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Misura della costante di Rydberg utilizzando un reticolo di diffrazione

ARTICOLI DI ASTRONOMIA AMATORIALE
VOLUME 1 NUMERO 1 (2012)

ABSTRACT

La temperatura dell’atmosfera stellare di stelle di classe spettrale A è tale per cui gli atomi di Idrogeno presenti si trovano principalmente in uno stato legato con numero quantico principale n maggiore o uguale a due. Le transizioni sullo stato fondamentale risultano quindi sfavorite e il canale aperto più probabile è la transizione dal livello n’ > 2 allo stato n = 2 (Serie di Balmer). Dato che la lunghezza d’onda della radiazione assorbita dal gas stellare è legata ai numeri quantici n ed n’ dalla nota formula di Rydberg, è possibile estrarre il valore dell’omonima costante R a partire dallo spettro elettromagnetico misurato al telescopio con un reticolo di diffrazione di tipo Star Analyser 100. In questo articolo si riportano i dati ottenuti utilizzando gli spettri di 14 stelle di tipo A acquisiti nell’anno 2012.

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Giove – 03/12/2012

Telescopio o obiettivo di acquisizione (Imaging telescope or lens): Newton SkyWatcher WidePhoto 200 mm f/4

Camera di acquisizione (Imaging camera): Magzero MZ-5m B/W [5.2 μm]

Montatura (Mount): SkyWatcher NEQ6

Telescopio o obiettivo di guida (Guiding telescope or lens): non presente (not present)

Camera di guida (Guiding camera): non presente (not present)

Riduttore di focale (Focal reducer): non presente (not present)

Software (Software): Registax6 + Adobe Photoshop CS6

Accessori (Accessories): Lente di Barlow TeleVue Powermate 5x (TeleVue Powermate 5x Barlow lens)

Filtri (Filter): non presente (not present)

Risoluzione (Resolution): 800 x 600

Data (Date): 03/12/2012

Luogo (Location): Briosco – MB, Italia (Italy)

Pose (Frames): somma di 500 frames

Calibrazione (Calibration): non presente (not present)

Fase lunare media (Average Moon phase): 76%

Campionamento (Pixel scale): 48.46 sec / 197 pixel = 0.24599 arcsec/pixel

Focale equivalente (Equivalent focal lenght): 4360 mm

(clicca qui per scaricare l’immagine originale in formato TIFF – click here in order to download the TIFF file)

Giove - 03/12/2012




Giove – 20/11/2012

Briosco (MB), 20/11/2012 – Giove

Telescopio di ripresa: Riflettore Newton SkyWatcher Black Diamond 150 mm f/5

Montatura: Equatoriale alla tedesca, SkyWatcher NEQ6

Camera di ripresa: MagZero MZ-5m B/W, Celestron NexImage colori, Imaging Source DBK31.AU03 colori.

Elaborazione e note: Immagine ripresa con MagZero MZ-5m – Somma di due immagini, ciascuna somma di 500 frame effettuata con Registax6. Elaborazione finale con Photoshop. Immagine ripresa con Celestron NexImage – Somma di 500 frame effettuata con Registax6. Elaborazione finale con Photoshop. Immagine ripresa con Imaging Source DBK31.AU03 – Somma di 1000 frame effettuata con Registax6. Elaborazione finale con Photoshop.

Giove - 20/11/2012 ripreso con camera MagZero MZ-5m

Giove - 20/11/2012 ripreso con camera Celestron NexImage

Giove - 20/11/2012 ripreso con camera Imaging Source DBK31.AU03




Realizzare un Mosaico Lunare/Solare con una webcam

Su internet spesso si trovano immagini del disco lunare riprese con reflex digitali e obiettivi costosissimi. In questo articolo vedremo come con un telescopio economico (anche inferiore alle 500 euro) ed una webcam astronomica (da 150 euro circa) sia possibile fare delle riprese lunari con dettagli superficiali impressionanti, ben superiori a quelli ottenibili con una qualsiasi reflex digitale.
Partiamo dallo scoprire quali sono i due concetti che stanno alla base di questa tecnica che d’ora in poi chiameremo del “mosaico lunare/solare”.

