Una osservazione GAM davvero straordinaria E-mail
Scritto da Pietro Baruffetti   
Martedì 10 Ottobre 2017 00:00

Nella notte fra il 5 e 6 ottobre, 3 soci GAM han partecipato ad una campagna osservativa internazionale per osservare una occultazione (ovvero il passaggio davanti ad una stella lontana, nascondendola) prodotta da Tritone, il più grande satellite del pianeta Nettuno. La campagna ha visto la partecipazione di 30 osservatorii astronomici (fra cui quello del Pic du Midi sui pirenei francesi, due osservatorii del nord Africa, l'osservatorio di Calar Alto in Spagna e una dozzina di osservatorii americani) e oltre un centinaio di postazioni amatoriali sparse fra gli USA e l'Europa occidentale. L'interesse di questa osservazione è testimoniato dal fatto che la NASA ha trasferito il suo aereo-osservatorio SOFIA (che trasporta, verso la coda dell'aereo, un telescopio da 2,5 metri per l’infrarosso, che osserva tramite un portellone che viene aperto in quota - chi conosce un poco il volo in aereo, sa cosa vuol dire...!), dalla sua base di stanza in California, alla costa della Florida da cui ha decollato, quella sera, per un volo notturno a 13 km di altezza sull’Atlantico per seguire e attraversare l’ombra di Tritone durante l’occultazione. Tale dispiegamento di forze era legato ad un tentativo che, a dirlo, ha dell'incredibile: misurare (da 4,5 miliardi di km di distanza) le caratteristiche dell'atmosfera (se così si può definire lo strato di gas, che genera al suolo una pressione 70000 volte minore di quella prodotta dall'atmosfera terrestre...) dello stesso Tritone.

Eppure ci siamo riusciti. Ora l'osservatorio di Parigi sta raccogliendo i dati osservativi di tutte le postazioni che han seguito l'evento - circa una quarantina - e pubblicherà a mesi i risultati di di questa "indagine meteo" di Tritone.

Nell'immagine in alto: 5 fotogrammi tratti dal filmato dell'occultazione ripreso dal nostro socio Pietro Baruffetti. Da sinistra: (A) 10 secondi prima che l'atmosfera e poi il corpo di Tritone coprano la stella, vediamo Nettuno con a destra la debole luminosità prodotta dalla somma della luce di Tritone e dalla stella occultata (troppo vicini, in quei momenti, per poter essere visti distinti uno dall'altro da Terra, con qualunque strumentazione astronomica attualmente esistente); (B) una immagine durante la prima fase dell'occultazione. Dopo un  calo progressivo di luminosità durato circa 8s, man mano che la stellina si immergeva nell'atmosfera di Tritone, la luce della stella è ora completamente nascosta dalla sagoma di Tritone. Quel che resta è la sola debolissima luce di Tritone stesso; (C) Durante il flash centrale la luce della stella, ancora completamente coperta dal satellite di Nettuno, riesce a filtrare per rifrazione dell'atmosfera di Tritone .Questo accade perché in quel momento Massa, Tritone e la Stella sono perfettamente allineati; (D) passato il momento del flash centrale ritorna ad essere visibile di nuovo solo la luce di Tritone; (E) 10 secondi dopo che la luna di Nettuno, muovendosi attorno a Nettuno e al Sole, ha terminato di ricoprire la stella, i due oggetti, dalla Terra, sembrano ancora un unico punto di luce, ben visibile a destra di Nettunno, e con una luminosità pari alla somma delle loro singole luminosità.

Per un diario completo dell'esperienza cliccare sul link "leggi tutto" quì sotto

La storia parte da lontano. Da tempo era prevista la possibilità di un'occultazione di una debole stella (magnitudine 12,4, ovvero visibile solo con telescopi di almeno 15 cm di diametro) nella costellazione dell'Aquario da parte di Tritone (di gran lunga il più grande satellite dei 14 che ruotano attorno al pianeta Nettuno), per la notte fra il 5 e il 6 ottobre 2017. Un tale evento, per di più ,come in questo caso, coinvolgente  una stella abbastanza luminosa da essere alla portata di moltissimi strumenti (professionali e amatoriali), riveste un grande interesse in planetologia perché solo in occasione di questi eventi è possibile fare misurazioni altrimenti impossibili dalla Terra. Ad esempio riuscire ad analizzare (come dicevamo, da quasi 4 miliardi e mezzo di km di distanza...) alcuni aspetti dell'atmosfera e diciamo le "condizioni meteo" di Tritone in quel momento!!!


(A sinistra) Tritone in una immagine ripresa dal Voyager durante il suo sorvolo del 1989).

