Emissioni vulcaniche del satellite Io

[Paolo]

Che la spettroscopia amatoriale sia una attivita' assai giovane si capisce anche per l'esistenza di casi come questo. E' sorprendentemente semplice rilevare con lo spettroscopio la presenza di emissioni vulcaniche del satellite di Giove osservandone gli effetti dovuti all'interazione con la luce ultravioletta solare e la forte magnetosfera del pianeta. Il sodio allo stato atomico, anche se presente in piccola percentuale nelle esalazioni vulcaniche, e' capace di produrre forti righe di emissione nella parte visibile dello spettro.

Qualche giorno fa, sul forum ARAS, Christian Buil ha annunciato di aver osservato (molto probabilmente per primo tra i non professionisti) il doppietto del sodio in emissione (linee D2 e D1 a 5889.95 A e 5895.92 A). Le verifiche sono proseguite puntando il telescopio in zone vicine al satellite confermando, sulla base di spettri a bassa risoluzione, la presenza di una "nuvola" di sodio allo stato atomico abbastanza vasta e di forma asimmetrica attorno al satellite.

La sera del 3 novembre le condizioni geometriche del satellite erano buone (massima distanza da Giove) ed ho voluto verificare se fosse davvero cosi' facile compiere una osservazione analoga anche con una strumentazione come la mia. La presenza della Luna (e di una leggera velatura) ha rischiarato il fondo cielo introducendo un leggero spettro solare in tutto il frame. Cio' nonostante, con una manciata di secondi di esposizione, l'emissione (blend delle D1+D2, che ad una risoluzione cosi' bassa non sono separate) risulta perfettamente visibile.

Per evitare il piu' possibile il bagliore di Giove ho orientato la fenditura quasi parallela al suo asse polare ed ho posizionato il satellite appena fuori la fenditura. Ho provato anche a prendere uno spettro con il satellite in fenditura, in questo caso pero' l'emissione del sodio e' meno evidente sia per il bagliore del satellite, sia per il fatto che la sua luce, riflessa dal Sole, ha il doppietto in assorbimento (dal mix risulta un assorbimento un po' meno marcato).

Ho fatto una sintesi del lavoro nella seguente composizione:

Dall'alto, la figura mostra:

- La vista sulla fenditura durante la ripresa dello spettro. Io e' fuori slit alla prima tacca. In fenditura una zona che si trova a circa 11 arcosecondi o 30000 Km (lato ovest) dal satellite, a 6 raggi gioviani dal pianeta.

- Spettro bidimensionale in cui e' visibile l'emissione del sodio ed il fondo di luce solare riflessa dalla Luna e diffusa dalla nostra atmosfera. Notare l'asimmetria della riga di emissione rispetto al leggero background dovuto al bagliore del satellite che passa attraverso la fenditura (sebbene si trovi ad una certa distanza).

- Stesso spettro bidimensionale ma con rimozione del fondo cielo. L'emissione e' piu' evidente.

- Profilo corretto per la risposta strumentale estratto dallo spettro 2D con fondo rimosso. Il leggero continuo che si osserva e' relativo al bagliore del satellite.

In una analoga osservazione, relativa pero' ad un altro satellite, Ganimede, ho rilevato che non ci sono emissioni apprezzabili del sodio nello spettro. Cio' conferma la caratteristica di Io, di fatto il satellite piu' attivo del sistema solare.

Consiglio a tutti coloro che hanno uno spettroscopio a fenditura (anche a bassa risoluzione) di fare questa particolare esperienza. Soprattutto provare ad infittire le osservazioni nei pressi del satellite in un'area piuttosto grande per valutare l'estensione della nube. L'asimmetria osservata suggerisce una forma allungata. Tra l'altro l'osservazione e' possibile anche se si opera da zone fortemente inquinate perche' le righe interessate si trovano in una zona dello spettro in cui le lampade al sodio ad alta pressione presentano un fenomeno di autoassorbimento. Queste lampade non sono l'unica fonte di inquinamento luminoso ma ne rappresentano comunque una grossa percentuale. Con risoluzioni spettrali maggiori si possono invece effettuare anche interessanti misure di velocita' radiale, tuttavia diventa necessario lavorare con grandi aperture ed aumentare parecchio i tempi di esposizione. Potrebbe essere interessante tentare anche una ripresa con un reticolo diffrattivo come lo Star Analyser 100. Da capire se, in buone condizioni di seeing, trasparenza atmosferica e con una opportuna scala d'immagine, sia possibile discernere la nebulosa di sodio oppure se questa possa venire "oscurata" dal bagliore del satellite.