RUMORE
Se puntate un 600 mm da 10’000 euro con rispettiva Canon EOS 1D Mark III DS da 6’200 euro (solo corpo) sul disco lunare e scattate, quello che otterrete è un singolo scatto del disco lunare da 21 Mpixel.
Non spaventatevi dei costi o dei fantastici 21 Mpixel, ma focalizzatevi sulla parola singolo scatto. Pensateci bene! Malgrado siamo di fronte ad una Canon EOS 1D Mark III DS, questa presenterà del rumore elettronico che andrà a disturbare la qualità della nostra immagine. La tecnica di riduzione del rumore può essere effettuata riprendendo multipli scatti e calibrando come descritto per l’astrofotografia deep sky nell’articolo “Guida all’astrofotografia digitale”. Ma quanti scatti possiamo effettuare… tanti: 10, 50, 100 … dipende dalla vostra pazienza.
Immaginate però ora di avere un piccolo sensore CCD, molto più sensibile alla luce e con rumore elettronico inferiore ai CMOS presenti nelle reflex digitali. Supponete anche che questo sensore sia in grado di riprendere dei video (AVI, RAW, …) con un numero di frame per secondo (frame rate) molto elevato, tipo 30 fps.

Esempio di webcam astronomica (una Philips SPC900NC modificata) applicata ad un telescopio.

Un video non è che una successione di immagini (frame) montati sequenzialmente uno dopo l’altro. Il programma Registax6, di cui in seguito riportiamo una guida all’utilizzo, permette di “smontare” i video AVI in singoli frame.
Con un frame rate di 30 fps, avrete 300 immagini in soli 10 secondi di video. A questo punto potrete utilizzare questi frame per effettuare somme e calibrazioni riducendo così ulteriormente il rumore elettronico.
Secondo voi quanto ci mettereste a scattare 1800 immagini in RAW con la vostra Canon EOS 1D Mark III DS? Con una webcam astronomica (dotata di CCD) vi basterà un solo minuto! Inoltre l’immagine finale sarà meno rumorosa data l’elevata qualità dei sensori CCD.

DIMENSIONE DELL’IMMAGINE
A questo punto però il fotografo malizioso potrebbe dire: “Ma io ho 24 Mpixel”, mentre tu con la tua CCD astronomica hai una risoluzione 640 x 480 pari a 0.3 Mpixel. Per rispondere alla provocazione possiamo sfruttare la tecnica del mosaico. Infatti il nostro fotografo ha un teleobiettivo da 600 mm. Se noi utilizziamo un sensore piccolo (quindi con fattore di amplificazione dell’immagine grande) con una lente moltiplicatrice e un telescopio di media focale, come quelli economici che trovate in un qualsiasi negozio di ottica, allora potrete riprendere la Luna a “pezzi” con una focale lunghissima e poi unire il tutto con la tecnica del mosaico (vedi guida). Con una webcam, alcuni astrofili sono riusciti ad ottenere un’immagine del disco lunare da 87.4 Mpixel!!! Ricordiamo inoltre che un qualsiasi telescopio, anche i più economici, hanno qualità ottica e diametro ben superiore a qualsiasi teleobiettivo in commercio.
Ovvio che per fare un buon mosaico è necessaria una buona dose di pazienza.

SEEING
Ed ecco infine uno dei problemi che solo una webcam può risolvere: il seeing. La luce che ci arriva dalla Luna, prima di arrivare nella nostra reflex, passa attraverso l’atmosfera terrestre. Oltre ad alterarne i colori, le differenze di temperatura tra gli strati più o meno densi dell’atmosfera terrestre, generano dei moti che si traducono in un effetto tipo “sfocatura” dell’immagine. Questo effetto prende il nome di “turbolenza atmosferica” o “seeing”. Effettuando un singolo scatto al disco lunare, quello che otterrete è un “surgelamento” del seeing, ovvero registrerete l’immagine così come in quello scatto è stata deformata / sfocata dal seeing. Se invece sommate molti frame estratti da un video, come avviene nelle webcam, allora il seeing risulterà “mediato”, ed essendo un fenomeno prevalentemente casuale, diminuirà come per magia all’aumentare del numero di frame utilizzati.