Questi è infatti l’unico satellite della parte più esterna Sistema Solare, al di là di Saturno, per il quale si conosca l’esistenza di una debolissima atmosfera. Questa segue variazioni “stagionali” (una “stagione” su Nettuno – e su Tritone – dura oltre 40 anni, e, ad esempio, al momento del sorvolo del Voyager il Sole illuminava il lato sud della luna). Le osservazioni di occultazioni da parte di Tritone osservate da Terra negli ultimi decenni (l’ultima nel 2008) facevano prevedere che il calo e la riaccensione della stella non sarebbe sttao istantaneo (come accade pressoché sempre nel caso di occultazioni) ma che stavolya prenderà quasi 10 secondi a causa dell’assorbimento crescente dovuto all’atmosfera di Tritone man mano che ci avviciniamo al bordo fisico della luna. In particolare con misure molto veloci si spera potrà essere possibile dire qualcosa anche sulla bassa atmosfera del satellite, la cui troposfera (in cui sono state osservate dal Voyager 1 delle vere e proprie nuvole) si trova ad una altezza di circa 8km. Questa distanza equivale a mezzo secondo circa prima della sparizione/riapparizione della stella dietro il bordo di Tritone, dato che Tritone stesso si muoverà, al momento dell’occultazione, visto da Terra, alla velocità apparente di poco più di 17 km/s rispetto allo sfondo del cielo).

Come succede in questo campo (in cui si contano annualmente decine di eventi – per limitarci ai soli oggetti lontanissimi, oltre l'orbita di Nettuno) a inizio settembre 2017 le organizzazioni amatoriali che si interessano di occultazioni, cominciano a ricordare e far rimbalzare la notizia all’interno delle loro liste informative e di coordinamento. Ad esempio la lista Planoccult, cui partecipa il nostro gruppo, il 9 settembre dà la notizia alle centinaia di iscritti alla lista (principalmente europei, ma molti sono i corrispondenti da tutti i continenti, Asia e Africa compresi. Vedremo poi l’importanza del coinvolgere anche l’Africa).

(a destra) Ingrandimento di un particolare della immagine precedente, in prossimità del bordo in alto del satellite. Si intravede una nuvola (alta circa 3km e lunga quasi un centinaio). Data la sua massa e la temperatura molto fredda, Tritone possiede una tenue atmosfera prevalentemente composta da azoto, con piccole quantità di metano e monossido di carbonio.  L'attività dei vulcani/geyser che emettono azoto e monossido di carbonio (e verosimilmente anche ghiaccio d'acqua) genera, per condensazione, le nubi. L'evaporazione della superficie sotto l'effetto della radiazione solare, dovrebbe generare a sua volta un pulviscolo composto di minute particelle di idrocarburi e nitriti, in grado, seguendo il ciclo stagionale, di generare una specie di piccola nebbia nella bassa atmosfera di Tritone.

Incominciano subito dopo a girare in lista le richieste di chiarimenti tecnici, le comunicazioni di test fatti da alcuni per verificare la fattibilità con diverse tipologie di strumentazioni amatoriali, le opinioni del tipo se sia utile o meno usare filtri ecc. Anche noi ci diamo da fare per informare sia all’interno dell’UAI (Unione Astrofili Italiani), che del CAAT (Coordinamento delle Associazioni Astrofile della Toscana), che presso amici italiani che sappiamo disporre di telescopi adeguati. Dai nostri test, fatti negli ultimi giorni di settembre, risulta che (se il meteo ci aiuta) sarebbe possibile ottenere col 20 cm di Baruffetti (equipaggiato da una videocamera Watec 120N+) immagini con una cadenza di esposizione di 0,64s, mentre un’altra nostra postazione (curata da don Michele Bigi e da Cristina Nardi) disponendo di un telescopio da 28cm di apertura e di una telecamera più sensibile (Watec 910 HX) potrebbe arrivare a una integrazione forse di 0,16 s (che permetterebbe di osservare, sia pure sommariamente con 2-3 punti, come dicevamo all’inizio, anche gli strati dell’atmosfera immediatamente vicini alla superficie  di Tritone).

(a sinistra: copertura europea dell'osservazione. Ogni telescopio segna la posizione di una postazione osservativa. Sono da aggiungere altre 29 postazioni negli USA Orientali).

