SETI GALASSIE A GUSCIO IL MISTERO DELLE. «Come sono riuscito a riprendere THEBE, la piccola luna di Giove» GIOVE e VENERE uniti al tramonto

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1 GIOVE e VENERE uniti al tramonto I risultati del CONCORSO FOTOGRAFICO Ritratto con Lune di Giove «Come sono riuscito a riprendere THEBE, la piccola luna di Giove» SETI L ULTIMO LIBRO DI PAUL DAVIES FA IL PUNTO SULLA RICERCA DI CIVILTÀ EXTRATERRESTRI IL MISTERO DELLE GALASSIE A GUSCIO Mensile - Anno 16 - Sped. Abb. Pt - DL 352/2003 (conv. In L. 27/02/04 n. 46) art. 1 comma 1 NE/VE ISSN Test: Barlow Euro 6, CELESTRON X-CEL 2x Le novità di Telescope Doctor Deboli luci nel Leone Minore Daniel Kirkwood: la storia Evidenziare i colori delle stelle: applichiamo la tecnica che fu di Malin del KEPLERO americano 2012 I fenomeni celesti di MARZO

2 SOMMARIO NOTIZIARIO di Autori vari 6 NOTIZIARIO di Astronautica di Luigi Morielli 9 IL MISTERO DELLE GALASSIE A GUSCIO di Alberto Cappi 12 Il mistero delle galassie a guscio 12 Come riprendere i colori delle stelle 18 RIPRENDERE IL COLORE DELLE STELLE con la tecnica della sfuocatura delle tracce di Daniele Gasparri 18 Soltanto da pochi anni si è riusciti a vedere queste galassie in tutta la loro inquietante bellezza. In questo articolo Alberto Cappi ne spiega il significato dal punto di vista fisico e l origine delle velature che le caratterizzano. Daniele Gasparri invita a riscoprire la tecnica della sfocatura progressiva delle tracce, inventata da David Malin più di 20 anni fa per evidenziare il colore delle stelle. Celestron Barlow X-Cel 2x 52 CONCORSO FOTOGRAFICO RITRATTO CON LUNE DI GIOVE And the winner is 24 «Come sono riuscito a riprendere Thebe» Così Vincenzo Russo è riuscito a riprendere la piccola e nascosta luna di Giove: la tecnica di ripresa ma soprattutto quella di elaborazione dell immagine, che gli hanno permesso la difficile (ma non impossibile) impresa. Chi era Daniel Kirkwood? Anche se ai nostri giorni non molti riuscirebbero a rispondere in maniera appropriata, ci fu un tempo in cui, soprattutto in America, questo astronomo e matematico divenne famossimo per una legge empirica sulla rotazione dei pianeti che gli valse l appellativo di Keplero americano La barlow è un accessorio che non può mancare nel corredo di un appassionato e questo mese proponiamo la prova del nuovo modello prodotto dalla Celestron: ottima per i visualisti e particolarmente indicata per applicazioni e riprese planetarie tramite webcam. TARIFFE DI ABBONAMENTO E MODALITÀ DI PAGAMENTO COELUM ONLINE (1 anno) 30,00 Copia saggio gratuita su ITALIA: Abbonamento Con ritiro postale edicola SEMESTRALE (6 numeri) 33,00 36,50 ANNUALE (11 numeri) 56,00 59,00 BIENNALE (22 numeri) 100,00 ESTERO: CEE EXTRA CEE ANNUALE (11 numeri) 85,00 110,00 Arretrati: Euro 6,00 (i numeri arretrati vengono spediti senza eventuali allegati, acquistabili separatamente). Spese di spedizione non incluse. ACQUISTA ONLINE SU ASTROSHOP >> SEGRETERIA E REDAZIONE Per informazioni: dalle ore 9.30 alle (giorni feriali). segreteria@coelum.com Tel Fax MODALITÀ DI PAGAMENTO: tramite a coelum.paypal@massimisistemi.eu tramite bollettino postale su: C/C intestato a Massimi Sistemi srl, Via Appia n Mestre (VE). Assegno bancario non trasferibile intestato a Massimi Sistemi srl, in lettera chiusa indirizzata a Massimi Sistemi srl, Via delle Province Siena. Bonifico bancario intestato a Massimi Sistemi srl IBAN: IT86A SWIFT: BPPIITRRXXX Indicare sempre: Nome, Cognome, Indirizzo (completo di CAP), eventuale numero telefonico e/o , la causale con il tipo di abbonamento o materiale prescelto. Per evitare lunghi tempi di attesa, si prega di inviare ricevuta del pagamento via fax o via . Massimi Sistemi srl non risponde di ritardi e/o di mancati recapiti PT. 4 COELUM 2012

