®La Rivista Indispensabile di Astronomia
®L'ASTRONOMIA viene spesso citata come l'ultima scienza in cui gli appassionati possono ancora dare un contributo affiancandosi alla ricerca professionale. Quando qualcuno chiede come, il primo esempio ad essere citato è sempre quello delle stelle variabili. Per oltre un secolo infatti, gli astrofili hanno raccolto quasi tutti i dati sulla luminosità di centinaia di stelle variabili dei principali tipi.
Il futuro si prospetta assai diverso: gli equipaggiamenti digitali odierni stanno rivoluzionando radicalmente le modalità di raccolta dei dati sulle variabili. Una camera CCD su un piccolo telescopio, associata ad un potente e versatile programma di elaborazione delle immagini è in grado di misurare la magnitudine di stelle più deboli molto più accuratamente di come può essere fatto visivamente. Assai più significative sono le osservazioni continue e sistematiche (survey) di ampi campi stellari che hanno, potenzialmente, la capacità di misurare le luminosità di milioni di stelle comprendo l'intero cielo mentre gli astronomi restano a dormire (S&T: ottobre 1995, pagina 13).
Gli astrofili stanno lavorando per arrivare a questi risultati e stanno giocando un ruolo fondamentale nella fotometria CCD (accurate misure di luminosità). E quelli specializzati dell'American Association of Variable Star Observers (AAVSO) potrebbero essi stessi assumere il ruolo di archivio mondiale e di gestione dei dati provenienti delle ondate di informazioni che giornalmente (o ogni ora) cadranno dalle survey automatizzate sugli astronomi nel futuro.
Quel momento potrebbe distare anni ma anche quando arriverà, dice Janet A. Mattei direttrice dell'AAVSO, rimarranno sempre dei compiti utili per gli osservatori visuali, almeno per qianto riguarda quelle stelle luminose che sono state osservate per decenni con semplici telescopi, allo stesso modo in cui si fa da generazioni.
Se non avete mai messo alla prova la vostra vista su una stella variabile, stasera fate questa semplice prova (se è fine inverno o primavera). Se potete vedere la falce del Leone, potete trovare R Leonis, una delle più luminose rosse variabili a lungo periodo. Brilla e si affievolisce tra le magnitudini 5 e 10 con un ciclo medio di 312 giorni, circa 10 mesi. Un piccolo telescopio, o anche un binocolo, è tutto ciò che vi serve (per una selezione di stelle variabili luminose di vari periodi dell'anno consultate "Le 12 stelle variabili più belle visibili ad occhio nudo.")
Il primo passo da compiere nell'osservazione della stella variabile è trovarla. Come mostra ogni carta celeste che contenga tutte le stelle sino alla 6° magnitudine, R Leonis si trova 5° ad ovest della luminosa Regolo , molto vicina alla coppia di 6° magnitudine 18 e 19 Leonis. Il basso ingrandimento della maggior parte dei cercatori o dei binocoli le mostrerà, per poco, nello stesso campo di Regolo. Fatevi strada verso ovest partendo da Regolo, comparando attentamente le formazioni delle stelle più luminose indicate dalla carta, con ciò che osservate. Accertatevi di usare un cercatore con la corretta immagine, non quelli che danno un'immagine specchiata (eventualmente togliete il prisma diagonale).
(11K GIF) Alla fine dell'inverno ed in primavera, come il Leone sale nel cielo orientale della sera, innumerevoli osservatori controllano la stella variabile di tipo Mira, R Leonis. La sua luminosità e la posizione limitrofa a Regolo, ne fanno una variabile ideale per i principianti. R forma la parte terminale a sud di una piccola catena di tre stelle 5° ad ovest di Regolo. Questa carta celeste dell'AAVSO, mostra le stelle di confronto sino alla magnitudine 7,3. Le magnitudini indicate sono arrotondate al decimale e con quest'ultimi omessi. Il rettangolo nero indica la regione inquadrata dalla carta successiva.
(6K GIF) Questa è una carta celeste con in primo piano la regione immediatamente circostante R Leonis, con indicate stelle di paragone sino alla magnitudine 10,4. Il nord è in alto e l'est a sinistra.
