L’osservazione e la misura delle stelle doppie è uno di quei campi in cui può cimentarsi anche l’astrofilo, con una strumentazione relativamente semplice, fornendo però un importante contributo alla comunità scientifica.
Le stelle doppie finora scoperte sono tantissime; nel principale catalogo mondiale, aggiornato costantemente dall’USNO (United States Naval Observatory), il Washington Double Star Catalog (WDS), ne sono elencate oltre centomila, e ne vengono scoperte continuamente di nuove.
Le doppie si distinguono in binarie, se sono effettivamente legate tra loro gravitazionalmente, e ottiche o prospettiche, se sembrano vicine ma in realtà lo sono solo dal nostro punto di vista, mentre invece si trovano a distanze molto diverse da noi.
L’osservazione della posizione reciproca delle due componenti di una binaria permette di calcolarne l’orbita e quindi le masse, ma per fare questo occorre effettuare misure della posizione protratte nel tempo. Le stelle doppie visuali infatti orbitano in maniera relativamente lenta, un periodo di rivoluzione può durare anche alcuni secoli se le due componenti sono relativamente distanti, e quindi la misura va ripetuta a distanza di uno o più anni, per poter ricostruire l’orbita.
Le prime misure sono state compiute già da Herschel ed altri astronomi alla fine del diciottesimo secolo, e successivamente tante altre ne sono state effettuate, permettendo di calcolare via via un numero sempre maggiore di orbite, ma la maggior parte delle doppie necessitano ancora altre misure. Alcune sono state addirittura dimenticate, sono le cosiddette “neglette”, cioè doppie che nessuno ha più misurato da più di vent’anni.
Le stelle da misurare sono talmente tante che il lavoro non può essere svolto solo dagli osservatori professionali, e quindi si presta ad essere fatto dagli astrofili, che si trovano quindi a svolgere una funzione fondamentale per la ricerca.
Centinaia di astrofili in tutto il mondo misurano continuamente le doppie conosciute e ne scoprono altre. Gli articoli vengono pubblicati in una delle diverse pubblicazioni periodiche specializzate, come il JDSO, il “El observador de estrellas dobles” e da quest’anno anche sul Bollettino delle Stelle Doppie, redatto da due astrofili italiani, Giuseppe Micello ed Antonio Adigrat, che è proprio un socio di Astrocampania.
Tutte le misure pubblicate sulle varie riviste convergono poi nel catalogo WDS, dal quale attingono astrofisici ed astrofili per estrarre i dati per i loro studi.
Sul sito del WDS gli entusiastici astrofili che collaborano al progetto vengono definiti scherzosamente “financially uncompensated double star astronomers”, cioè astronomi delle stelle doppie non compensati finanziariamente.
Il progetto Stellarum Duplicium ha proprio lo scopo di promuovere in Italia questa attività sperimentale affinchè anche gli astrofili italiani partecipino al lavoro svolto dalle altre comunità nel mondo.
Quando e da dove osservare
Le stelle doppie sono oggetti di “profondo cielo” che però, a differenza di galassie e nebulose, si prestano all’osservazione anche da cieli con inquinamento luminoso relativamente elevato. Il vantaggio delle doppie risiede nel fatto che ce ne sono per tutti i gusti e per tutti i telescopi, basta scegliere quelle con la luminosità e la separazione adatte alla serata ed alla strumentazione che si sta utilizzando.
Anche il seeing influenza l’osservazione, ed in particolare rende più difficile la “separazione” di quelle molto strette (cioè la capacità di distinguere le due componenti), ma basta scegliere doppie un po’ più “larghe”, per poter osservare e misurare anche in una serata di cattivo seeing. Esistono anche alcune tecniche di elaborazione delle riprese, simili a quelle utilizzate per la ripresa planetaria, che permettono migliorare i risultati ottenuti in condizioni non eccellenti.
In pratica, per quanto detto brevemente, l’attività di osservazione e misurazione delle doppie si presta ad essere svolta per quasi tutto l’arco del mese, anche dal balcone di casa ed anche dalla città, per cui anche chi è appassionato delle trasferte con la Luna nuova, visualista o astrofotografo, può svolgere questa attività da casa in qualche serata intermedia tra due Lune nuove.
Cosa misurare
I parametri fondamentali che identificano le stelle doppie e multiple sono tre:
– la magnitudine delle due componenti
– l’angolo di posizione
– la separazione
La magnitudine delle componenti indica la loro luminosità, con lo stesso metodo utilizzato per tutte le stelle. In un sistema doppio le due componenti sono indicate come:
“componente principale” (A) quella più luminosa (con magnitudine inferiore)
“componente secondaria” (B) la meno luminosa.
