L'atmosfera terrestre - Il Seeing - Stelle degli Iblei

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L'atmosfera terrestre

Il Seeing


Prima pubblicazione Febbraio 2012 - Aggiornamento Settembre 2017 - © Felice Placenti
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Il seeing

I Pianeti, il Sole e la Luna non appaiono puntiformi ma estesi, di conseguenza non sono soggetti al fenomeno della scintillazione, al contrario delle stelle; tuttavia la turbolenza atmosferica fa sì che il loro disco si veda in continua agitazione e variamente deformato.

I cambiamenti di posizione dovuti all'agitazione atmosferica, l'alterazione della figura di diffrazione formata da un obiettivo e l'alterazione dei colori determinano la qualità dell'immagine di un astro. Per definire questa qualità, che rappresenta in definitiva la bontà del cielo, viene adoperato il termine inglese seeing. Quando l'immagine di un astro è buona (ferma e nitida) si dice che vi è un buon seeing e viceversa, quando l'immagine è pessima si dice che vi è un cattivo seeing. Per valutare questo parametro astronomi e astrofili hanno messo a punto apposite scale comparative.

Per le osservazioni planetarie e lunari in Italia, e in genere in Europa, è molto usata la Scala di Antoniadi (tabella 1), basata sull'aspetto che il seeing fa assumere ai dischi planetari. La scala di Antoniadi presenta cinque gradini.

SEEINGDESCRIZIONE
ISeeing eccezionale

La visibilità è perfetta e le immagini sono immobili, non presentano alcun tremolio. Di tanto in tanto si osservano lievi ondulazioni che, però, non compromettono la visibilità dei particolari più fini.
II
Seeing buono

Le immagini presentano leggere ondulazioni intervallate da momenti di calma della durata di alcuni secondi.
III
Seeing medio

Le immagini presentano tremolii che disturbano, alternati da momenti di calma.
IV
Seeing cattivo

Tremolii continui che disturbano l'osservazione.
V
Seeing pessimo

Le immagini sono fortemente alterate. L'osservazione è sconsigliata.
Tab. 1: Scala di Antoniadi.

In Italia si utilizza anche una Scala di Antoniadi Semplificata, ma anche meno precisa, formata da sei gradini (tabella 2).
SEEINGDESCRIZIONE
1Immagini ottime
2
Immagini buone
3
Immagini sufficienti
4
Immagini insufficienti
5Immagini cattive
6
Immagini pessime
Tab. 2: Scala di Antoniadi Semplificata.

L'astronomo W.H. Pickering sviluppò due scale di seeing. La prima, che chiameremo "Scala ridotta di Pickering", è caratterizzata da sette gradini indicati da numeri pari ed è utile, secondo le intenzioni dell'autore, per telescopi con diametri intorno ai 150 mm (tabella 3). La seconda, che chiameremo "Scala estesa di Pickering", è molto più articolata, presenta 10 gradini ed è stata redatta sulla base di osservazioni che l'autore effettuò con un rifrattore di circa 130 mm di diametro (tabella 4). Le due scale prendono come riferimento l'immagine di diffrazione di una stella.

SEEINGDESCRIZIONE
0
Il disco e gli anelli della figura di diffrazione sono impastati e si agitano fortemente. L'immagine appare in continuo movimento e le sue dimensioni sono maggiori della figura di diffrazione teorica.
2
Il disco e gli anelli sono impastati e si agitano continuamente. L'immagine ha le dimensioni della figura di diffrazione.
4
Il disco è definito ma gli anelli non si distinguono.
6
Il disco è definito e gli anelli, sebbene visibili, appaiono interrotti.
8
Il disco è ben definito e gli anelli sono completi ma in movimento.
10
Il disco è ben definito. Gli anelli sono completi e fermi. L'intera immagine di diffrazione fluttua nel campo.
12
L'immagine di diffrazione è perfetta.
Tab. 3: Scala di W. H. Pickering "ridotta".