Se avete problemi a trovare il vostro obiettivo assicuratevi di conoscere le dimensioni del campo inquadrato dal vostro strumento e con un cordino, fate riferimento alla scala dei gradi della carta per farne un anello di dimensioni appropriate. Fate scivolare l'anello sulla carta per vedere in anteprima quali formazioni stellari attraverseranno il vostro oculare.
Accertatevi di girare la carta in modo che il nord corrisponda a quello dell'oculare. Spingete leggermente il vostro strumento verso la Polare, il nord sarà il lato del campo inquadrato dal quale fanno il loro ingresso nuove stelle.
Un aiuto nell'identificazione di R Leonis viene dal suo intenso colore rosso-arancione. Come altre stelle variabili di tipo Mira, è una gigante rossa pulsante di classe spettrale M. Il suo colore contrasta bene con quello bianco-azzurro di 19 Leonis (spettro A3) ed il giallo-dorato di 18 Leonis (gK4).
Le magnitudini di molte stelle di confronto intorno alla R sono indicate sulla carta precedente. I valori, generalmente, sono approssimati al decimale più vicino ed il decimale stesso viene omesso per non confonderlo con una stella più debole.
Una volta che avete identificato una variabile, trovate una stella di confronto che sia leggermente più luminosa ed una che sia leggermente meno luminosa. Guardate avanti ed indietro tra le tre e valutate dove cade la luminosità della variabile rispetto alle due di confronto quanto meglio potete.
Supponete di aver deciso che la luminosità della R è a due terzi della differenza tra una di magnitudine 8,2 ed una di magnitudine 8,6. In altre parole appare due volte più lontana dalla magnitudine 8,2 di quanto non sia dalla magnitudine 8,6. Il modo in cui brevemente scriverete questa relazione, mentre siete al telescopio, è il seguente: 82-2-R-1-86. I calcoli li farete in seguito: due terzi della strada da 8,2 a 8,6 è 8,47, che potete arrotondare a 8,5.
Non scoraggiatevi se al primo tentativo avete difficoltà a distinguere differenze di luminosità di 0,3 o 0,4 magnitudini. La stima delle luminosità è una capacità che viene con la pratica e l'esperienza, siete però avvisati: una volta iniziato, si può solo migliorare. La seconda stima di una particolare stella è molto più facile della prima e più avrete familiarità con la stella, più sarà grande la curiosità di sapere cosa sta facendo stasera.
Volgetevi alle stelle senza preconcetti. Sgombrate la mente dall'idea di quello che la variabile "dovrebbe" fare; registrate esattamente quello che i vostri occhi vedono. Se vi adagiate sul fatto che la stella non può essere cambiata di 0,5 magnitudini dalla notte scorsa, potreste cercare di "correggere" le vostre impressioni. Questa è la cosa peggiore che potete fare alla vostra precisione e vale la pena di capirne il perché.
Gli errori nelle misurazioni scientifiche rientrano in due categorie: casuali e sistematici. Quelli casuali tendono ad annularsi in modo prevedibile in breve tempo, allo stesso modo in cui la tendenza a cadere di testa o di croce di una moneta si avvicinerà al 50 per cento per parte tante più volte sarà lanciata in aria. Gli errori sistamatici sono quelli che non si eliminano, per tornare all'esempio precedente, è come se la moneta fosse truccata, e quindi sono i più insidiosi. Nel caso dell'osservazione delle stelle variabili, gli errori sistematici corrispondono ai preconcetti negli occhi e nella mente dell'osservatore. Quindi, se registrate esattamente ciò che osservate, senza precondizionamenti, i vostri errori saranno molto probabilmente solo quelli casuali e potrete star certi che , vi avvicinerete alla verità più che con qualsiasi altro "miglioramento" siate riusciti a mettere insieme (matematicamente gli errori casuali diminuiscono con il quadrato del numero delle misure effettuate, quindi la media di quattro stime ha la metà degli errori di una stima sola).
Naturalmente, siate pronti a scartare qualsiasi stima che ritenete possa essere il risultato di qualche malinteso o disattenzione.
