Quanto e' stellata la notte?

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1 Quanto e' stellata la notte? Prof. Roberto Nesci, Universita La Sapienza e INAF-IAPS Prof. Antonio Princi, L.M. Luigi Nostro Dott. Ilaria De Angelis, Universita RomaTre Prof. Aldo Altamore, Universita RomaTre Supporto informatico dott. Giuseppe Cirimele MuDev, Verbicaro, CS 15/04/2013 R. Nesci 1

2 Il progetto Nasce nel 2008, in preparazione dell'anno Internazionale dell'astronomia Si e' svolto tutti gli anni a partire dall'a.s. 2008/09, con la partecipazione di diverse Scuole Superiori e alcune Scuole Medie La raccolta dei dati e' stata supportata dai Dipartimenti di Fisica delle Universita' La Sapienza e RomaTre. Il sito web e il software di gestione e' stato realizzato e curato dal dr. Giuseppe Cirimele (Ditta mudev, Verbicaro (CS), 15/04/2013 R. Nesci 2

3 Il sito web ) 15/04/2013 R. Nesci 3

4 Partecipazioni , 14 scuole nel Lazio 2010, 13 scuole nel Lazio 2011, 12 scuole nel Lazio, 6 nelle Marche 2012, 8 scuole nel Lazio, 4 nelle Marche, 2 in Calabria 2013, 6 scuole nel Lazio, 2 in Calabria 15/04/2013 R. Nesci 4

5 Scopi del progetto Scopi del progetto sono: Familiarizzare i giovani con l'osservazione diretta del cielo stellato; Valutare il livello di inquinamento luminoso nella propria zona; Farli partecipare ad un VERO esperimento scientifico, articolato in: Raccolta di dati sperimentali Confronto dei dati raccolti con dati di altra fonte Confronto con dati precedenti presi in maniera analoga 15/04/2013 R. Nesci 5

6 Inquinamento luminoso Perche' di notte non e' completamente buio? La brillanza del cielo notturno e' dovuta a due cause principali: Sorgenti di luce naturale: stelle, luce riflessa dalla polvere interplanetaria, fluorescenza dell'atmosfera terrestre, Sorgenti di luce artificiale: lampioni stradali, insegne luminose, fari di veicoli, luci delle case, Dall'inizio del 1900 le sorgenti di luce artificiali hanno ampiamente superato quelle naturali, sicche' il cielo non e' piu' buio di notte. 15/04/2013 R. Nesci 6

7 Valori aspettati Una stima a livello planetario della brillanza del cielo notturno e' stata fatta da Pierantonio Cinzano (2001) utilizzando dati dei satelliti del DMSP (Defense Meteorological Satellite Program) dell Aeronautica Militare degli Stati Uniti e un modello di diffusione della luce nell atmosfera terrestre. 15/04/2013 R. Nesci 7

8 Visibilita'delle stelle La risoluzione della mappa di Cinzano e di circa 5 km, quindi per un confronto bisogna mediare i dati del nostro campionamento su aree di dimensioni confrontabili. La visibilita delle stelle ad occhio nudo dipende da molti fattori: Luminosita del cielo Esperienza dell osservatore Adattamento al buio Eta dell osservatore Altezza delle stelle sull orizzonte Trasparenza dell atmosfera 15/04/2013 R. Nesci 8

9 Obiettivo primario Piu' il cielo e' luminoso piu' e' difficile vedere le stelle: una stima della luminosita' del cielo notturno e' quindi possibile determinando la soglia di visibilita' delle stelle. La luminosita' delle stelle si indica in magnitudini, una scala crescente per luminosita' decrescenti. le stelle piu' brillanti hanno magnitudine zero, quelle appena visibili ad occhio nudo magnitudine 6. Lo scopo immediato delle osservazioni del progetto Notte Stellata e' quindi determinare la magnitudine delle stelle piu' deboli visibili da ciascun osservatore. L'insieme di queste misure permette di valutare la brillanza del cielo notturno nella zona in esame. La magnitudine delle stelle piu' deboli visibili ad occhio nudo e' approssimativemente legata alla brillanza del cielo dalla relazione MAG = x BRILL /04/2013 R. Nesci 9