Ciao,
Paolo

[mmorri2]

Very interesting....Mi ricordo quando furono fotografati per la prima volta dalle sonde i vulcani di Io. Chi sa se precedentemente qualcuno aveva applicato questa tecnica e se qualcuno aveva già previsto la presenza di vulcani attivi su IO.

[gdicarlo]

assolutamente fantastico...

non sarai stato il primo a farlo, ma e' un lavoro sopraffino...

un'altra occasione per rimarcare le possibilita' della spettroscopia
con piccoli diametri, anche a bassa risoluzione

complimenti ancora e buon lavoro per le prossime notti serene

ciao ciao g.

[Marco Di Lorenzo]

Se non sbaglio, questa nube toroidale fu rilevata per la prima volta 32 anni fa dalle sonde Voyager (forse anche da terra nello stesso periodo)... semplicemente straordinario, Paolo!
Mi si permetta una sviolinata: l'espressione "è sorprendente semplice" naturalmente va relativizzata a un astrofilo veramente evoluto e in gamba come te... ti assicuro che non è da tutti!

[Paolo]

Sono lusingato per quello che dite ma dovete credermi, e' un target per niente difficile e non servono strumenti ad alta risoluzione. E' piu' impegnativo prendere una supernova con lo Star Analyser 100. Per questo ho aperto il topic dicendo che la spettroscopia amatoriale e' giovane, chissa' quante altre cose interessanti sono dietro l'angolo ma non c'e' stato ancora il tempo di trovarle...

Ciao
Paolo

[Darko]

Gran bel lavoro Paolo
Secondo te con il Dados (200 o 900 l/mm) si potrà fare qualcosa? Cioè aumentando la dispersione si potrà indagare meglio oppure è meglio rimanere a bassa dispersione?

Ci proviamo? Martedì se il meteo ci assiste proveremo

Saluti

[Paolo]

Grazie anche a te Dario, poco fa ho risposto in privato alla tua e-mail.

Per questa esperienza, al vostro posto comincerei a lavorare con il Dados + reticolo da 200 l/mm. E' vero che l'emissione del sodio e' abbastanza marcata ma cio' che ho registrato potrebbe rappresentare solo la parte piu' luminosa della nube. Tra l'altro, mantenendo la risoluzione molto bassa, io ho potuto "fondere" assieme le due righe del doppietto a vantaggio del rapporto s/r.

Piu' che alzare la risoluzione (che comunque rappresenta un interessante un campo di studio), proverei ad usare una focale di ripresa abbastanza sostenuta per isolare al meglio la nube dalla luce del pianeta e degli altri satelliti galileiani.

Per le osservazioni in questo periodo ci sarebbe il problema del bagliore legato alla Luna quasi piena. Come dicevo in un altro post, lo spettro solare che ti ritrovi nel background e' abbastanza fastidioso per valutare in tempo reale (appena scaricato il frame) la presenza della nube nelle zone piu' deboli. E' vero che il Sole ha la stessa lunghezza d'onda in assorbimento, tuttavia si perde il contrasto perche' subito prima e subito dopo il doppietto c'e' il forte continuo solare.

E' solo per avvertirvi, non rinunciate se avete possibilita' di riprendere. Anche io ho lavorato con la Luna piena ma penso che nel novilunio sia tutto piu' semplice.

Teneteci aggiornati!
A presto
Paolo

[Darko]

Grazie anche a te Dario, poco fa ho risposto in privato alla tua e-mail.

mail ricevuta, ti rispondo domani con calma

Per questa esperienza, al vostro posto comincerei a lavorare con il Dados + reticolo da 200 l/mm.

ok, proporrò la cosa agli amici spettroscopisti, anche se attualmente abbiamo montato il reticolo da 900 l/mm

Piu' che alzare la risoluzione (che comunque rappresenta un interessante un campo di studio), proverei ad usare una focale di ripresa abbastanza sostenuta per isolare al meglio la nube dalla luce del pianeta e degli altri satelliti galileiani.

abbiamo 2.8 metri di focale (C11) aumentare oltre lo eviterei perchè abbiamo problemi alla montatura

E' solo per avvertirvi, non rinunciate se avete possibilita' di riprendere. Anche io ho lavorato con la Luna piena ma penso che nel novilunio sia tutto piu' semplice.

farò tesoro di questi suggerimenti

Teneteci aggiornati!
A presto
Paolo

Sarà fatto!

Ciao
Dario