3 Coelum 157 HANC MARGINIS Ascesa e declino del KEPLERO americano di Francesco Berengo 28 LIVIO GRATTON - 1 PARTE Viaggio di un astronomo attraverso il ventesimo secolo a cura di Raffaele Gratton 32 COME SONO RIUSCITO A RIPRENDERE THEBE di Vincenzo Russo 34 GALLERIA FOTOGRAFICA di Autori vari INSIGNIFICANTI PUNTINI LUMINOSI di Claudio Pra 44 LE STELLE NEI LIBRI di Pasqua Gandolfi 47 IL LIBRO DEL MESE Quello strano silenzio tra le stelle della nostra galassia di Paul Davies 48 PROVE STRUMENTALI Barlow X-Cel 2x CELESTRON di Davide Sigillò 52 TELESCOPE DOCTOR Le novità dal mercato di Plinio Camaiti 53 IL CIELO DEL MESE di L. Becchi e R. Chavez 58 ULTIME SUPERNOVAE a cura di F. Briganti e R. Mancini 65 ASTEROIDI (5) ASTRAEA e (8) FLORA insieme verso il LEONE di Talib Kadori 66 I FENOMENI DEL MESE 67 COMETE DEL MESE La GARRADD alla minima distanza di Rolando Ligustri 71 NEL CIELO Deboli luci nel Leone Minore di Salvatore Albano 72 GLI INSERZIONISTI DI QUESTO NUMERO ATIK 23 CALENDARIO CFHT/COELUM CELSIUS 57 COELUM CD/DVD 27 COELUM 31, 64 COELUM CAMPAGNA ABBONAMENTI 38 DEEPSKY HAWAIIAN STARLIGHT FILM PERSEUS PREMIO POESIA FEDERICO II 17 SKYPOINT 84 LIBRI E RECENSIONI 75 MOSTRE E APPUNTAMENTI 77 FATTI E OPINIONI 79 COSE NOTEVOLI di Popinga 82 Il Transito di Venere sul disco del sole 6 GIUGNO 2012 Una nuova occasione per osservare un evento più raro di un eclissi di Sole, più affascinante del passaggio di una cometa: il transito di Venere sul disco solare! 226 pagine 17x24 cm rilegatura in brossura 8,60* Coelum ripropone il volume di Rodolfo Calanca pubblicato nel 2004: uno straordinario intreccio di storia, uomini e scienza il racconto dei transiti di Mercurio e Venere sul Sole e tutti i consigli per seguire l evento! Per l acquisto e l indice completo del volume vedere la scheda su: > astroshop > libri *SPESE DI SPEDIZIONE NON INCLUSE COELUM 157 5

4 Thebe Amalthea Io Europa Metis Adrastea Come sono riuscito a riprendere THEBE PICCOLA E NASCOSTA LUNA DI GIOVE di Vincenzo Russo Fig. 1 Thebe è un satellite di Giove piccolo e di forma irregolare, ma la sua luminosità apparente, sebbene molto debole (mag.+16), lo renderebbe comunque alla portata della odierna tecnologia amatoriale se non fosse per la luce diffusa dal gigante gassoso. Thebe, infatti, ruota attorno a Giove auna distanza media di soli km (vedi a pag. 35 la tabella di confronto con altre lune) e, a conti fatti, questo significa che anche nelle migliori condizioni (satellite alla massima elongazione e pianeta all opposizione) la sua distanza angolare è sempre inferiore a 78 secondi d arco dal centro del pianeta, e a 53 dalla superficie. Troppo pochi per poterlo separare dalla luce accecante del pianeta, considerando che tra Giove e Thebe ci sono più di 18 magnitudini di differenza: come dire che la piccola luna è quasi 20 milioni di volte meno luminosa del pianeta. Ciò spiega anche il perché della sua scoperta molto recente; sfuggita ai grandi rifrattori dell Ottocento