Situazione al 1 ottobre: si sono resi disponibili una trentina di osservatòri professionali (che vanno da telescopi di 183 cm di diametro, scendendo al telescopio di un metro del Pic du Midi in giù, e compresi 3 osservatori italiani) e almeno 60 astronomi non professionisti (fra cui, a nostra conoscenza, 7 italiani). Il gruppo LESIA dell’osservatorio di Meudon (Parigi) invia a tutti quelli che han segnalato la propria disponibilità, una circolare in cui precisa come standardizzare le tecniche osservative, le stelle da usare come confronto, il facsimile del report di osservazione da compilare, a chi inviarlo ecc. Il RIO-team cura una sintesi delle ultime osservazioni astrometriche e sposta di 609 km vero nord la traccia d’occultazione inizialmente prevista (vedi figura). La traccia del movimento del centro dell’ombra, che doveva passare anche sopra la Toscana centrale, si sposta così fino al centro della Svizzera (la linea centrale, come vedremo, è una zona di un interesse particolare). Le previsioni meteo per Massa, nei siti più affidabili del settore, non sono incoraggianti (un paio di essi danno pioggia, altri parzialmente nuvoloso…) per il momento dell’occultazione. Ma, si sa, le previsioni meteo oltre 3 giorni sono quasi un azzardo (così ci insegnano i nostri amici di MeteoApuane, che curano da anni le previsioni locali. E noi speriamo possano avere ancora una volta ragione…a nostro favore).

Al 3 di ottobre le postazioni amatoriali resesi disponibili sono salite ancora di un paio di unità; ma su Occultwatcher e sui migliori centri di previsioni meteo, italiani e internazionali, si prevede ad oggi, in corrispondenza dell’occultazione, una copertura, da parte di nubi basse, compresa fra il 90 e il 100%, per la nostra zona (in cui sono presenti 3 postazioni GAM – Baruffetti, Bigi e Dunchi – e gli osservatòri di Monte Agliale, di Pian dei Termini,  di Camaiore). Non resta che accendere qualche cero a San Teodoro di Octoduro e a San Grato di Aosta che, stando alle tradizioni popolari, sono i patroni contro le avversità atmosferiche.


A mezzanotte del 6 ottobre, quando mancano meno di due ore all’istante previsto, la situazione è la seguente: sono ormai quasi un centinaio le postazioni amatoriali che han comunicato la loro partecipazione alla campagna osservativa, pronte e operative, sparse nella parte di emisfero terrestre settentrionale che può assistere all’evento. 29 di esse negli USA, ma anche l’Italia fa la sua bella figura con 9 postazioni amatoriali (più 4 professionali, fra cui l’Osservatorio Regionale della Val d’Aosta, ove si recherà il citato Bruno Sicardy, ospite spesso di tale struttura). Nessuna postazione segnalata dalla Francia, ma verosimilmente perché i nostri cugini d’oltralpe si stanno rapportando direttamente con l’Osservatorio di Paris-Meudon o col gruppo LESIA. Per quasi un quarto delle postazioni amatoriali (ventitré per l’esattezza) la previsione è di una copertura nuvolosa compresa fra il 90 e il 100%. Delle postazioni toscane la migliore speranza è per l’osservatorio di Tavolaia (S. Maria a Monte – Pi) la sola per la quale sia prevista, al momento, una incoraggiante copertura limitata al 20%. A Massa abbiamo montato da alcune ore computer, telecamerine, e telescopi per tutte e tre le nostre postazioni, collegata tutta la strumentazione accessoria, puntato correttamente perchè i programmi di inseguimento automatico del movimento del cielo facciano il loro dovere) ma la situazione meteo è costantemente cangiante: a mezzanotte il cielo è tutto coperto, ma un paio di ore prima era stato possibile vedere distintamente i tre oggetti (vedi inserto in figura), e poco più di dieci minuti prima dell’evento (vedi figura) baruffetti ha potuto vedere Nettuno, con accanto Tritone e la stella che subirà l’occultazione ormai fusi in un unico punto lumonoso a causa della loro vicinanza, e stabilire definitivamente le cadenze (diverse per le tre strumentazioni) che dovrebbero permetterci di seguire con sicurezza l’evento, evitando da un lato “l’abbagliamento” di Nettuno, dall’altro che Tritone non si veda in maniera sufficiente per poter osservare il comportamento al minimo. Le ultimissime misure astrometriche ci dicono infatti che il centro previsto dell’ombra di Tritone si è nuovamente spostato e passerà a meno di 8 km da Massa. A questo proposito c’è da dire che si ipotizza, ma è stato osservato una sola volta, che una postazione che si trovi esattamente al centro dell’ombra potrebbe osservare un “flash centrale”, ovvero un lieve rialzo della luminosità al minimo, in corrispondenza del centro della sagoma dell'ombra di un oggetto (sia esso un pianeta nano o una luna) che possieda una piccola atmosfera non eccessivamente densa, e in grado di produrre un  po' di rifrazione della luce della stella posta esattamente dietro all’oggetto al momento centrale del fenomeno. Un po’ come assistere dalla Luna ad una eclisse di Sole prodotta dalla Terra, che apparirebbe ad ipotetici seleniti tutta contornata da un immenso tramonto che interessa tutta la circoferenza terrestre (e che produce il noto colore rossastro che dalla Terra osserviamo durante le eclissi totali di Luna). Continuano ad arrivare al nostro gruppo mail di astrofili italiani alla loro prima occultazione, che chiedono i consigli più disparati: in questo la campagna ha avuto successo. Speriamo di trovare nuovi adepti in questo settore.

