Nota di R. Calanca , S. Massaro, R. Musmeci, R. Peruzzi, M. Thomas - 02/07/2010 1 Rodolfo Calanca 1 , Salvo Massaro 2 , Roberto Musmeci 3 , Roberto Peruzzi 4 , Marco Thomas 5 L’OSSERVATORIO ASTRONOMICO DI MONTEROSSO ALMO (RG) MAASS Project: Monterosso Almo All-Sky Survey Proposte per un utilizzo scientifico intensivo della struttura VER. 02 INDICE 1. Premessa p. 2 2. Condizioni climatiche di Monterosso Almo p. 2 3. L’Osservatorio Astronomico: lo stato attuale p. 3 4. Proposte per una nuova gestione dell’Osservatorio p. 4 5. Divulgazione e didattica nell’Osservatorio p. 4 6. Gestione del telescopio e il MAASS Project, Monterosso Almo All-Sky Survey p. 4 7. Modifiche hardware da apportare all’Osservatorio p. 14 8. L’Osservatorio di Monterosso Almo potrebbe divenire la prima pietra del “Borgo di Urania”? p. 15 9. Ricadute culturali, scientifiche e d’immagine p. 15 10. ALLEGATO A: Dati climatici di Monterosso Almo, copertura nuvolosa e seeing p. 16 11. ALLEGATO B: Il Borgo di Urania, filosofia di un progetto p. 22 12. Bibliografia p. 25 1 direttore editoriale EANweb, www.eanweb.com/menu_EAN.htm , email: [email protected]2 E’ l’autore del software RICERCA, OMEGA LAB, email: [email protected]3 OMEGA GROUP 4 RP ASTRO 5 RP ASTRO
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Nota di R. Calanca , S. Massaro, R. Musmeci, R. Peruzzi, M. Thomas - 02/07/2010
1
Rodolfo Calanca1, Salvo Massaro2, Roberto Musmeci3, Roberto Peruzzi4, Marco Thomas5
L’OSSERVATORIO ASTRONOMICO DI MONTEROSSO ALMO (RG)
MAASS Project: Monterosso Almo All-Sky Survey
Proposte per un utilizzo scientifico intensivo della struttura
VER. 02
INDICE 1. Premessa p. 2
2. Condizioni climatiche di Monterosso Almo p. 2
3. L’Osservatorio Astronomico: lo stato attuale p. 3
4. Proposte per una nuova gestione dell’Osservatorio p. 4
5. Divulgazione e didattica nell’Osservatorio p. 4
6. Gestione del telescopio e il MAASS Project, Monterosso Almo All-Sky
Survey
p. 4
7. Modifiche hardware da apportare all’Osservatorio p. 14
8. L’Osservatorio di Monterosso Almo potrebbe divenire la prima
pietra del “Borgo di Urania”?
p. 15
9. Ricadute culturali, scientifiche e d’immagine p. 15
10. ALLEGATO A: Dati climatici di Monterosso Almo, copertura
nuvolosa e seeing
p. 16
11. ALLEGATO B: Il Borgo di Urania, filosofia di un progetto p. 22
• Eventuale ripresa dell’immagine astronomica per il confronto con
• l’immagine master.
• Ripresa dell’immagine astronomica con il tempo d’integrazione pre-impostato.
• Caricamento del programma d’archiviazione dove possono essere salvati tutti i
dati.
• Salvataggio dell’immagine e dei relativi dati che la corredano.
• Aggiornamento della lista d’oggetti selezionata.
• Puntamento dell’oggetto successivo appartenente alla lista d’osservazioni.
Per rilevare l’eventuale presenza di una supernova, il software avvia una scansione,
pixel per pixel, nell’intorno di ogni galassia. L’algoritmo cerca sorgenti di tipo stellare
con un profilo gaussiano, adoperando come parametro di selezione il valore del
rapporto Segnale/Rumore relativo. Qualora sia rilevato un segnale, inizia la ricerca di
una eventuale controparte, nella medesima posizione, nell’immagine di confronto.
Immagine della SN2005lr scoperta dal Carnegie
Supernova Project
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Se la ricerca della controparte fallisce il software “segnala” l’immagine come
sospetta. Al termine dell’analisi nell’intorno delle galassie catalogate, il software
esegue una ricerca nella restante porzione del frame.
Per evitare i falsi rilevamenti, il programma verifica, in presenza di segnali
sospetti, la coincidenza con asteroidi noti, oppure, ne ricava un profilo
fotometrico. Il successivo “blink” delle immagini così processate, con quelle di
confronto, consente all’esaminatore di verificare direttamente l’eventuale presenza
di una SN.
5. Meteoriti e bolidi e asteroidi “killer”: frequenza, luminosità e direzione, vedi:
Bellot Rubio 2002; Beech 2004; Castro-Tirado 2008; Veres 2009. Nel momento in
cui scriviamo, non ci pare che vi siano ricerche in atto finalizzate ad individuare
quei corpi celesti, denominati asteroidi “killer”, a rischio di impatto con il nostro
pianeta (Di Martino 2005). Tali oggetti hanno una taglia compresa tra i 10 e i 50
metri, dimensioni che sono dello stesso ordine di grandezza dell’evento Tunguska.
