Chi ha rubato la Via Lattea? 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 1
Quanto e' stellata la notte? Nel 2008, in preparazione all'anno Internazionale dell'astronomia, ho lanciato il progetto Quanto e' stellata la notte? per le Scuole Superiori della Provincia di Roma. Lo scopo era di verificare la fattibilita' di misurare il livello di inquinamento luminoso senza strumenti, con semplici osservazioni delle stelle piu' deboli visibili ad occhio nudo. Il presupposto scientifico del progetto e' che la visibilita' di una stella contro lo sfondo del cielo dipende dalla brillanza del cielo stesso, per cui a cielo piu' buio corrisponde la possibilita' di vedere stelle piu' deboli. 2
La costellazione dei Gemelli A diversi livelli di magnitudine limite: 3, 4, 5, 6. 3
Come vediamo L'occhio umano e' un rivelatore molto sensibile, ma lavora in modo automatico: Se c'e' troppa luce l'iride si chiude velocemente per proteggere la retina se la luce e' scarsa si apre molto lentamente per adattarsi all'oscurita'. La visione del cielo notturno e' quindi fortemente disturbata dalla presenza di luci, anche lontane, che impediscono all'iride di aprirsi completamente e di utilizzare tutta la sensibilita' della retina. Se viene abbagliato, l'occhio impiega molto tempo (almeno un quarto d'ora) per riadattarsi all'oscurita'. Nella civilta' moderna, caratterizzata dalla presenza continua di sorgenti luminose artificiali, la visione del cielo stellato e' praticamente preclusa ai nostri occhi. 4
Come si produce l inquinamento luminoso? B: Luce non utilizzata A: Luce non utilizzata ed abbagliante C: Luce utilizzata L inquinamento luminoso è prodotto dalla luce lungo direzioni tipo A e B. Per illuminare, la luce deve PRIMA colpire l oggetto e poi arrivare all occhio (come per il raggio C). 5
Come si propaga l inquinamento luminoso? C A B A, B: luce diretta C C: luce indiretta A L inquinamento più rilevante è prodotto dalla luce in direz. A: il maggiore spessore atmosferico diffonde maggiormente la luce rispetto alle diffusioni prodotte da B e C. L inquinamento luminoso prodotto lungo A si propaga fino a 300 km dalla sorgente! 6
Qualche esempio 7
Qualche altro esempio 8
Cosa comporta l inquinamento luminoso Cattiva qualità di illuminazione di città, strade, piazze, monumenti, ecc. Spreco di luce = spreco energetico (250 milioni di Euro annui dilapidati nella sola Italia). Illuminazione non richiesta di locali abitati (es. stanze da letto invase dalla luce stradale) Alterazione ecosistema. Rischio di estinzioni per alcune specie, specialmente quelle notturne. Impedimento alla visione della volta celeste. 9
Evitare l inquinamento luminoso Significa...vantaggi per TUTTI! Migliore confort visivo, più sicurezza Sfruttare al meglio le risorse naturali illuminando quando e dove serve. Risparmiare : energia, risorse naturali e soldi (fino al 40% di quello che spendiamo per l illuminazione pubblica). Rispettare il proprio ambiente. 10
Il cielo delle Canarie Una immagine di tutto il cielo dall'osservatorio delle Canarie (21 agosto 2003). Immagini come questa vengono prese ogni minuto in vari Osservatori per registrare le condizioni di osservazione del cielo. La larga fascia luminosa che attraversa l'immagine e' la Via Lattea. La stella brillante a Sud Est e' Marte. 11
L'Italia di notte vista da satellite 12
Mappa inquinamento luminoso Legenda Grigio 6.00-5.75 Blu scuro 5.75-5.50 Blu chiaro 5.50-5.25 Celeste 5.25-5.00 Giallo 5.00-4.75 Giallo oro 4.75-4.50 Arancio 4.50-4.25 Arancio scuro 4.25-4.00 Rosso 4.00-3.75 Violetto < 3.75 13
Un progetto semplice La luminosita' apparente delle stelle dipende dalla trasparenza dell'atmosfera e dalla sua altezza sull'orizzonte: Piu' la stella e' alta sull'orizzonte, meno atmosfera la sua luce deve attraversare per arrivare al nostro occhio. La sensibilita' dell'occhio dipende soprattutto dall'adattamento al buio, ma anche dall'eta' e dalle condizioni fisiche della persona. In conclusione, valutare la brillanza del cielo dalla magnitudine delle stelle piu' deboli visibili ad occhio nudo richiede solo un po' di attenzione e di pratica. 14