SEEINGDESCRIZIONE
1
Seeing pessimo

Il disco e gli anelli della figura di diffrazione sono confusi. Le dimensioni della stella sono più del doppio del diametro del terzo anello.
2
Seeing molto cattivo

Il disco e gli anelli sono confusi. Le dimensioni della stella sono il doppio del diametro del terzo anello.
3
Seeing cattivo

Il disco e gli anelli sono confusi. Le dimensioni della stella sono pari al diametro del terzo anello. L'immagine è più brillante al centro.
4
Seeing mediocre

Spesso si rende visibile il disco. A tratti si rendono visibili brevi archi degli anelli.
5
Seeing discreto

Il disco è sempre visibile. Sulle stelle brillanti gli archi degli anelli sono visibili frequentemente.
6
Seeing buono

Il disco è sempre visibile, così come gli archi degli anelli.
7
Seeing molto buono

A volte il disco appare ben definito e distinto dagli anelli. Gli anelli possono apparire completi o in forma di lunghi archi.
8
Seeing ottimo

Il disco è sempre ben definito e sono visibili gli anelli, quindi l'immagine di diffrazione appare completa. Tuttavia gli anelli presentano un lieve movimento.
9
Seeing quasi perfetto

Il disco è sempre ben definito. L'anello interno appare fermo mentre quelli esterni si muovono lievemente.
10
Seeing perfetto

Il disco è sempre ben definito. Tutti gli anelli appaiono immobili. Nel complesso l'immagine di diffrazione è perfetta.
Tabella 4: Scala di W. H. Pickering "estesa". E' quella maggiormente utilizzata.


L'ottico francese J. Texereau ha messo a punto una scala simile a quella di Antoniadi ma invertita. Anche questa scala è riferita all'aspetto della figura di diffrazione di una stella (tabella 5).

SEEINGDESCRIZIONE
I
Le immagini stellari si agitano fortemente.
II
Il disco centrale dell'immagine di diffrazione di una stella appare frantumato. Gli anelli sono invisibili o appena percettibili.
III
Il disco centrale delle immagini di diffrazione è deformato.
IV
Le immagini stellari presentano leggere ondulazioni.
V
Le immagini stellari sono perfette e immobili.
Tabella 5: Scala di Texereau.


Nella pratica i valori estremi delle diverse scale non si considerano mai in quanto il seeing perfetto è impossibile da riscontrare (bisognerebbe osservare dall'esterno dell'atmosfera) e il seeing peggiore non consente, di fatto, di compiere osservazioni dettagliate o riprese in alta risoluzione. Tuttavia i valori estremi sono ugualmente importanti perché fissano due riferimenti (uno superiore, uno inferiore) ai quali rapportare le valutazioni.

Spesso il valore del seeing viene indicato anche in secondi d'arco. Ciò deriva dal fatto che il seeing limita l'osservabilità dei dettagli più fini che un telescopio può risolvere. In questo caso il valore del seeing indica la misura in secondi d'arco dei più fini dettagli osservabili. A tal proposito è stata stilata una scala di undici gradini (tabella 6). In tale scala più il valore in secondi d'arco è basso migliore è il seeing. Un seeing di 2", solo per fare un esempio, consente di risolvere particolari che hanno un'estensione angolare di soli 2 secondi d'arco.

SEEINGDESCRIZIONE
0
10.00
1
5.00
2
2.50
3
1.25
40.60
50.30
60.15
70.08
80.04
9
0.02
100.01
Tabella 6: Scala del seeing con valori in secondi d'arco.


Inutile ricordare che le valutazioni del seeing devono essere eseguite su astri ben alti sopra l'orizzonte. C'è da dire, inoltre, che le valutazioni non sono mai facili, che tutte le scale per la determinazione del seeing riportano valori discreti e che le descrizioni contenute nelle scale sono state redatte in condizioni ben precise e con determinati strumenti. Insomma, serve certamente un po' di esperienza!
Ovviamente prima di effettuare una valutazione del seeing è necessario che il telescopio abbia raggiunto (!) l'equilibrio termico con l'ambiente; cosa che non sempre si verifica.


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