Anche se non è molto probabile che un Tunguska-class (Drobyshevski 2009;
Yeomans 2007) possa colpire il nostro pianeta nel prossimo decennio, sarebbe
però assai imbarazzante, per la comunità astronomica, se ciò avvenisse, in barba
alle probabilità, senza che vi sia stato, prima, alcun serio tentativo per cercare di
individuarne l’esistenza! Un tale impatto avrebbe un effetto catastrofico almeno a
livello locale, con un’energia sprigionata equivalente all’esplosione di una bomba
termonucleare di 10 megaton (500 volte la bomba di Hiroshima). Un progetto
finalizzato all’identificazione, pre-collisione, di queste grosse “pietre cosmiche”
deve basarsi su di un’analisi preliminare che qui sintetizziamo. In primo luogo,
cerchiamo di stimare la frequenza statistica d’impatto di un asteroide Killer delle
dimensioni di D = 10 metri.
Una raffigurazione artistica di un “asteroide
Killer” in rotta di collisione con la Terra
L’immagine della scia di un grosso meteorite che
in gran parte si consuma entrando nell’atmosfera
I calcoli si basano sui lavori di Brown (2002) e Ivezić (2001) che concordano
abbastanza bene tra loro. L’espressione utilizzata per determinare la frequenza N
è: N ~0.1(D/10m)-2.5 anno-1; essa ci dice che si ha una collisione di un
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asteroide di 10 metri con la Terra, in media, una volta ogni 10 anni. Un simile
oggetto, in rotta di collisione con la Terra, in 24 ore copre una distanza pari a 4LD
(LD, Lunar Distance), ad una velocità di 20 Km/s. Questo è un intervallo di tempo
molto ridotto per segnalare il pericolo di un impatto. La magnitudine apparente V
di un oggetto con diametro D (in m) e collocato in direzione del punto anti-solare
e ad una distanza d (AU), si stima con questa espressione: V ~ 18-
5log[(D/10m)x(0.01 AU/d)], dove AU è la distanza in unità astronomiche. Una
stima della magnitudine deve tenere conto che la Luna piena ha magnitudine -
12.3 e che una roccia di 10 metri alla distanza della Luna ha V = 15, assumendo
che il suo albedo sia simile a quello lunare. Per individuare da Terra un asteroide
Killer le migliori condizioni si hanno quando la Luna è piena. Ai quarti di Luna la
luminosità apparente dell’asteroide è minore di dieci volte mentre diviene
invisibile del tutto durante la Luna nuova. La Terra però è costantemente
bombardata da tutte le direzioni. Una soluzione è sicuramente quella di collocare
nel punto lagrangiano L1 un Osservatorio con il compito di monitorare gli asteroidi
Killer. Allo stesso tempo, sarebbe opportuno attivare, sulla superficie terrestre,
una sorveglianza costante del cielo, condotta da alcune decine di piccoli
Osservatori (diametro telescopio <50cm). Uno degli obiettivi del MAASS Project è
di partecipare, in ambito internazionale, a questa importantissima attività di
sorveglianza che, secondo la NASA, servirebbe per individuare tutti e 20000
asteroidi “killer” in potenziale rotta di collisione con la Terra.
6. Rilevamento della controparte ottica di GRB e di “optical flash” di origine
sconosciuta. I Gamma Ray Burst (GRB) sono intensi lampi di raggi gamma che
possono durare da pochi millisecondi a diverse decine di minuti; essi costituiscono
il fenomeno più energetico finora osservato ed hanno anche una frequenza
abbastanza elevata (all'incirca uno al giorno). La loro distribuzione nel cielo è
isotropa. Il lampo gamma più lontano finora osservato, GRB 090423, è avvenuto
ad una distanza di oltre 13 miliardi di anni luce dalla Terra.
Il circolo d’errore del sistema di identificazione
dei GRB di INTEGRAL
Alcuni GRB individuati dal Telescopio Spaziale Hubble
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Nel 1997 si è aperta una nuova fase nello studio di questi oggetti celesti con la
scoperta del primo afterglow, l'emissione residua associata ad un GRB e visibile in
tutte le bande spettrali. Informazioni sui progetti operativi nell’ambito dei flash
ottici e dei GRB sono in: Akerlof 1999; Sokolowski 2010. MAASS è un progetto
ottimizzato per la ricerca della radiazione ottica emessa contemporaneamente
all’evento GRB.
L’osservazione sarà attivata dalla comunicazione in tempo reale fornita dal GCN
(GRB Coordinate Network, http://gcn.gsfc.nasa.gov/), un sistema della NASA in
grado di fornire le coordinate dell’evento con un errore di alcuni primi d’arco.
MAASS sarà programmato per allertarsi ed essere disponibile entro qualche
minuto dalla ricezione del messaggio (si conta di poter avere il sistema
pienamente operativo in meno di un minuto).