Concludendo, la ripresa del disco lunare e dei suoi particolari con DSLR e teleobiettivi costosi non ha passato, presente e probabilmente neppure futuro. Oggi abbiamo reflex in grado di effettuare video AVI in formato HD ma purtroppo non esiste ancora nessun software in grado di elaborare una mole così eccessiva di dati. Infine l’utilizzo di telescopi è sicuramente consigliato rispetto anche ai più costosi obiettivi dato che sono sistemi otticamente più semplici e spesso di qualità superiore. Una guida su come elaborare un video AVI al fine di ottenere l’immagine media e su come effettuare un mosaico lunare è riportata qui. Il software utilizzato è Registax6. Per scaricarlo basta seguire il link riportato in ASTROlink.




Saturno – 19/04/2011

Briosco (MB), 19/04/2011 – Saturno

Ripresa effettuata con riflettore Newton Skywatcher 150 mm f/5 + camera MagZero MZ-5m con lente di Barlow Heyford acromatica 3x. Somma di 500 frames (19 aprile 2011 ore 22.28 TMEC). Sovrapposizione ripresa lune di Saturno effettuata con Newton Skywatcher 150 f/5 + camera MagZero MZ-5m con lente di Barlow Heyford acromatica 3x. Somma di 10 frames. (19 aprile 2011 ore 22.30 TMEC). Elaborazione effettuata con Registax e Photoshop CS5.
Nota: la stella non indicata è probabilmente un pixel caldo.

Saturno - 19/04/2011

Riportiamo di seguito l’immagine di Saturno ove non sono indicati i nomi dei satelliti naturali.

Saturno - 19/04/2011

Infine le immagini del disco planetario in B/W e a colori (con camera Philips SPC900NC).

Saturno - 19/04/2011

(Clicca qui per l’immagine originale in formato TIFF)

Saturno - 19/04/2011

(Clicca qui per l’immagine originale in formato TIFF)

Saturno - 19/04/2011

(Clicca qui per l’immagine originale in formato TIFF)




Saturno – 04/06/2009

Briosco (MB), 04/06/2009 – Saturno

Ripresa di Saturno effettuata con riflettore Newton Skywatcher 150 mm f/5 + webcam Philips SPC 900 NC con filtro IR cut e lente di Barlow Heyford acromatica 3x. Somma di 247 frames (04 giugno 2009 ore 23.19 TMEC). Sovrapposizione ripresa lune di Saturno effettuata con Newton Skywatcher 150 f/5 + webcam Philips SPC 900 NC con filtro IR cut. Somma di 250 frames. (04 giugno 2009 ore 23.25 TMEC) Elaborazione effettuata con Registax e GIMP.

Saturno - 04/06/2009




Giove – 03/07/2010

Passo del Giovà (PV), 03/07/2010 – Giove

Giove ripreso al fuoco di un Newton 150 mm f/5 + barlow 3x con camera Philips SPC900NC. (Clicca qui per l’immagine originale in formato TIFF)

 

 

 

Giove - 03/07/2010




Giove – 02/07/2010

Passo del Giova (PV), 02/07/2010 – Giove

Giove ripreso al fuoco di un Newton 150 mm f/5 + barlow 3x con camera Philips SPC900NC. (Clicca qui per l’immagine originale in formato TIFF)

 

 

 

Giove - 02/07/2010




Sole – 06/03/2011

Briosco (MB), 06/03/2011 – Sole

Disco solare con gruppo di macchie 1164 – 1165 – 1166 – 1167. Questo ultimo non è stato ripreso ad alta risoluzione, dato il numero esiguo di macchie in esso contenute.

 

 

 

Sole - 06/03/2011

riportiamo il gruppo di macchie numero 1166 a media (Clicca qui per l’immagine originale in formato TIFF) ed alta risoluzione (Clicca qui per l’immagine originale in formato TIFF):

Macchie numero 1166 in media risoluzione - 06/03/2011

Macchia numero 1166 - 06/03/2011

riportiamo il gruppo di macchie numero 1165 ad alta risoluzione (Clicca qui per l’immagine originale in formato TIFF):

Macchie numero 1165 - 06/03/2011

riportiamo il gruppo di macchie numero 1164 ad alta risoluzione (Clicca qui per l’immagine originale in formato TIFF):