e ai primi grandi riflettori del Novecento, Thebe è stata infatti identificata solo nel 1979, e per di più grazie alla sonda Voyager. Riprendere questo satellite, quindi, è molto difficile, e per riuscirci bisogna in qualche modo attenuare o addirittura eliminare del tutto la luce del pianeta. Cosa che sono riuscito a fare con una tecnica di pura elaborazione dell immagine grezza. Vediamo come. LA RIPRESA Come per tutte le imprese, piccole o grandi che siano, non posso negare di avere avuto una piccola mano di aiuto dalla fortuna. Per raggiungere l obiettivo sapevo di dover riprendere Thebe alla massima elongazione, mentre Giove era ancora alto nel cielo, possibilmente prossimo al meridiano. Inoltre, tutto questo doveva avvenire in una serata con buone condizioni meteo, cosa non facile in questa stagione e nel luogo in cui vivo. Ma i miracoli a volte avvengono La sera del 18 gennaio era davvero splendida: il seeing era mediocre ma l aria tersa e il cielo trasparente come capita di rado. Quella sera Thebe avrebbe raggiunto l elongazione massima proprio in coincidenza del passaggio di Giove al meridiano. Insomma, una occasione imperdibile. Montata la strumentazione (ho utilizzato un telescopio Edge HD 800 accoppiato a una camera CCD SBIG ST8300 con filtro Baader Fringe Killer) e finite le operazioni di routine (stabilizzazione termica, controllo della collimazione delle ottiche, ecc.) ho iniziato alcune riprese di prova. Dopo qualche tentativo ho scelto di eseguire singole esposizioni di tre secondi ciascuna: in tal modo il disco di Giove sarebbe stato completamente saturato, ma la zona del CCD dove avrebbe dovuto trovarsi Thebe sarebbe stata lontana dalla saturazione in piena regione di linearità, e avrebbe così immagazzinato appieno l informazione della presenza del satellite. Naturalmente non mi sono limitato auna sola esposizione. L immagine grezza finale (Fig. 1) è il risultato della media di circa 150 immagini. Così facendo, come è ampiamente noto, si riduce gran parte del rumore di fondo, consentendo alle piccole sorgenti luminose di emergere (come si può notare, Thebe e anche Amalthea sono assolutamente invisibili, persi nel riverbero del pianeta; le cui di- 34 COELUM 2012

5 mensioni reali sono mostrate all interno della macchia di luce). L ELABORAZIONE Veniamo alla parte più critica, quella dell elaborazione, che può essere distinta in due fasi. La prima consiste nella creazione di un flat che servirà per ridurre la luce di Giove; la seconda, dopo l applicazione del flat, consiste nella normalizzazione del bakground e nell amplificazione delle sorgenti puntiformi. La creazione del flat Per una esauriente spiegazione del metodo di creazione del flat sarà necessario fare alcune premesse. Mi si perdoni il tono didattico, frutto anche di una deformazione professionale, ma penso che una comprensione profonda della tecnica sia necessaria, anche a costo di spendere qualche parola in più. Inizio con alcune considerazioni sulla differenza tra media e mediana. Dato un insieme di valori, per esempio {1,2,3,4,5}, si calcola la media facendo la somma dei valori e dividendo il risultato per il loro numero. Nel nostro caso: media = ( ) / 5 = 3 Molto diversa è la procedura di calcolo della mediana: una volta ordinati i valori in ordine crescente o decrescente, la mediana sarà data dal valore centrale, quello che, in altre parole, è