Le riprese del campo che contiene il GRB saranno eseguite dai due teleobiettivi,
muniti di camere digitali CMOS, che opereranno in parallelo al telescopio S-C di
25cm, sul quale invece lavorerà una camera CCD classica. Per avere un elevato
livello di risposta, la montatura sarà movimentata da motori passo-passo e lettori
angolari costituiti da encoder incrementali. La massima accelerazione sui due assi
sarà di circa 15°/sec2 in AR e 20°/sec2 in decl. La massima velocità di puntamento
sui due assi sarà di 35°/sec. Con questa velocità, il telescopio si muoverà da
orizzonte ad orizzonte in 8 secondi.
Una sequenza standard di immagini consisterà di due esposizioni di 90 secondi,
shiftate di 10 pixel per evitare la sovrapposizione di eventuali fotoelementi
difettosi. Nei minuti successivi alla segnalazione di un GRB, inizierà una sequenza
di acquisizione di immagini di 10, 5, 10, 20, 80 e 60 secondi. MAASS project potrà
contare, almeno nelle sue prime fasi operative, su di un sistema molto simile al
BART (Jelínek 2003; Hudec 2003; Nekola 2010), nella repubblica Ceca e BOOTES-
1, BOOTES-1B, entrambi in Andalusia, Spagna.
Il Burst Alert Robotic Telescope (BART); il sistema
di ripresa a grande campo è posto in parallelo. Bootes-1B è costituito da un telescopio S-C di
30cm.
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Con un’unica differenza: anziché CCD al fuoco dei teleobiettivi, si impiegheranno
camere digitali commerciali CMOS. BART attualmente utilizza un telescopio S-C di
25cm con un CCD 1024x1024; FOV = 28’x28’ (mlim = 17.5, 60s filtro R). In
parallelo un teleobiettivo Maksutov-Cassegrain, 89mm, F = 500mm, sensore CCD
3088x2056; FOV = 3.1°x2.1° (mlim = 16, 60s). BOOTES-1B utilizza uno S-C di
30cm dotato di una camera CCD 1536x1024 (FOV = 27’x28’); dall’entrata in
servizio (settembre 2006) ha rilevato cinque GRB (Jelínek 2010).
BART ha osservato numerosi GRB tra il 2002 ed il 2007, alcuni di magnitudine inferiore a V = 15, con tempi di risposta, in alcuni casi, di poche decine di secondi dall’annuncio GCN.
1. Ricerca di nuove comete. Il MAASS Project ha le giuste caratteristiche per
eseguire una ricerca automatica di comete. Tutti gli strumenti ottici che saranno
disponibili a Monterosso potranno essere utilizzati per questa tipologia di ricerca.
La tecnica osservativa impiegata richiede l’esecuzione di riprese digitali su aree
contigue di cielo con tempi di integrazione compresi tra 60 e 90 secondi e, dopo
l’acquisizione di una serie di aree, tornare sulla prima di queste, per ripetere la
scansione. Si otterranno delle coppie di immagini delle stesse aree di cielo che
potranno essere confrontate sia visualmente, con un blinking, sia in modo
automatico. Si prevede di poter coprire alcune centinaia di gradi quadrati del cielo
per ogni notte d’osservazione. Si potranno anche sperimentare delle
interessantissime ricerche “miste”.
Una tipica immagine cometaria (all’interno del
quadrato in prossimità del centro dell’immagine)
ottenuta in prossimità della data di scoperta. La
cometa è la C/2008 Q1 (Matičič), ripresa
all’Osservatorio astronomico sloveno Črni Vrh, il
18 agosto 2008.
La strumentazione di un cacciatore “digitale” di
comete, costituita da due teleobiettivi di 200mm
e digicam CMOS per la ricerca di comete
luminose, realizzazione di Terry Lovejoy
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Supponendo di voler fare simultaneamente una ricerca di SN e di comete
luminose, si preparerà, ad esempio, una lista di 150 galassie da esplorare nel
corso di una singola notte. I due teleobiettivi (F =400mm) disporranno di digicam
con sensori CMOS 15x22mm, e FOV = 2°x3° ciascuno. La strategia di ricerca
prevede di eseguire una ventina di immagini di galassie e, simultaneamente con i
teleobiettivi, i campi adiacenti. Quindi si ritornerebbe di nuovo sulle stesse
galassie, per una seconda scansione, dopo una trentina di minuti. In pratica, nel
corso di una notte, si otterranno 300 immagini di 150 galassie allo S-C di 25cm e
600 immagini con i teleobiettivi. La copertura di cielo, ottenuta con i teleobiettivi
nel corso di una notte, sarà pari a circa 1700 gradi quadrati, ovvero 1/13 della
volta celeste con una magnitudine limite intorno alla 14. L’unica avvertenza è di
scegliere le galassie in modo da evitare una troppo marcata sovrapposizione dei
campi coperti dai teleobiettivi.
Alcune info su comete, ricerche e scoperte: Everhart 1967; Hughes 1987, 1988;
Levy 1994; Hainaut 1994; Boattini 2004; Holvorcem 2003.