Il progetto in dettaglio La organizzazione del progetto Notte Stellata prevede i seguenti passi: 1) registrazione sul sito web http://astrowww.phys.uniroma1.it/monitor/ 2) definizione delle coordinate geografiche del luogo (o luoghi) di osservazione; 3) riconoscimento di alcune costellazioni; 4) identificazione della stella piu' debole visibile in una costellazione, da una lista definita; 5) immissione dei dati sul sito web; 6) costruzione di una mappa di visibilita' delle stelle nella zona geografica coperta dagli osservatori; 7) confronto con i valori aspettati. Il periodo di raccolta dati e' tipicamente da gennaio a marzo. L'analisi dei dati in aprile. 15
16
Valenze didattiche del progetto Per la buona riuscita del progetto e' necessario che i ragazzi siano seguiti da un insegnante di riferimento; La guida dell'insegnante e' necessaria sia per ragioni psicologiche, sia per ragioni pratiche e didattiche; Tutte le istruzioni necessarie sono indicate sul sito web. Il punto qualificante del progetto dal punto di vista didattico e' di far applicare in pratica nozioni che spesso restano solo astratte: a) uso delle coordinate geografiche; b) uso di una carta a tinte altimetriche; c) uso di Google Maps e confronto con altre mappe; c) calcolo di media, mediana, deviazione standard e interpretazione del loro significato; d) verifica di eventuali effetti sistematici nelle misure. 17
Progetto Interdisciplinare Il progetto richiede l'applicazione pratica di competenze normalmente svolte nell'ambito degli insegnamenti di: Scienze Matematica/Fisica Informatica e riveste quindi carattere interdisciplinare. 18
Aspetti pratici L'esecuzione pratica delle osservazioni porta inoltre i ragazzi - a confrontarsi con problemi pratici di approssimazioni numeriche, - a familiarizzarsi con l'adattamento all'oscurita', - a sperimentare i problemi di abbagliamento. L'esperienza comporta l'uso di una interfaccia web per la immissione e il recupero dei dati, che e' una esperienza ormai indispensabile in molte attivita' della vita quotidiana. Infine, porta ad apprezzare la bellezza del cielo stellato. 19
Risultati A.S. 2012/13 Nell'A.S. 2012/13 sono state coinvolte alcune scuole superiori nelle zona di Roma e di Reggio Calabria. I.C. F. Severi (Gioia Tauro) L.C. Socrate (Roma) L.S. Keplero (Roma) ISIS Yvon de Begnac (Ladispoli) Osservatori: 24 Osservazioni: 555 Numero mediano di osservazioni per studente 10 Luoghi: urbani 13, periferia 8, campagna 3. Condizioni del cielo: sereno 365, velato 103, nubi sparse 86. 20
Posizioni nel Lazio 21
Posizioni in Calabria 22
Istogramma osservazioni Mediana Calabria=4.55; Mediana Lazio=4.05; Tipicamente il cielo di Roma e' piu luminoso di quello di Gioia Tauro 23
Confronto Lazio Legenda Grigio 6.00-5.75 Blu scuro 5.75-5.50 Blu chiaro 5.50-5.25 Celeste 5.25-5.00 Giallo 5.00-4.75 Giallo oro 4.75-4.50 Arancio 4.50-4.25 Arancio scuro 4.25-4.00 Rosso 4.00-3.75 Violetto < 3.75 24
Cielo di Roma Nell'Italia centrale sono state campionate le seguenti zone: Zona N.oss media Std.dev Cinzano Magliana 3 4.63 0.02 4.50-4.25 Villa_Borghese 1 4.63-4.25-4.00 Ostiense 9 4.42 0.71 4.25-4.00 Ladispoli 1 5.85-5.00-4.75 Castel_di_Sangro 1 4.62-5.75-5.50 Rocca_ di_mezzo 1 5.43-5.50-5.25 Ischia 1 4.38-5.00-4.75 Si nota come anche in localita' teoricamente buie le condizioni locali ostacolano la vista delle stelle, mentre nel centro di Roma la situazione e' meno peggio delle previsioni del modello. 25
Anni precedenti Marche, zona Saltara media mediana dev.std n.obs 2011 5.31 5.59 0.61 23 2012 4.43 4.63 1.28 10 Marche, zona Fano-Falconara 2011 4.39 4.34 1.28 7 2012 4.53 4.41 0.97 5 Roma, generale 2009 4.27 3.77 1.01 33 2011 3.90 3.88 1.30 34 2012 4.36 4.41 0.82 30 2013 4.77 4.42 0.71 9 26
Il progetto continua Il valore dei dati raccolti dal progetto aumenta se si puo' ottenere una serie di dati prolungati nel tempo. Le variazioni sono infatti piccole da un anno all'altro, ma diventano evidenti su tempi lunghi. Particolarmente utile e' tenere sotto controllo le stesse zone per evidenziare meglio i cambiamenti. PARTECIPATE L'IMPEGNO E' LEGGERO E LE SODDISFAZIONI ASSICURATE 27
Non e' gravoso 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. 28
Buona visione Un invito al prossimo anno Per godere la vista del cielo E partecipare al monitoraggio dell'inquinamento luminoso. 29
L'Italia vista dalla ISS (la luce che vedete e' quella sprecata...) 30