Centrate la stella nel campo celeste che state inquadrando. Ponete le due stelle che state confrontando ad una distanza eguale dal centro del campo o, se si trovano vicino ai bordi, centratene una alla volta ed esaminatele alternativamente. Ciò è necessario perché alcuni strumenti non sono altrettanto luminosi ai bordi del campo, un effetto noto come vignettatura, le stelle appaiono quindi leggermente leggermente oscuratemeno luminose. La vignettatura è molto più probabile ai bassi ingrandimenti, proprio dove, generalmente, viene compiuto il lavoro sulle stelle variabili.
Un'altra ragione è che la stessa stella potrebbe apparire leggermente differente quando viene osservata vicino e lontano dal bordo scuro del barilotto dell'oculare.
Muovete gli occhi. Guardate avanti ed indietro la stella che state valutando, controllandola costantemente e rivedendo le vostre impressioni. Se la variabile sembra essere ad un terzo della differenza di luminosità che dalla stella A va alla B, cercate di convincervi che si trova ad un quarto di questa strada, ed in seguito a metà strada. Siete allo stesso modo facilmente convinti che possano essere vere entrambe le ipotesi? In questo caso la verità sta nel mezzo. Se una sembra più plausibile dell'altra, spostate l'ipotetica luminosità con cui siete partiti e riformulate altre due ipotesi. Questa prova del limite d'incertezza viene chiamata aggiustamento dell'osservazione e dovreste cercare di farla diventare un'abitudine.
Usate la tecnica della messa fuori fuoco. E' più facile confrontare le luminositä di dischi piuttosto che di punti quindi, girate la manopola di messa a fuoco. Più le stelle sono luminose più le potete sfocare.
Scegliete variabili con una luminosità ottimale per il vostro strumento. Stelle entro una magnitudine dal limite dello strumento tendono ad apparire simili. All'opposto, stelle molto luminose non hanno astri comparabili vicini; in questo caso tutto ciò che potete fare è prendere uno strumento più piccolo e con un campo più ampio. Ad occhio nudo è il modo migliore per osservare sistemi di magnitudine inferiore o uguale a 4, il binocolo o un buon cercatore sotto la 7° o la 8°.
I capricci dell'occhio umano. Fate attenzione a queste tre potenziali fonti di errore. (1) L'effetto Purkinje nella retina rende le stelle rosse più luminose (rispetto a quelle bianche), tanto più le fissate, ecco un'altra buona ragione per tenere gli occhi in movimento. (2) Anche il bagliore lunare e l'inquinamento luminoso fanno apparire le stelle rosse troppo brillanti; con un fondo cielo grigio, risaltano molto più di quelle bianche. Con cieli illuminati, siate molto cauti nelle valutazioni ed annotate le condizioni osservative nei vostri appunti. (3) L'angolo di osservazione. Una stella sembra più luminosa nella parte inferiore della nostra visione che in quella superiore. Muovete la testa in modo che la linea che unisce i vostri occhi sia parallela alla linea che unisce le stelle che state confrontando.
Tutto questo potrebbe sembrare troppo da tenere a mente ma con il tempo diventerà automatico. Gli osservatori di stelle variabili devoti, diventano così familiari con le loro procedure che riescono a coprire dozzine di stelle in una notte, spassando da una all'altra guardando difficilmente le carte celesti.
C'è solo una cosa contro cui non potete fare nulla: la vostra età. Il cristallino dell'occhio umano nel corso degli anni ingiallisce, facendo sembrare le stelle rosse sempre più rosse rispetto a quelle bianche. Questo effetto potrebbe essere il responsabile della scatter che appaiono nelle curve di luce dell'AAVSO che combinano le stime di molti osservatori, come il sottoscritto. Le stime di ciascuno, peraltro, saranno compatibili per diversi anni e , potenzialmente, esiste la possibilità di eliminare dalle stime gli effetti indesiderati causati dalle modificazioni negli occhi di diversi osservatori (avendo sufficienti osservazioni in archivio), correggendone di conseguenza i dati. Come spesso accade nella scienza, i dati buoni raccolti oggi potrebbero essere usati in un futuro lontano in modi che nessuno ancora immagina.