7. Modifiche hardware da apportare all’Osservatorio per attivare il
MAASS Project
Abbiamo già accennato alla necessità di apportare modifiche e migliorie alla
strumentazione ed alle strutture, al fine di dare effettiva fattibilità alla gestione remota
del telescopio ed all’attivazione del MAASS Project.
Ecco in sintesi gli interventi necessari:
- Automazione dell’apertura dei portelloni;
- Installazione dei sensori meteo (rivelatori pioggia, umidità, temperatura,
pressione, ecc.);
Nuova montatura equatoriale a forcella del telescopio; encoder incrementali di
posizione. Le specifiche di movimentazione del telescopio sono: motori passo-
passo che consentano un’accelerazione massima, sui due assi, di circa 15°/sec2 in
AR e 20°/sec2 in decl. La massima velocità di puntamento sui due assi sarà di
35°/sec. Con questa velocità, il telescopio si muoverà da orizzonte ad orizzonte in
8 secondi. Scheda di gestione, piattaforma ASCOM. La nuova montatura sarà
realizzata dall’azienda RP ASTRO;
- Due teleobiettivi di 300 o 400mm di focale + due digicam CMOS (preferibilmente
CANON EOS);
- Una camera CCD installata al fuoco (che dovrà essere motorizzato e gestibile in
remoto) dello S-C di 25cm;
- Un PC da installare all’interno dell’Osservatorio.
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8. L’Osservatorio di Monterosso Almo potrebbe divenire la prima
pietra del “Borgo di Urania”?
Il progetto “Borgo di Urania” è stato elaborato da EAN (European Astrosky Network)
tra il 2006 ed il 2007. Esso ha degli aspetti assolutamente innovativi, dal punto di
vista scientifico e didattico; l’Osservatorio di Monterosso Almo potrebbe avere le
caratteristiche giuste per concretizzare tale progetto, trasformandosi, nel corso di
alcuni anni, in una struttura di rilevanza nazionale, con benefiche ricadute turistiche e
culturali sul territorio.
Il progetto è descritto nei dettagli nell’allegato B.
9. Ricadute culturali, scientifiche e d’immagine
L’Osservatorio Astronomico di Monterosso Almo, nel pieno delle sue attività scientifiche e
culturali, costituirà un importante punto di riferimento per le scuole dell’intera regione,
senza trascurare il fatto che anche il pubblico generico, inserito in attività di educazione
permanente, potrà avvicinarsi consapevolmente alle meraviglie del cielo attraverso
esperienze osservative mirate.
Sarà infatti possibile l’osservazione guidata e programmata dei principali corpi celesti,
Sole, Luna, pianeti, comete, galassie e nebulose. L’Osservatorio costituirà un autentico
centro di aggregazione e di riferimento culturale per la diffusione della cultura e della
conoscenza scientifica. Le visite notturne avranno un fascino unico e costituiranno
un'esperienza importante dal punto di vista scientifico ma, anche, emotivo.
Non va poi dimenticata la funzione di traino culturale che potrà assumere questa
struttura, contribuendo così ad accrescere il prestigio e l’immagine dell’intera comunità.
Perché u
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ALLEGATO A
Dati climatici di Monterosso Almo, copertura nuvolosa, seeing e
inquinamento luminoso
INTRODUZIONE
Sviluppiamo alcune considerazioni di carattere climatico, connessi ai parametri
fondamentali dell’osservazione astronomica. Tali parametri sono sostanzialmente sei:
1) La quantità di notti utilizzabili per l’osservazione
2) La distribuzione stagionale delle notti utili all’osservazione
3) La trasparenza del cielo
4) La qualità delle immagini
5) La latitudine
6) La frequenza dei venti
In genere, se si sottopone ad una commissione di astronomi il compito di stilare una
graduatoria d’importanza di questi parametri, i risultati (come già è avvenuto in alcune
occasioni) sarebbero probabilmente i seguenti: il terzo parametro (trasparenza del cielo)
avrebbe circa l’85% dei voti, seguirebbero, all’incirca alla pari, il numero 1) quantità di
notti utilizzabili e 4) qualità delle immagini.
Queste caratteristiche, così apprezzate dagli astronomi, le ritroviamo quasi tutte al Sud,
in particolare in Sicilia. Da maggio ad ottobre in questa regione abbiamo le migliori
condizioni per le osservazioni del cielo.
A lungo, nella guida turistica della Sicilia edita dal Touring Club Italiano, si leggeva un
commento che era riferito alle pendici dell’Etna, ma che si potrebbe estendere anche ad
altre località siciliane: “Le stelle appaiono quasi senza scintillazione, dovuta alla diversa
densità degli strati d’aria”.
a. Il clima in Sicilia
Da un’analisi dei dati climatici si deduce che la Sicilia è una regione caratterizzata da un
clima temperato mediterraneo, con prolungamento della stagione estiva e inverno mite.
Le temperature medie invernali sono superiori ai 5 °C mentre quelle minime scendono
solo raramente al di sotto di 0 °C.
