piccoli ai 194 dei due modelli più grandi, di circa 30 cm di diametro interno utile. Per l’acquisto di questi filtri si raccomanda sempre di essere a conoscenza del diametro esatto dell’intubazione in proprio possesso comprensiva di eventuale paraluce. Il dato è cruciale per la scelta corretta del filtro a tutta apertura.

Il cercatore

Una precisazione per quanto visto fin qui. Durante qualunque tipo di osservazione solare con un telecopio astronomico, il cercatore deve restare coperto dai suoi tappi protettivi in plastica o da un apposito filtro solare dedicato al cercatore. Il cercatore è quel piccolo strumento che permette il puntamento di un oggetto celeste prima della sua osservazione. Anch’esso, proprio come il tubo ottico principale, è un dispositivo che raccoglie e concentra la luce in un punto, pertanto evitiamo di metterci le mani davanti o, peggio ancora, guardarci dentro. Per gli astrofili sembrerà una banalità, ma era una precisazione doverosa nei confronti dei principianti.

I filtri solari fuori asse

Come già accennato, il seeing diurno difficilmente permette di sfruttare tutta la Filtro fuori asse in vetro otticopotenza fornita da un grosso strumento. Anche potendo ingrandire molto la sagoma di Mercurio l’immagine finale risulterebbe comunque degradata e poco definita per via della turbolenza presente nell’aria, maggiore proprio a causa del calore solare. Nel caso di aperture importanti allora vale la pena considerare l’acquisto di un filtro fuori asse in vetro la cui superficie in materiale ottico è di gran lunga inferiore rispetto a quella necessaria per un filtro a tutta apertura. Anche se la cella aderisce su tutto il perimetro dell’apertura dello strumento, infatti, l’area per la raccolta della luce viene notevolmente ridotta dall’ostruzione tra la cella e l’apertura utile del filtro, rendendo più economico l’accessorio (ad esempio, per un Dobson da 12” sono più che sufficienti i 4” di apertura libera fornita dal filtro fuori asse in vetro Orion da 14,21” di diametro interno, con un costo di circa 170 euro contro gli oltre 230 di un filtro delle stesse dimensioni realizzato interamente in vetro ottico).

Se invece il budget lo permette (e l’interesse per la nostra stella è… incontenibile!) , è sicuramente il caso di passare ad un telescopio solare, ovvero a uno strumento concepito espressamente per l’osservazione e la fotografia del Sole, in grado di regalare grandi soddisfazioni a chi si affaccia al solare in banda stretta. Ad esempio, il celebre Coronado PST è un telescopio che, ad un prezzo tutto sommato contenuto, permette un’osservazione definita di macchie e protuberanze come solo l’H-Alpha può fornire.

La banda stretta H-Alpha

In fisica e astronomia è spesso indicata con la sigla H e identifica una particolare porzione di banda dell’idrogeno con una lunghezza d’onda di 6562,81 Ångström. Uno strumento con filtro passabanda da 1 Ångström fornirà una banda passante di un solo Ångström, ovvero 1x10-10 metri. Tanto più il filtro passabanda sarà stretto tanto più la visione del Sole sarà arricchita di dettagli della cromosfera.

Il telescopio solare Coronado PST

Telescopio solare Coronado PST Telescopio solare Coronado PST

Il Coronado PST è disponibile in due versioni: la prima, dal costo di 984 euro, dispone di un filtro Etalon regolabile con banda passante entro 1 Ångström; la seconda, da 1675 euro – per veri appassionati di studio solare – fornisce immagini entro 0.5 Ångström grazie ad un’unità Etalon esterna supplementare ed anch’essa regolabile. Il PST ha un’apertura di 4 0mm e una lunghezza focale di 400 mm, e viene fornito di base con un oculare Kellner da 20 mm che fornisce 20 ingrandimenti. Anche in questo caso si può notare come una piccola apertura e soli 20 ingrandimenti siano considerati soddisfacenti per l’osservazione solare, che in questo caso però è arricchita dai dettagli della banda stretta H-Alpha.

Con un telescopio di questa portata e qualità, oltre a poter seguire (meteo permettendo) facilmente il transito di Mercurio sul Sole – catturando tutta la valenza del fenomeno, oltre alla sua importanza storica – ogni giorno di bel tempo sarà possibile puntare il Sole in sicurezza e catturare i dettagli cromosferici della superficie oltre le eventuali protuberanze, i filamenti e le regioni attive sul disco, con un contrasto e con una nitidezza eccellenti.

Apertura dello strumento

Configurazione

Ingrandimento

Seeing in scala Antoniadi

Aspetto dell’immagine

Fino 50 mm

Ininfluente

Fino a 15X

1 / 5

Mercurio solo puntiforme. Macchie solari appena percettibili. Disco solare interamente visibile.

In caso di binocolo, avvicinandosi ai 30X l’immagine potrebbe iniziare a perdere contrasto e nitidezza.

Fino a 30X

1 / 2

Si inizia a percepire Mercurio come disco. Sole interamente inquadrato. Si iniziano a percepire i primi dettagli delle macchie solari.

5

Come sopra, ma percepibile solo a tratti e con maggiore difficoltà.

60 mm

Binocoli e cannocchiali

Fino al loro massimo (dai 40 ai 60X)

1 / 2

Il disco di Mercurio appare un po’ più evidente. Le macchie solari mostrano bene la penombra.

5

Come sopra, ma percepibile solo a tratti e con maggiore difficoltà.

Telescopi

Fino a 80X

1 / 2

Le macchie mostrano qualche dettaglio più minuto. Il disco del pianeta appare di dimensioni più significative.

5

L’influenza della turbolenza diventa più marcata.

80 mm

Telescopi

Fino a 120X

1 / 2

Il pianeta mostra ora un disco molto evidente. Le macchie solari rivelano sostanzialmente tutti i dettagli possibili.

5

Il bordo del pianeta appare molto frastagliato. I dettagli più minuti delle macchie solari diventano totalmente invisibili.

100 mm

Telescopi

Fino a 150X

1 / 2

A questo ingrandimento le fasi di contatto in ingresso e in uscita del pianeta con il disco solare si possono seguire minuziosamente. Le facole diventano molto evidenti.

4 / 5

Il degrado introdotto dalla turbolenza rende inutilizzabile l’ingrandimento.

Oltre 100 mm

Telescopi rifrattori

Oltre i 150X

1 / 2

Il pianeta non può mostrare ulteriori dettagli. È possibile iniziare a intravvedere la granulazione della fotosfera.

4 / 5

Il degrado introdotto dalla turbolenza rende inutilizzabile l’ingrandimento.

Telescopi a specchio

Oltre i 150X

1 / 2

Il pianeta non può mostrare ulteriori dettagli. È possibile iniziare a intravvedere la granulazione della fotosfera.

4 / 5

Il degrado è maggiore che non nel corrispondente rifrattore.

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