(a destra: immagine del campo stellare 10 minuti prima dell'occultazione. Nell'inserto come erano disposti Nettuno, Tritone e la stella 2 ore prima dell'evento. Foto prese dal filmato di Baruffetti)

Manca 1 ora all’occultazione. Cominciano, ahimè, ad arrivare alcune segnalazioni via Occultwatcher di osservatori che “han tirato i remi in barca” davanti al meteo disarmante delle loro postazioni. Per le tre postazioni massesi la speranza è l’ultima a morire, nonostante si riesca a vedere si e no un 3% di sereno in tutto il cielo…

Ore 02 (civili) del 6 ottobre. L’occultazione è da poco terminata. Baruffetti è riuscito miracolosamente a osservare l’occultazione. Sicuramente positiva. Domani sarà una fatica ricavare qualcosa dal filmato, dato che nel cielo in quella zona c’era una sola piccola finestra fra le nubi più grandi, e un velo, sottilissimo ma pressoché continuo di nuvole più lontane, mentre il tutto si muoveva velocemente passando in continuazione nel campo della telecamerina di ripresa. Su Planoccult cominciano intanto a fioccare i primi risultai positivi e le comunicazioni dei tanti impediti dal maltempo.

14 ore dopo l’evento. Le cose sembrano ormai chiare. L’evento è stato seguito in maniera positiva (ovvero occultazione osservata) da almeno una ventina di osservatori dai vari paesi interessati dall’occultazione, nord Africa compreso (osservatorio di Algeri). Baruffetti ha osservato una occultazione della durata di 171 s (con una discesa al minimo durata circa 8s, mentre la risalita è molto disturbata. Ha inoltre osservato un intenso flash centrale attorno alle 23h47m41s (TU). Ma subito dopo tale immagine che mostra il flash (integrata per 2,56s causa le precarie condizioni di visibilità) è sopraggiunta una nuvoletta veloce, che ha coperto il campo per una dozzina di secondi, per cui non si può dire di più) L’osservazione di Baruffetti non è di alta qualità per i motivi detti nel paragrafo precedente, ma è certa. Per la riduzione della stessa si è dovuto suddividere il filmato in tanti spezzoni per evitare i cambi di tempo di integrazione, i momenti in cui tutto il campo della telecamerina diventava bianco per il passaggio di un velo di nuvola illuminato dalla Luna lì vicina ecc. Sembra esserci una analoga osservazione positiva (forse con flash centrale) ripresa dall’osservatorio di Monte Agliale (LU) e nessun’altra osservazione dalla Toscana, mentre dovrebbero esserci almeno due positive dalla Campania, da osservatori che si sono attivati dopo aver letto il nostro annuncio nelle news dell’UAI. Il centro dell’asteroide dovrebbe essere passato grossomodo a una quarantina di km da Massa e aver centrato in pieno la cittadina di Linhaceira (Portogallo centrale, non lontano da Lisbona), da cui arriverà da li a poco l’entusiasmante curva che compare in figura. Mai è stato osservato un flash centrale così ampio. Addirittura quello portoghese rivelerebbe che, per una fenomeno ottico tutto da spiegare, al momento centrale la luce della stellina (invisibile) è apparsa oltre 2 volte più luminosa di quando non era coperta da Tritone!!!Due osservazioni positive sono arrivate anche dal NordAfrica (Tunisia e Marocco) continente finora un poco ai margini per osservazioni di questo tipo, ma dalle potenzialità immense (si pensi ai cieli incredibili di tutta la zona attorno al Sahara e alla Namibia).

A questo punto, come dicevamo all'inizio, l’osservatorio di Paris-Meudon riceverà tutte le osservazioni mondiali, facendone una sintesi e tirando fuori tutte le informazioni che esse possano dare (compreso il flash centrale, mai osservato in maniera così evidente e con una copertura di almeno 4 postazioni). Promettiamo fra qualche tempo di citare i risultati principali che saranno emersi.