Macchie numero 1164 - 06/03/2011




Sole – 28/03/2010

Briosco (MB), 28/03/2010 – Sole

Disco: fotocamera Canon EOS 40D a fuoco diretto di un newton 150 f/5. 100 ISO. Singola posa da 1/1000 s. Ora di ripresa: 15.17 T.M.E.C.
Macchia solare in alto a destra: somma di 3980 frames (10 fps selezionati da circa 7700 frame iniziali) effettuata con registax 5.0. Webcam Philips SPC 900NC + filtro IR cut + barlow 3x al fuoco diretto di un newton 150 f/5, filtro solare in Mylar.Ora di ripresa: 14.04-14.27 T.M.E.C. Seeing III/IV scala Antoniadi. Inquinamento luminoso assente. No dark, no flat e no bias.
Macchia solare in basso a destra: somma di 1521 frames (10 fps selezionati da circa 2800 frame iniziali) effettuata con registax 5.0. Webcam Philips SPC 900NC + filtro IR cut + barlow 3x al fuoco diretto di un newton 150 f/5, filtro solare in Mylar.Ora di ripresa: 15.03-15.08 T.M.E.C. Seeing III/IV scala Antoniadi. Inquinamento luminoso assente. No dark, no flat e no bias.
Elaborazione finale con PhotoShop CS4.

Sole - 28/03/2010

Riportiamo ora un particolare della macchia solare 1057.

Macchia solare 1057 - 28/03/2010




Sole – 14/03/2010

Briosco (MB), 14/03/2010 – Sole

Disco: fotocamera Canon EOS 40D a fuoco diretto di un newton 150 f/5. 100 ISO. Singola posa da 1/640 s. Ora di ripresa: 12.49 T.M.E.C.
Macchia solare: somma di 7000 frames (5/10 fps) effettuata con registax 5.0. Webcam Philips SPC 900NC + filtro IR cut + barlow 3x al fuoco diretto di un newton 150 f/5, filtro solare in Mylar.Ora di ripresa: 12.26-12.44 T.M.E.C. Seeing II/III scala Antoniadi. No dark, no flat e no bias.
Elaborazione finale con PhotoShop CS4.

Sole - 14/03/2010

Riportiamo inoltre il particolare della macchia  1054:

Macchia solare 1054 - 14/03/2010




Marte – 19/12/2010

Briosco (MB), 19/12/2010 – Marte

Marte ripreso con un Newton 150mm f/5 + barlow 3x. Camera Philips SPC900NC. (Clicca qui per l’immagine originale in formato TIFF)

 

 

 

Marte - 19/12/2010




Giove – 20/08/2009

Briosco (MB), 20/08/2009 – Giove

1000 frames per fotogramma, webcam Philiphs SPC 900 NC + Achromatic Barlow 3x + IR cut filter. Telescopio Newton SkyWatcher 150 mm f/5 EQ3-2. Elaborazione Registax 5.0 + StarTrails. (scarica il video in formato AVI o i singoli fotogrammi in formato ZIP)

 

 

Giove - 20/08/2009




Crateri Schickard e Phocylides – 23/07/2010

Briosco (MB), 23/07/2010 – Cratere Schickard e Phocylides

Ripreso con un newton 150 mm f/5 + webcam Philips SPC900NC

 

 

 

 

crateri Schickard e Phocylides - 23/07/2010




Cratere John Herschel – 23/07/2010

Briosco (MB), 23/07/2010 – Cratere J. Herschel

Ripreso con un newton 150 mm f/5 + webcam Philips SPC900NC

 

 

 

 

Cratere John Herschel - 23/07/2010




Luna – 14/10/2010

Briosco (MB), 14/10/2010 – Luna

Webcam Philips SPC900NC + filtro IR Cut su rifrattore apocromatico Tecnosky 80ED carbon fiber f/7. Composizione di tre immagini ciascuna somma 600 frame (rate 10 fps). Composizione effettuata con Photoshop CS4 mentre la somma con Registax 5.1

 

 

Luna - 14/10/2010




Luna – 23/07/2010

Briosco (MB), 23/07/2010 – Luna

Ripresa effettuata al fuoco di un newton 150 mm f/5 con camera Philips SPC900NC.

 

 

 

Luna - 23/07/2010




Luna – 15/07/2010

Briosco (MB), 15/07/2010 – Luna

Telescopio Newton 150 mm f/5 + webcam Philips SPC900NC, unione di 20 immagini ciascuna delle quali è una somma di 300 frame estratti da un video di 400 frame. Elaborazione Registax 5 + Photoshop CS4.

 

 

 

Luna - 20/09/2010