E' il caratteristico clima di collina con temperatura media di 16 °C, in cui il mese più caldo
risulta essere agosto (24 °C), il più freddo Gennaio (7 °C). Quello più soleggiato e'
giugno (14,6 ore) mentre il minimo annuo si riscontra a dicembre (9,4 ore).
Per quanto riguarda le precipitazioni, il minimo è in luglio (da cui consegue che la portata
minima dei corsi d'acqua si verifica in agosto) e massime a dicembre. Si va da 0 mm di
pioggia caduta in luglio agli oltre 76 mm caduti in Dicembre con una media annua di 540
Nota di R. Calanca , S. Massaro, R. Musmeci, R. Peruzzi, M. Thomas - 02/07/2010
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mm, inferiore a quella generale del territorio nazionale pari a 970 mm annui. Con 69
giorni piovosi l'anno la Sicilia centrale si può considerare una zona a media intensità
pluviometrica.
I venti soffiano prevalentemente (oltre il 70%) da Nord-Ovest e, per il restante 30% da
Ovest; mentre raramente spirano da Est , da Sud o da Sud Est. Sono concentrati
maggiormente durante le ore pomeridiane e hanno una velocità compresa tra 15-20
Km/h (nelle giornate meno ventose) e 45-50 Km/h (nelle giornate particolarmente
ventose).
b. Copertura nuvolosa e seeing a Monterosso Almo. Rappresentatività
dei dati di Monte S. Venere
Il Comune di Monterosso Almo è collocato in un’area nella quale il numero medio di notti
serene sembra aggirarsi intorno a 200 per anno. Lo affermò nel 1974 M.G. Fracastoro,
nella sua Relazione preliminare sulle condizioni climatiche della Sicilia Orientale. Questa
relazione era allegata al Rapporto n. 3 dell’Osservatorio Astronomico Nazionale,
pubblicato quando ancora si riteneva probabile la realizzazione dell’OAN sul territorio
nazionale.
Fig. 1: I tre grafici a fianco forniscono informazioni
sulla copertura nuvolosa rilevata nello stesso periodo
a Serra la Nave e a Monte S. Venere (giugno 1970-
giugno 1971), una località a pochi chilometri da
Monterosso Almo. Il grafico in alto mostra il numero
di notti coperte nelle due località; quello centrale le
notti parzialmente coperte, infine, quello in basso le
notti serene, che risultano pressoché coincidenti.
Il numero massimo di notti serene è in luglio, quello
minimo in gennaio e febbraio. La stima della
copertura del cielo è effettuata dividendo la volta
celeste in quattro quadranti, centrati nei quattro punti
cardinali, e ciascuno suddiviso in due zone
dall’almuncantarat di 45°. L’osservatore stimava
l’azimut e l’altezza delle nubi o dei veli che riportava
in una apposita scheda.
Il grafico è quello originale, nota 4, p. 71.
La cosa veramente importante per la nostra analisi, però, è che per molti mesi (giugno
1970-giugno 1971), furono eseguiti una serie di rilevamenti astronomici6 a Monte Santa
Venere (long: 14° 58’; lat.: 37° 08’, h.s.l.m. = 870m), una località ad appena 12 Km in
linea d’aria da Monterosso Almo!
6 S. Catalano, S. Cristaldi, Rapporto sulla stazione di S. Venere e considerazioni su altri possibili “sites” limitrofi,
Rapporto OAN n.3, pp. 65-72, Padova 1974.
Nota di R. Calanca , S. Massaro, R. Musmeci, R. Peruzzi, M. Thomas - 02/07/2010
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Le caratteristiche orografiche e climatiche di Monte Santa Venere sono da considerarsi
assai simili a quelle di Monterosso; riteniamo, pertanto, che i dati che furono allora
raccolti per la campagna OAN, siano tuttora rappresentativi delle condizioni climatiche e
di seeing della località di nostro interesse.
Una prima informazione davvero interessante riguarda il numero di notti coperte,
parzialmente coperte e serene raccolte in circa un anno a S. Venere. Nel grafico di fig. 1
troviamo un confronto con Serra la Nave, sede osservativa dell’Osservatorio Astrofisico di
Catania. Colpisce il fatto che il numero di notti serene è praticamente coincidente
nelle due località. Dobbiamo sottolineare il fatto che Serra la Nave è considerata una
delle migliori località astronomiche italiane.
Ora parliamo del seeing. Con questo termine si descrive l’insieme dei disturbi atmosferici
che altera la qualità delle immagini dei corpi celesti.
La presenza dell’atmosfera provoca la perdita di informazioni geometriche (agitazione,
dilatazione delle immagini) e fotometriche (assorbimento, diffusione, scintillazione) con la
conseguente degenerazione di una frazione della luce, proveniente dalle stelle, da
segnale utilizzabile a rumore. Ne consegue che l'osservazione degli astri può essere
notevolmente compromessa da condizioni di seeing scarsamente favorevoli, qualunque
sia la tecnica di rilevamento utilizzata: visuale, fotografica, spettrografia, CCD.