10 Aspettative da Cinzano 2001 Visibilita' aspettata delle stelle nella zona di Gioia Tauro-Stretto di Messina secondo Cinzano 2001 Grigio Blu scuro Blu Celeste Giallo Arancio /04/2013 R. Nesci 10

11 Posizioni degli osservatori 15/04/2013 R. Nesci 11

12 Mappa aspettata Celeste Giallo Arancio Nei punti campionati ci aspettiamo quindi valori piu' brillanti della magnitudine 5 15/04/2013 R. Nesci 12

13 Quante stelle? Istogramma delle magnitudini delle stelle osservate nel corso del progetto da tutti i partecipanti nella Provincia di Reggio Calabria. totale Media=4.53, dev.std.=0.75, N.oss=202 medie separate: Sereno=4.7; velato=4.5; nubi=4.0 dev.std=0.6 15/04/2013 R. Nesci 13

14 I piu' assidui Nome osservazioni Miriana Carrozza 90 Daniele Triveri 49 Pasquale Lisotti 15 Salvatore Napoli 14 Alessandro Messina 13 15/04/2013 R. Nesci 14

15 Come confrontare? Per ottenere il valore limite delle visibilita delle stelle, da confrontare con il valore aspettato della mappa, partendo dall'insieme dei dati raccolti, si puo' seguire la seguente procedura: prendere per ciascun osservatore il dato migliore; definire aree geografiche omogenee; calcolare la mediana dei dati in ciascuna area geografica; calcolare la deviazione standard dei dati come indice della dispersione dei dati nell area. 15/04/2013 R. Nesci 15

16 Valori rilevati Dato il piccolo numero totale di osservatori, la procedura su indicata ha un valore statistico limitato. Si sono inoltre dovuti escludere 2 osservatori che hanno compiuto una sola osservazione valida e la cui attendibilita' e' quindi difficilmente valutabile. Zona N.oss Media Dev.std. Cinzano Gioia Centro Rosarno Rizziconi Palmi Villa SG /04/2013 R. Nesci 16

17 Confronto col 2012 Nella zona di Gioia Tauro nel 2012 avevamo 7 osservatori che avevano compiuto piu' di una osservazione valida. L'accordo tra i dati del 2012 e del 2013 e' discreto, tenuto conto del numero molto piccolo di osservatori; Nel caso di Villa SG quest'anno e' stato presente un solo osservatore che ha ottenuto la stessa mag limite (4.4) dell'anno scorso. Il valore medio della zona e' confrontabile col dato a larga scala di Cinzano. Zona N.oss Media13 Media12 N.oss Cinzano Gioia Centro S.Fernando Rizziconi Palmi Villa SG /04/2013 R. Nesci 17

18 Risultati Le osservazioni del 2013, nonostante le condizioni meteorologiche molto avverse, hanno permesso di confermare le stime ottenute nell'anno precedente. Quasi nessuno dei partecipanti ha compiuto gli errori avvenuti negli anni precedenti, segno che la procedura e' ormai ben collaudata. Il numero medio di osservazioni per partecipante e' stato quasi sempre adeguato (mediana = 14) a produrre un dato statisticamente robusto. Si sono evidenziate forti differenze di visibilita' delle stelle anche in localita' poco distanti, confermando un andamento gia' visto negli scorsi anni. Questo indica che l'inquinamento luminoso e' fortemente dipendente da condizioni locali, per migliorare le quali sarebbe sufficiente una maggiore cura nella installazione della illuminazione pubblica e privata esterna. 15/04/2013 R. Nesci 18

19 Verso il 2014 Il progetto Notte Stellata sara' continuato nel prossimo anno scolastico 2013/14, con analoghe modalita'. Sarebbe auspicabile la partecipazione di un maggior numero di osservatori collocati in luoghi diversi per meglio mappare la visibilita' delle stelle nel territorio. Dal punto di vista dell'impegno del singolo osservatore sono sufficienti una decina di dati, purche' presi con cura. Bastano poche notti senza luna e cielo terso per dare un contributo significativo. Osservazioni ripetute da uno stesso osservatore in anni diversi possono permettere di rilevare cambiamenti sistematici dovuti alle variazioni negli impianti di illuminazione esterna anche a grandi distanze. 15/04/2013 R. Nesci 19

20 La luce che vedete non ha illuminato nulla... 15/04/2013 R. Nesci 20