a metà classifica. Nel nostro caso: mediana = 3 Come si può vedere, con l insieme di valori preso in considerazione, media e mediana coincidono perfettamente, e lo stesso risultato si sarebbe avuto se i cinque valori fossero stati tutti uguali, ma questo non è una regola generale. Infatti, Fig. 6 se consideriamo il seguente insieme: {0,0,0,0,5} allora è immediato constatare che la media risulterà uguale a uno e la mediana uguale a zero. Trasferiamoci ora nel campo delle immagini digitalizzate e consideriamo una figura semplice (Fig. 2), costituita da uno sfondo scuro (luminanza dei pixel uguale a zero), su cui spicca un cerchio luminoso (luminanza dei pixel uguale a 255). Creiamo adesso quattro copie. Fare la media o la mediana delle cinque immagini (le quattro copie più l originale), significa crearne una in cui il valore di luminanza di ogni pixel è la media o la mediana dei cinque pixel che, in ciascuna immagine, occupano la stessa posizione. In questo caso, naturalmente, il risultato sarà una immagine identica all originale. Proviamo, però, a traslare orizzontalmente la prima copia di un valore tale che il cerchio si sposti in una zona che, nell originale, era totalmente scura. Trasliamo poi la seconda copia di un valore doppio, le terza di un valore triplo e così via. Alla fine si ottengono cinque immagini diverse, tali che in ognuna di esse i pixel appartenenti alla zona del cerchio corrispondono, nelle altre, a zone totalmente scure. Se facciamo la media delle cinque immagini otteniamo una figura in cui appaiono cinque cerchi equidistanti i cui pixel hanno una luminanza pari a 51, che è la media dei valori {0,0,0,0,255} (Fig. 3). Se invece facciamo la mediana, per quanto detto fino a ora, otteniamo una immagine completamente scura (Fig. 4): i cerchi sono spariti! Applichiamo adesso questo principio a un altra situazione molto più vicina al nostro problema. La figura di partenza è ora composta da un primo cerchio, posto al centro dell immagine, e da un altro, più piccolo, posto a una certa distanza da esso (Fig. 5). Creiamo, come nel caso precedente, quattro copie dell originale senza però stavolta effettuare delle traslazioni, ma delle rotazioni attorno al cerchio principale. Ruoteremo, cioè, la prima copia di un certo angolo, la seconda di un angolo doppio e così via. Nome Diametro Distanza media Periodo Anno Scopritore Lum. max Elongazione max (km) da Giove (km) orbitale scoperta (mag.) dal centro dal bordo di Giove di Giove Metis 60x40x ,295 gg 1979 Voyager 1 +17,4 42,5" 18,7" Adrastea 20x16x ,298 gg 1979 Voyager 2 +19,0 42,8" 18,8" Amalthea 250x146x ,498 gg 1892 Barnard +14,0 60,3" 36,6" Thebe 116x98x ,674 gg 1979 Voyager 1 +15,6 73,0" 49,2" Io ,769 gg 1610 G. Galilei +5,0 140,6" 116,8" Europa ,551 gg 1610 G. Galilei +5,23 223,8" 200,0" Ganymede ,154 gg 1610 G. Galilei +4,62 355,5" 331,7" Callisto ,689 gg 1610 G. Galilei +5,87 618,7" 595,2" COELUM