L'atmosfera presenta dei difetti locali di omogeneità dovuti al vento, alle differenze di
temperatura e di umidità; la luce che l'attraversa subisce delle fluttuazioni rapide e
fortuite intorno ad una direzione media che l'osservazione ad occhio nudo traduce come
delle variazioni repentine di luminosità (fenomeno della scintillazione).
L'angolo di deviazione del raggio luminoso proveniente da una stella, intorno alla
direzione media, che è dell'ordine dei secondi d'arco, esprime il livello di turbolenza
atmosferica nella ristretta zona di cielo intorno alla stella in esame: essa rappresenta la
misura, comunemente adottata, del seeing. Tale misura varia in modo proporzionale alla
massa d'aria attraversata dai raggi luminosi: tanto maggiore è la distanza zenitale della
stella, tanto peggiore sarà la qualità delle immagini.
Per questo motivo, in sede di determinazione della qualità media notturna delle immagini
stellari, si dovrà riferire il valore del seeing a distanze zenitali costanti che, in base alla
tecnica di rilevamento impiegata, potrà essere riferita allo zenit stesso oppure, alla
distanza zenitale della stella polare.
A Monte S. Venere furono eseguite delle misure di seeing con il metodo fotografico delle
tracce della stella polare messo a punto da Harlan e Walker (1965). A S. Venere, in 326
notti, furono raccolte ed esaminate 1034 tracce della polare. Le fig. 2 e 3 danno un
quadro riassuntivo del seeing allora rilevato.
Nota di R. Calanca , S. Massaro, R. Musmeci, R. Peruzzi, M. Thomas - 02/07/2010
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Fig. 2: La distribuzione mensile del
seeing osservato a S. Venere;
l’ordinata dà il numero di notti,
l’ascissa il seeing medio per notte. I
rilevamenti furono eseguiti nel
periodo: luglio 1969 – novembre
1970. La scala del seeing è divisa in 8
classi, da 1 a 8, dove con il numero 1
si indica il seeing migliore, stimabile
intorno a 1”.5. Le misure di
calibrazione delle tracce che furono
eseguite ad Asiago negli anni
Settanta diedero queste
corrispondenze: 3 = 3”; 4 = 3”.5; 5
= 4”.
a. Considerazioni sull’inquinamento luminoso stimato di Monterosso
Almo
In Italia, due terzi della popolazione ha perso la possibilità di vedere la Via Lattea dal
luogo dove vive e ciò a causa dell’inquinamento luminoso. Per inquinamento luminoso
intendiamo quella alterazione della quantità naturale presente nell’ambiente notturno
provocata dall’immissione di luce artificiale. La luce artificiale inquina quando altera la
quantità di luce naturale.
Un elevato inquinamento luminoso altera sia il rapporto con l’ambiente in cui viviamo, sia
la percezione del “mondo” attorno a noi e ciò comporta un danno culturale incalcolabile
perché provoca la sparizione di quel cielo stellato che è da sempre fondamentale stimolo
alla cultura, sia umanistica sia scientifica. Non dobbiamo poi dimenticare che
l’inquinamento luminoso ha documentati effetti negativi sull’ambiente e sulla salute degli
esseri viventi, che vanno dall’alterazione delle abitudini di vita degli animali e, per
l’uomo, abbagliamento, miopia e possibili alterazioni ormonali.
Nota di R. Calanca , S. Massaro, R. Musmeci, R. Peruzzi, M. Thomas - 02/07/2010
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Fig. 3: Questo grafico è di un certo interesse perché confronta la distribuzione del seeing medio notturno a
Monte S. Venere e St. Barthelemy (Valle d’Aosta), quest’ultima località è considerata tra le migliori in Italia per
la qualità del seeing . I valori misurati dimostrano che la qualità media del seeing è molto simile tra le due
località. I dati sono stati ricavati dalla tabella IV7. Il confronto è alla pari: infatti, nelle prime tre classi, Monte
S. Venere e S. Barthelemy, hanno rispettivamente il 64% ed il 63% delle notti.
<0.1 nero
0.1-0.2 porpora
0.2-0.4 viola
0.4-0.6 blu
0.6-0.8 blu chiaro
0.8-1.0 verde
1.0-1.2 giallo-oro
1.2-1.4 giallo
1.4-1.6 arancio
1.6-1.8 rosso
1.8-2.0 rosa intenso
>2.0 rosa
Fig. 4: Cartina che mostra il degrado della visibilità delle stelle ad occhio nudo nella Penisola. A fianco, la
corrispondenza tra i colori ed il degrado della magnitudine. La cartina indica il decadimento della capacità di
percepire le stelle da parte della popolazione; gli effetti dell’inquinamento luminoso sono chiaramente visibili
anche nelle montagne. L’Osservatorio di Monterosso Almo si trova in una zona di colore viola, che sta ad
indicare un degrado contenuto, compreso tra 0.2 e 0.4 magnitudini.