L’angolo di posizione (in genere indicato con AP) è misurato in gradi ed indica di quanto è inclinata la linea immaginaria che congiunge la primaria e la secondaria rispetto al Nord (con valori positivi andando verso est), come mostrato in figura 1.
La separazione (in genere indicata con Rho) è misurata in secondi di arco (ricordiamo che un arco-secondo è pari a 1/3600 di grado) ed indica la distanza apparente tra le due componenti.
La strumentazione
Riguardo la strumentazione, sono necessari un telescopio, una montatura, preferibilmente equatoriale, ed una webcam o altro tipo di camera. E’ in pratica la strumentazione di qualsiasi astrofilo, anche alle prime armi. Il potere risolutivo teorico del telescopio, espresso in secondi d’arco, può essere calcolato in prima approssimazione con la formula di Dawes:
p = 120 / D [“] dove D è il diametro del telescopio espresso in millimetri.
Nella tabella seguente è riportato il valore di risoluzione teorica, che corrisponde in pratica alla separazione limite di una doppia che si riesce a risolvere, in funzione del diametro del telescopio. Nella pratica tale valore è fortemente limitato dalle condizioni di seeing ed inoltre stelle con forte differenza di magnitudine sono più difficili da separare.
in funzione dell’apertura
Come si effettua una misura
La tecnica di misura più semplice è quella che utilizza una montatura equatoriale, una webcam ed un apposito software. La procedura di misura prevede che, dopo aver preparato la strumentazione, si inquadri e si riprenda una doppia “di calibrazione”, cioè una doppia di cui siano noti e misurati di recente angolo di posizione e separazione. Qui sono disponibili una serie di doppie di calibrazione, ma ne sono disponibili altre in rete: http://doublebsd.altervista.org/alterpages/files/CalibrationStars_v1.pdf
Dopo si passa a riprendere una o più doppie di cui si vogliono effettuare le misure. Si possono modificare la messa a fuoco ed i parametri della camera, ma non si deve assolutamente ruotare la stessa né smontarla e rimontarla, altrimenti si deve rifare la ripresa di calibrazione. Alla fine della sessione si ripete la ripresa della doppia iniziale, per verificare che non si sia mossa la camera o modificato niente nel setup. Conviene riprendere almeno un centinaio di frame per ogni doppia, considerando che in fase di misura può capitare di scartare quelli peggiori, in modo da averne comunque un buon numero per una misura accurata. Successivamente si passa all’elaborazione dei filmati. Il software utilizzato maggiormente è Reduc, di un astrofilo francese, Florent Losse.
Il software è gratuito e per averlo bisogna inviare una email all’autore (mail: florent_losse@yahoo.fr, sito: http://www.astrosurf.com/hfosaf/).
E’ molto semplice da usare e, per le doppie ben separate e di magnitudine abbastanza diversa, esegue l’elaborazione quasi in automatico. Per le doppie difficili ha una serie di strumenti, ben fatti ma un po’ più complicati da usare, che aiutano nella misura. Sul sito c’è un tutorial in italiano tradotto da Antonio Adigrat (http://www.astrosurf.com/hfosaf/Reduc/Tutoriit.htm). Una volta effettuate le misure si può pubblicare un articolo su una pubblicazione ufficiale, ed alla fine ci si ritrova il catalogo WDS aggiornato con le proprie misure. A chi ha effettuato le misure viene assegnata una sigla che corrisponde, nell’elenco ufficiale degli osservatori, al proprio nome e cognome: una piccola soddisfazione per l’astrofilo che ha cominciato quasi per gioco.
Il sottoscritto ed Antonio Adigrat siamo a disposizione per aiuto e suggerimenti a chi volesse intraprendere questa interessante attività. Potete contattarci all’indirizzo a.noschese@astrocampania.it e antonio.adigrat@yahoo.it
Collegamenti utili:
Il catalogo ufficiale delle stelle doppie( WDS): http://ad.usno.navy.mil/wds/
Un utile strumento di ricerca, il sito Stelledoppie, di Gianluca Sordiglioni: http://stelledoppie.goaction.it/
Il bollettino delle stelle doppie: https://sites.google.com/site/ilbollettinodellestelledoppie/home
Il sito di Giuseppe Micello: http://duplicesistema.blogspot.it/