6 In questo modo, dopo ogni rotazione, ciascun pixel del cerchio centrale verrà sostituito da un altro pixel con lo stesso valore di luminanza mentre i pixel del cerchio piccolo verranno sostituiti da pixel scuri. La conseguenza è che se facciamo la mediana, otteniamo una figura dove il cerchio centrale rimane inalterato e quello piccolo laterale scompare. Adesso che è chiaro il principio, possiamo passare alla descrizione della procedura di elaborazione. Di fatto, le operazioni, eseguite tutte con Astro-Art e descritte tra parentesi, sono state: traslazione in modo da portare il disco di Giove al centro dell immagine (immagine-trasla); creazione di 11 immagini ruotate con intervallo di 30 (immagine-ruota-centro e angolo); mediana della 12 immagini (dal menù pretrattamento). Alla fine di queste operazioni tutte le fonti luminose che non appartenevano a Giove erano scomparse, ma non ero ancora pienamente soddisfatto della uniformità della figura. Ho ripetuto allora il ciclo, applicandolo alla mediana, con un intervallo angolare più stretto e facendo, alla fine, la media delle immagini ruotate. Il risultato finale è la Fig. 6: il mio flat era pronto. SECONDA FASE Una volta creato il flat, ho pensato subito che il modo migliore per usarlo fosse quello di sottrarlo all originale. Questa operazione, tuttavia, anche se attenuava non poco la luce, non portava al risultato sperato, specialmente vicino al bordo del pianeta. Non ho tardato molto a capire perché: Giove, vuoi per la sua forma schiacciata, vuoi perché non era più all opposizione, non aveva prodotto una figura luminosa altrettanto simmetrica del flat da me creato, da cui la discrepanza tra l originale e il flat nelle zone prossime alla saturazione. Vincenzo Russo, nato nel 1959, è laureato in Fisica e insegna Matematica e Fisica presso il Liceo Scientifico della sua città (Acireale). Appassionato di astronomia da quasi vent anni, ama riprendere Luna e pianeti ad alta risoluzione. Ho provato allora una procedura alternativa. Dopo una pesante maschera sfuocata, ho diviso l originale per il flat. Il risultato (Fig. 7) stavolta era soddisfacente: non c erano più elevati gradienti di luminanza e iniziavano a fare capolino Thebe e Amalthea. Era giunto il momento di dare il colpo di grazia, costituito da un potente filtro laplaciano che ho ricavato personalmente dalla matrice di convoluzione di Astro Art. Di solito, questo tipo di filtro numerico è utilizzato per evidenziare i bordi di una immagine. La versione da me creata, che riporto a fianco (Tab. 1), si è rivelata invece eccellente nell esaltare le Fig. 7 Tab. 1 Fig. 8 immagini stellari, azzerando, inoltre, il background in modo pressoché perfetto. A questo punto l elaborazione era praticamente finita. Ancora pochi semplici ritocchi, come un opportuno stretching lineare e la rimozione manuale degli artefatti all interno del disco di Giove, e ho ottenuto l immagine finale (Fig. 8) che i lettori di Coelum già conoscono per averla vista pubblicata a pag. 80 in Coelum n CONCLUSIONI Sono sinceramente convinto che la tecnica di elaborazione che ho descritto abbia potenzialità tutte da scoprire. Essa mi ha permesso di riprendere Thebe e Amalthea con un semplice telescopio di 20 cm e da una località con un forte inquinamento luminoso: dove si può arrivare con una strumentazione di eccellenza posta in un luogo più adatto? La recente immagine del disco di Beta Pictoris apparsa nel numero 155 di Coelum è un ulteriore incoraggiamento a non dare niente per scontato e aosare. Satelliti ancora più piccoli, come Metis ad esempio, dischi protoplanetari lontani e, perché no, pianeti extrasolari, probabilmente non sono del tutto fuori dalla portata di una strumentazione amatoriale. Sto esagerando? Forse ma perché rinunciare a sognare? 36 COELUM 2012

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