7 R. Barbon, G. di Tullio Vanzani, Condizioni meteorologiche e turbolenza ottica osservate in alcune stazioni
OAN, Rapporto n. 3 OAN, Padova 1974.
Nota di R. Calanca , S. Massaro, R. Musmeci, R. Peruzzi, M. Thomas - 02/07/2010
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La prima valutazione delle aree inquinate da un eccesso di illuminazione artificiale venne
fatta nel 1971 all’Università di Padova, mentre la prima mappa della brillanza artificiale
del cielo in Italia uscì due anni dopo grazie ad uno studio eseguito da alcuni astronomi
della Specola Vaticana.
Gli studi attuali, basati sull’analisi dei dati satellitari, confrontati con quelli ottenuti negli
anni ’70, mostrano che la crescita attuale dell’inquinamento luminoso, in Italia, è
dell’ordine del 10% annuo.
L’Osservatorio astronomico di Monterosso Almo sorge in un’area all’interno della quale
l’inquinamento luminoso è assai contenuto, con un degrado minimo della visibilità
stellare, inferiore a 0.4 magnitudini.
Con queste caratteristiche, che dovranno essere preservate anche nei decenni futuri
attraverso un’oculata gestione dell’illuminazione artificiale, l’Osservatorio può costituire
un punto di riferimento sia per una concreta serie di attività scientifiche di prim’ordine sia
per una didattica qualificata rivolta alle scuole di ogni ordine e grado.
Nota di R. Calanca , S. Massaro, R. Musmeci, R. Peruzzi, M. Thomas - 02/07/2010
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ALLEGATO B
Il progetto “Borgo di Urania” e l’Osservatorio di Monterosso Almo
Nell’ambito dell’astronomia nazionale Il ‘Borgo di Urania” si presenta come un progetto
assolutamente innovativo. Si vuole proporre, infatti, un modo diverso di fare astronomia
a livello divulgativo-didattico e di ricerca scientifica, senza dimenticare, anzi ponendo in
posizione assolutamente centrale, i positivi risvolti di promozione turistica per la località
che attuerà questo progetto.
Perché Il 'Borgo' è un modo diverso, del tutto nuovo di fare astronomia?
1) Semplicemente perché non si punta a realizzare un progetto faraonico, con mega-
telescopi destinati a rimanere in gran parte inutilizzati. Per intenderci, non si vuole
ripetere l’errore dei tanti Osservatori comunali sorti come funghi negli ultimi 20 anni in
diverse località italiane ma che troppo spesso risultano sottoutilizzati. La stessa UAI sta
cercando di promuovere la realizzazione di un Osservatorio sui monti Sibillini con un
telescopio di 1 metro di diametro! Ma cosa ce ne facciamo, in Italia, di telescopi con
diametri superiori ai 50 cm? Non si fanno pianeti in alta risoluzione perché la qualità del
seeing non lo consente; per molte altre ricerche sono strumenti sovradimensionati e
difficili da gestire dal punto di vista tecnico. Uno dei pochi settori dove un telescopio della
fascia >50 cm ha un impiego significativo è nella costruzione della curva di luce dei
pianeti extrasolari in transito. Ora, in Italia ci sono almeno una settantina di Osservatori,
muniti spesso di telescopi mastodontici, realizzati con il contributo pubblico e costati
milioni di euro, dei quali forse solo il 20% (probabilmente meno) funzionano su di un
livello accettabile, specialmente per la divulgazione rivolta al pubblico generico. Il
rimanente 80% è su livelli di pura sopravvivenza e spesso con calendari di attività
striminziti e poco significativi dal punto di vista culturale e scientifico.
2) Una considerazione fondamentale che ci spinge a promuovere il progetto 'BORGO DI
URANIA" è che sul territorio nazionale ormai si fa pochissima ricerca scientifica con i pur
numerosi telescopi piccoli/medi presenti (che sono diverse migliaia), che si trovano nelle
mani sia dei professionisti sia degli amatori. Se molti amatori di ogni parte d’Italia, che
hanno difficoltà ad eseguire osservazioni sotto cieli inquinati, conferissero la loro
Nota di R. Calanca , S. Massaro, R. Musmeci, R. Peruzzi, M. Thomas - 02/07/2010
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strumentazione al ‘Borgo di Urania’ in comodato d’uso, in particolare telescopi con
pilotaggio remoto (con diametri tra i 15 e i 35 cm), CCD e digitali reflex, sarebbe allora
possibile lanciare una serie di programmi di ricerca di ampio respiro, supportati da un
sistema altamente automatizzato di acquisizione ed analisi delle immagini. Disponendo di
una cinquantina di telescopi si potrebbero proporre un certo numero di progetti
sistematici di ricerca, con elevate probabilità di scoperta: caccia alle comete, ricerca di
pianeti extrasolari, novae, supernovae, variabili, GRB, mappature del cielo a diverse
lunghezze d’onda, ecc., in altre parole, il progetto MAASS proposto in queste pagine. I
telescopi conferiti al Borgo di Urania resterebbero ovviamente dei proprietari originari,
che potranno utilizzarli in remoto via internet.
