Profondo Cielo UAI: un progetto intrigante per partire

26 Maggio 2020 / Commenti disabilitati su Profondo Cielo UAI: un progetto intrigante per partire

UAI-Ricerca

Giuseppe Donatiello – Responsabile Sezione Nazionale di Ricerca Profondo Cielo, Unione Astrofili Italiani

L’astronomia è definita come la scienza che studia l’Universo e i corpi in esso presenti. Tale definizione può sembrare scontata e banale, ma viene da chiedersi: gli astrofili svolgono davvero attività di studio? Senza nulla togliere all’aspetto ludico e puramente contemplativo, appena una minoranza, si dedica a vere attività di studio e ricerca, vale a dire astronomia. Astronomi e astrofili hanno studiato il cielo per secoli ma i rispettivi ruoli, tuttavia, sono cambiati notevolmente in epoca moderna. Eppure, se c’è una scienza in cui il confine tra professionista e dilettante è sfumato, questa è proprio l’astronomia, probabilmente la disciplina in cui il personale non professionale contribuisce maggiormente al progresso della conoscenza, anche in quelle affini o collaterali. Ad esempio, raramente si parla del ruolo che hanno gli astrofili nella ricerca in situ di meteoriti, lo studio degli sciami meteorici, ma andrebbero anche inclusi gli appassionati di geologia come sottoclasse della planetologia.

Gli astrofili svolgono anche un ruolo importante nella diffusione della cultura del cielo ma, pur riconosciuto tale ruolo, non può essere usato a pretesto per darsi titoli e competenze che non si posseggono, con il rischio di cadere talvolta nel ridicolo: sono veramente pochissimi al mondo coloro che, a buon diritto, possono fregiarsi del titolo di “astronomo non professionista”, di solito ottenuto sul campo e riconosciuto dagli stessi professionisti.

Nonostante l’avvento dei grandi telescopi automatizzati per survey profonde, quella minoranza di astrofili impegnati (non si usi più evoluti, per favore, che non vuol dire nulla!) sono ancora in grado di fare nuove scoperte, specialmente comete, asteroidi e supernove. Grazie alla disponibilità di alta tecnologia, anche con strumentazione amatoriale, tematiche un tempo ritenute off-limit, iniziano ora a essere invece praticabili, come gli studi di spettroscopia, le popolazioni stellari, le interazioni e l’archeologia galattica, fotometria ad alta risoluzione, studio e ricerca di nane brune, transiti di esopianeti e forse prossimamente caratterizzazione delle loro atmosfere.

Se da una parte gli astronomi usano strumenti molto avanzati e telescopi enormi che sfruttano anche la potenza dei supercomputer, dall’altra c’è adesso una strumentazione tecnologicamente quasi analoga a quella professionale nella disponibilità dell’astrofilo medio. Aperture che erano prerogativa di strutture professionali qualche decennio fa, sono ora nelle strutture di Associazioni e singoli astrofili, così com’è stato registrato un notevole incremento di qualità nei dispositivi di acquisizione. Nonostante tale sviluppo, però, non c’è stata una lineare crescita in termini di produttività scientifica amatoriale, questo perché l’imaging, per quanto avvincente e appagante, sembra consistere sostanzialmente nella ripresa, senza alcun criterio scientifico, di pochi soggetti sui quali l’appassionato medio si cimenta per registrare immagini variamente interpretate, senza alcuna concreta utilità, nemmeno “estetica” poiché facilmente superabile.