Alan MacRobert è editore associato della rivista Sky & Telescope ed un inguaribile astrofilo.
Le dieci persone che compongono il personale dell'AAVSO sono guidate da Janet A. Mattei, un'astronoma professionista che ha supervisionato gli ultimi 22 anni di crescita dell'organizzazione. "La ricerca nelle stelle variabili è importante," ci spiega la Mattei, "perchè può fornirci molte informazioni sulle proprietà delle stelle che possono in seguito essere estrapolate per altri tipi di stelle. I dati sulla massa, il raggio, le strutture interna ed esterna, la composizione, la temperatura e la luminosità si possono ottenere dallo studio sulle variabili. Esse ci parlano attraverso la loro variabilità. Gli astrofili stanno dando un vero contributo alla scienza sottoponendo le loro osservazioni all'AAVSO o ad altre associazioni di tutto il mondo che si occupano di stelle variabili. "Molti di questi altri gruppi, a loro volta, depositano copie dei loro dati all'AAVSO.
Nell'anno fiscale 1995, l'organizzazione ha ricevuto 340.169 stime di magnitudine da 570 osservatori in 38 paesi. Queste hanno portato il totale dell'AAVSO International Database, dal 1911, a 8.151.318 osservazioni, comprese quelle di altre organizzazioni. Gary Poyner, inglese di Birmingham, assiduo osservatore e direttore della Sezione Stelle Variabili della British Astronomical Association, ha inviato l'ottomilionesima osservazione, una stima di R Coronae Borealis.
"L'entusiasmo e l'abnegazione degli astrofili in questo campo mi ha impressionato molto", continua la Mattei, "Farebbero qualunque cosa per fornire le osservazioni necessarie, sarebbero capaci di uscire a piedi nudi sulla neve in inverno o sfidare sciami di zanzare in estate. Lo farebbero per propria soddisfazione e per dare un contributo alla scienza. Il mio obiettivo è sempre stato quello di rendere le loro osservazioni quanto più significative, aiutando gli astronomi professionisti a comprendere il valore di questa miniera d'oro di dati."
Gli astronomi professionisti richiedono i dati dell'AAVSO per scopi come programmazioni di satelliti per osservare la variabile in una certa fase, osservazioni correlate nella radiazione X, nell'infrarosso, nelle onde radio, radio, o per osservazioni ultraviolette con un'attività visuale delle stella e per l'analisi delle caratteristiche a lungo termine di varie classi di stelle. Il numero di dati richiesti è aumentato di dieci volte negli ultimi 20 anni. Nel 1995 l'AAVSO ha ricevuto 137 richieste di informazioni nel corso della missione Astro 2 dello Space Shuttle e per progetti con l'Hubble Space Telescope, l'Extreme Ultraviolet Explorer, Hipparcos, l'International Ultraviolet Explorer e programmi di altri satelliti.
(24K GIF) Gli ultimi anni dell'attività di R Leonis sono rivelati da questa curva di luminosità compilata con l'AAVSO International Database. Ciascuno degli 8.677 punti rappresenta la stima di magnitudine di un osservatore. Le interruzioni si verificano ogni estate, quando R Leonis è troppo vicina al Sole per poter essere osservata. Cortesia Janet Mattei, AAVSO.
L'AAVSO da il benvenuto ai nuovi osservatori. I principianti riceveranno delle carte celesti per trovare stelle relativamente facili come R Leonis, oltre ad istruzioni dettagliate su come mettere in piedi un programma osservativo. Circa un terzo delle persone che hanno richiesto questo kit hanno finito col dare un regolare contributo. Potete contattare l'AAVSO all'indirizzo: 25 Birch St., Cambridge, MA 02138. L'indirizzo e-mail è aavso@aavso.org ed il sito Web http://www.aavso.org/. Associarsi costa 50 dollari l'anno (25 per chi è in un'età compresa tra 16 e 21 anni) e comprende le istruzioni ed il kit per iniziare, oltre all'abbonamento al giornale dell'AAVSO, ai notiziari ed ai bollettini.