3) Parallelamente si svolgeranno attività divulgative molto coinvolgenti, sotto forma di
conferenze, meeting, convegni e corsi residenziali di astronomia a diversi livelli. Uno degli
aspetti fondamentali riguarda lo sviluppo del turismo "culturale": in questo ambito il
"BORGO" dovrebbe divenirne uno dei punti focali.
4) Il BORGO dovrebbe essere in grado di auto-sostenersi economicamente, attraverso i
servizi e le prestazioni fornite e i contributi provenienti dall’esterno.
5) L'area dove far sorgere il BORGO dovrà essere costituita da un luogo pianeggiante,
con orizzonte libero da 10° in su, ampia circa 2 ettari, con facile accesso ad acqua, luce e
linea telefonica (ADSL). E' assolutamente auspicabile avere altre strutture abitate
stabilmente nel raggio di qualche centinaio di metri.
6) il progetto BORGO DI URANIA prevede la realizzazione di strutture semplici,
prevalentemente in legno con tetti scorrevoli che appoggiano su piattaforme in cemento
armato. Il tutto si deve facilmente integrare nell'ambiente. Ovviamente il luogo deve
essere edificabile senza vincoli particolari.
7) RIASSUMENDO: il Borgo di Urania dovrà accogliere alcune decine di telescopi e
teleobiettivi automatizzabili e gestibili via - internet (esempio: montature Meade LX200 e
simili), il diametro massimo accettato è 40 cm; sono considerati inutili i diametri
superiori. Gli strumenti lavoreranno in batteria per ampie survey del cielo, il più possibile
automatizzate. Per fare esempi concreti: una decina di teleobiettivi da 200 mm di focali,
montati su teste equatoriali gestibili in remoto, per la caccia automatica a comete, novae,
variabili. Poi 3-4 S-C su montatura tipo LX200 per la ricerca di pianeti extrasolari in
transito. Quindi 3-4 S-C LX 200 di 25-35 cm per la caccia alle supernovae. Alcuni newton
30-40 cm, gestibili in remoto, per l'osservazione planetaria in alta risoluzione. Infine, 4-5
telescopi, di buona qualità, adibiti all'osservazione visuale.
8) Il progetto prevede, nel corso del tempo, la creazione di un parco didattico, costituito
Nota di R. Calanca , S. Massaro, R. Musmeci, R. Peruzzi, M. Thomas - 02/07/2010
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da un percorso dotato di piazzole con strumenti e modelli del sistema planetario, della
galassia, ecc. Inoltre esso dovrà disporre di un piccolo planetario.
Didattica e divulgazione nel “Borgo di Urania”
Poniamo l’accento sulle principali finalità divulgative e didattiche del progetto:
• Promuovere fra la popolazione e gli studenti delle scuole di ogni ordine e grado la
conoscenza dell’astronomia in ogni suo aspetto;
• Sviluppare negli studenti capacità di comprensione dei fenomeni naturali
attraverso esperienze di osservazione diretta e attitudini a effettuare misure e
correlare grandezze fisiche diverse;
• Incentivare le capacità di organizzazione e di elaborazione delle informazioni
ricavate dalle esperienze osservative da cui elaborare deduzioni e plausibili ipotesi
scientifiche;
• Coinvolgere a diversi livelli gli studenti che fruiranno del Borgo di Urania nello
svolgimento di progetti di ricerca (ad esempio, lo studio delle macchie solari
attraverso la raccolta di dati tramite i telescopi dell’Osservatorio).
Nota di R. Calanca , S. Massaro, R. Musmeci, R. Peruzzi, M. Thomas - 02/07/2010
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11. Bibliografia
- C. Akerlof et al., Observation of contemporaneous optical radiation from a γ-ray burst,
Nature, Volume 398, Issue 6726, pp. 400-402 (1999).
http://adsabs.harvard.edu/abs/1999Natur.398..400A
- ASTRONOMIA UAI, n. 6, novembre-dicembre 2004. Numero monografico: Mario Dho,
Manuale per la realizzazione e gestione remota e automatica di un Osservatorio
astronomico amatoriale.
- H.W. Babcock, Instrumental Recording of Astronomical Seeing, Publications of the
Astronomical Society of the Pacific, Vol. 75, No. 442, p.1, 1963.
http://adsabs.harvard.edu/abs/1963PASP...75....1B
- M. Beech et al., A telescopic search for large Perseid meteoroids, Monthly Notices of the
Royal Astronomical Society, Volume 348, Issue 6, pp. 1395-1400, 2004
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L.R. Bellot Rubio et al., Observations of the 2001 Leonid meteor storm from northern
Australia with the Teide imaging meteor system, In: Proceedings of Asteroids, Comets,
Meteors - ACM 2002. International Conference, 29 July - 2 August 2002, Berlin, Germany.
http://adsabs.harvard.edu/abs/2002ESASP.500..221B
- P.A. Bland, et al., The rate of small impacts on Earth, Meteoritics, vol. 41, Issue 4, p.607-