Un cambio di paradigma

Non sarebbe preferibile dirottare gli sforzi verso attività che siano utili nello studio del cielo e, magari, accreditarci di una scoperta? Intanto, per conseguire tali obiettivi sono richiesti un approccio differente nello studio del cielo. Può apparire scontato, ma una solida base teorica è il requisito fondamentale prima di intraprendere qualunque tipo d’indagine. Un primo passo necessario è acquisire le nozioni base dello studio scientifico e dell’analisi dei dati, perché fare ricerca non significa ambire all’estetica, ma vuol dire produrre dati che dovranno essere verificati e validati da terzi. Non basta la sola passione e volontà, ma serve un vero cambio di visione e approccio verso la materia di studio. Basta anche un contatto marginale con gli astronomi per rendersi conto di quanto l’astrofilo medio sia lontano dal poter fare ricerca. Non basta infatti una sbirciatina su Wikipedia per credere di aver acquisito la preparazione necessaria in un certo argomento. Non basta la lettura di qualche articolo o manuale per sentirsi all’altezza, così, altrettanto, una buona preparazione nozionistica non è condizione sufficiente per considerarsi astrofisici mancati: il lavoro degli astronomi è enormemente diverso da quanto fanno gli astrofili! È pur vero che entrambi usano grossomodo gli stessi attrezzi ma – fidatevi perché ci ho a che fare quotidianamente – c’è una bella differenza tra l’uso di un 100 mm e un colosso da 10 metri e non solo in termini di dimensione, ma soprattutto in ordine di tempo osservazione, riduzione dei dati, lavoro d’equipe, competenze specifiche che stanno dietro ad ogni osservazione. Tuttavia questo non vuol dire, e i fatti lo dimostrano, che anche con uno strumento tipicamente amatoriale non sia possibile svolgere un valido lavoro scientifico, anche di punta, un po’ in tutti i settori di studio. Proprio perché automatizzate e gestite da computer, le survey , per quanto complesse, non sono infallibili e il sistema occhio/cervello è ancora molto competitivo perché capace di riconoscere e fare collegamenti mentali che nessun computer è ancora in grado di eseguire.

Prima di entrare nel dettaglio del progetto, cerchiamo di fornire degli spunti e delle linee guida per conseguire risultati potenzialmente rilevanti. I dettagli operativi invece saranno discussi in una specifica sinossi destinata a chi deciderà di partecipare a questa rassegna.

Per prima cosa si abbia ben a mente che sarà necessario dirottare le energie in un progetto di studio preciso. Questo significa concentrasi quasi esclusivamente su di esso, con poche deviazioni e spesso senza risultati immediati. La ricerca, per amatoriale che sia, richiede pazienza e costanza, quindi mal si concilia con la voglia del tutto e subito. Bisogna raccogliere una certa mole di dati, analizzarli e spesso rifare tutto per le necessarie verifiche. Anche quando i dati sono promettenti, l’ottimismo non deve alimentare facili entusiasmi ed è consigliabile una sana cautela. In questo contesto è preferibile, anzi raccomandabile, operare al fianco di qualche professionista che possa supervisionare il lavoro e aiutare poi con la pubblicazione dei risultati.

La collaborazione tra valenti dilettanti e professionisti c’è sempre stata in astronomia, ma se un tempo, il ruolo degli astrofili era relegato a mansioni di sorveglianza in specifici settori che possiamo definire classici (stelle variabili, nove e supernovae, ricerca di asteroidi e comete), grazie alla nuova strumentazione il campo di azione si è notevolmente allargato. Non solo, ma gli stessi professionisti, nel tempo hanno iniziato ad apprezzare il lavoro degli astrofili più valenti e a richiedere il loro supporto, tanto che sono in corso vari programmi che coinvolgono in sinergia le due categorie. Ci sono alcune aree in cui i dilettanti possono svolgere un ruolo piuttosto importante, specialmente per la grande disponibilità di tempo che possono dedicare senza pressione alcuna, o la grande quantità di osservazioni o calcoli indipendenti che possono svolgere collettivamente. I Progetti Pro-Am vedono ormai coinvolti un certo numero di appassionati animati da grande voglia di fare cose davvero utili.

Andiamo di seguito a descrivere, molto brevemente, alcuni campi di ricerca e tecniche operative nel contesto del Profondo cielo.

Esposizioni ultra-profonde

In un’epoca in cui l’astronomia professionale continua a produrre immagini spettacolari di oggetti “nel cielo profondo” (galassie, nebulose planetarie, ecc.), sembra sorprendente che gli astrofili possano ancora fare cose importanti, specialmente ottenendo esposizioni ultra-profonde. Ciò è dovuto principalmente alla combinazione di due fattori, vale a dire, in primo luogo, che il livello di luminosità superficiale raggiunto in un’immagine non dipende molto dall’apertura del telescopio, e, secondo, che i professionisti raramente possono passare una notte, o più, per ottenere un’immagine profonda su un singolo campo. I dilettanti possono farlo con risultati spesso molto spettacolari [si veda: David Martinez-Delgado, 2019 https://arxiv.org/abs/2001.05746]

Dal punto di vista tecnico, questa classe di riprese non comporta alcuna differenza con quelle ordinarie “brevi”, con l’unica variante il tempo d’integrazione, di norma di diverse ore. È una tecnica indipendente dalla focale di ripresa (dalla semplice lente grandangolare al telescopio di buon diametro) e può essere applicata a una certa varietà di osservazioni.

Ci sono campi d’indagine addirittura vergini, mai esplorati nemmeno dai professionisti proprio perché è richiesta una grande mole di dati e tanta perseveranza nel perseguire lo scopo. Ad esempio, non mi risulta che nessuno abbia mai mappato completamente in ottico i cirri di polveri ad alte latitudini galattiche, detti fantasiosamente Integrated Flux Nebula (IFN). Gli ambiti inesplorati sono ottimi spunti per proporre alcuni progetti, veramente accessibili a chiunque, e ce ne occuperemo un poco per volta, lanciandone altri alquanto intriganti. Partiamo comunque da quello che è forse meno impegnativo, anche sul fronte puramente psicologico, poiché non contempla tematiche esotiche che potrebbero disorientare e in cui il concetto di ultra-deep imaging può produrre i risultati più interessanti e spettacolari.

Rassegna ultraprofonda del Consiglio dei Giganti

Il Sistema Solare si trova ben all’interno del disco della Via Lattea, esteso sino a 120.000 anni luce. La Via Lattea fa parte di una collezione più ampia di galassie, il Gruppo Locale, che ha un diametro di circa 10 milioni di anni luce. Il Gruppo Locale comprende oltre 70 galassie, per lo più nane, intorno alle tre maggiori, vale a dire Andromeda (M31), la nostra Galassia e Triangulum (M33). Il Gruppo Locale è anch’esso all’interno di un insieme molto più ampio conosciuto come Ammasso della Vergine, e come il gioco delle matrioske, esso fa parte a sua volta di una struttura ancora più grande: il Superammasso Pesci-Balena, un vasto filamento di ammassi galattici che misura circa 150 milioni di anni luce di diametro e lungo un miliardo.

Uno studio pubblicato sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, delinea la disposizione delle galassie più luminose nel raggio di 35 milioni di anni luce dalla Via Lattea , da cui emerge che quelle più luminose entro i 20 milioni di anni luce, compresa la nostra, sono disposte in una struttura discoidale con 34 milioni di anni luce di diametro e uno spessore di appena 1,5 milioni.

La Via Lattea e Andromeda sono circondate da dodici grandi galassie disposte in un anello largo 24 milioni di anni luce, il Consiglio dei Giganti (tabella). Dodici dei quattordici giganti (figura), sono galassie a spirale con dischi molto appiattiti. Le restanti due sono, invece, galassie ellittiche e sarebbero disposte in punti diametralmente opposti nell’anello.

In questo progetto s’intende esplorare nel dettaglio i componenti del Consiglio con immagini ultraprofonde alla ricerca di satelliti sconosciuti o possibili strutture d’interazione mareale (stellar tidal stream). Tale indagine è stata parzialmente compiuta e, comunque, mai in modo approfondito e sistematico.

La scoperta della galassia nana sferoidale Donatiello I, forse in coppia con NGC 404, è l’esempio più emblematico di quante cose interessanti si nascondano ancora nei paraggi del Gruppo Locale. NGC 404 è una delle galassie nel cosiddetto Foglio Locale (figura sopra) che include il Consiglio dei Giganti. Quante altre galassie nane ci sono nel foglio? Quanti satelliti sono ancora sconosciuti? Esistono debolissime strutture intorno alle galassie maggiori? Queste sono alcune delle cose che andremo a indagare con ampie possibilità di successo in questo progetto.

Le galassie del Consiglio dei Giganti

ID Catalogo

Nome

Costellazione

Distanza approssimativa (milioni a.l.)

PGC 9892

Maffei I

Cassiopea

11

PGC 10217

Maffei II

Cassiopea

11

IC 342

Giraffa

11

NGC 3031

Galassia di Bode (o M81)

Orsa Maggiore

12

NGC 3034

Galassia Sigaro (o M82)

Orsa Maggiore

11

NGC 4736

M94

Cani da Caccia

15

NGC 4826

Galassia Occhio Nero (o M64)

Chioma di Berenice

16

NGC 5236

Galassia Girandola del Sud (o M83)

Idra

16

NGC 5128

Centaurus A

Centauro

11

NGC 4945

Centauro

12

PGC 50779

Galassia del Compasso

Compasso

14

NGC 253

Galassia dello Scultore

Scultore

11