Prima luce nuovo spettroscopio

[Paolo]

In attesa di provare sul profondo cielo il nuovo spettroscopio della Sheliak aquistato presso il buon Carinci di Ortona, ho fatto un veloce test sulla stella a noi piu' vicina... Si tratta di una serie di riprese di alcune fra le piu' note righe di assorbimento che si stagliano sullo spettro continuo del Sole.

Un lavoro facile dunque. In assenza di nuvole e' possibile infatti usare questo spettroscopio senza l'ausilio di un telescopio, e' sufficiente far cadere la luce diretta sulla fenditura per vedere anche ad occhio (tramite oculare) lo spettro con le sue righe. Per la registrazione ho sostituito l'oculare con la Lumenera ed ho effettuato delle brevi riprese sulle zone prescelte.

Essendo una semplice prova senza pretese "fotometriche", piuttosto per saggiare velocemente la risoluzione del sistema, ho prodotto dei files avi a 8 bit e con la Lumenera ho lavorato a risoluzione dimezzata (in binning 2x2). Nonostante queste limitazioni devo dire che, paragnato al precedente spettroscopio di Marcello Lugli (uno strumento di tutto rispetto), la quantita' e la definizione delle righe sono impressionanti.

Per queste riprese ho utilizzato sia il reticolo da 600 l/mm che quello a 2400 l/mm. Allego di seguito i risultati, ovvero lo spettro di origine monocromatico (la camera di ripresa e' monocromatica), il profilo calibrato unicamente in frequenza con Visual Spec e lo spettro con la sua colorazione.

Chi ha letto qualcosa di spettroscopia avra' sentito parlare del "doppietto del sodio", in pratica due righe scure (cosiddette di assorbimento) abbastanza ravvicinate (circa 6 Angstrom) visibili nell'area gialla dello spettro del Sole o di stelle con tipo spettrale simile. Siamo a bassa risoluzione, con una scala di 0.8 A/pixel (ho usato il reticolo a 600 l/mm):

http://quasar.teoth.it/gallery/albums/u ... Na_600.jpg

Spostandoci un po' verso lunghezze d'onda piu' brevi, dove il colore diventa verde, troviamo un altro gruppo tipico, stavolta di tre linee di assorbimento, il tripletto del magnesio.
Sempre a 600 l/mm:

http://quasar.teoth.it/gallery/albums/u ... MG_600.jpg

Verso il rosso troviamo la fatidica riga dell'idrogeno, H-alfa, centrata sulla frequenza di emissione di moltissime nebulose:

http://quasar.teoth.it/gallery/albums/u ... ha_600.jpg

Spingendoci nella regione infrarossa compare un particolarissimo sistema di righe dovuto non al Sole ma all'assorbimento dell'atmosfera, in particolare ad opera delle molecole di O2:

http://quasar.teoth.it/gallery/albums/u ... o2_600.jpg

Queste che seguono sono le stesse zone (ad esclusione del doppietto del sodio) riprese per mezzo del reticolo con 2400 l/mm che consente di aumentare notevolmente la risoluzione. Siamo infatti attorno al 0.11 Angstrom/pixel (nonostante il binning 2x2).

Tripletto del Magnesio:

http://quasar.teoth.it/gallery/albums/u ... G_2400.jpg

H-alfa:

http://quasar.teoth.it/gallery/albums/u ... a_2400.jpg

O2 atmosferico (la maggiore risoluzione ha permesso di separare le serie di doppietti):

http://quasar.teoth.it/gallery/albums/u ... 2_2400.jpg

Tutto si vede decisamente meglio usando il reticolo da 2400 l/mm, lo scopo di quello da 600 l/mm e' principalmente di permettere, con un buon compromesso, la ripresa di soggetti del profondo cielo che sono meno luminosi. Il 2400 distribuisce la luce su un'area molto vasta e per questo occorre limitarsi ai soggetti piu' luminosi, con il 600 invece diventano accessibili stelle piu' deboli, comete (luminose), ecc. Assieme allo spettroscopio ho preso un semplice ed economico reticolo a bassa dispersione, lo Star Analyzer 100, da usare per catturare lo spettro di soggetti estremamente deboli. Lo spettro risultante ovviamente ha una risoluzione molto bassa, ma sufficiente  per fare alcuni interessantissimi lavori (leggi Quasar, ecc.)

Questo e' un inizio, speriamo di trovare il tempo per mettere in atto le procedure corrette per ottenere informazioni complete ed affidabili.

Ciao, scusate la lungaggine e la galleria piena di spettri...  ;)
Paolo

[gdicarlo]

madonnina sorda!!!!!!

e' decisamente MEGLIO del monocromatore del lab del quarto anno!!!

davvero uno strumento notevole... secondo me ti ci divertirai
un casino!!!

ciao ciao g.

[Paolo]

Speriamo Giuse'... ora tocca trovare il tempo! Sul web ho letto di svariate esperienze alla portata dello spettroscopio. Se navigando ti capita di trovare qualcosa, magari metti da parte il link...

Mi sono imbattuto anche in questo simpatico "manufatto" che permette di iniziare l'avventura spettroscopica a costo quasi zero. Basta solo un compact disc da sacrificare...

http://www.cs.cmu.edu/~zhuxj/astro/html ... meter.html

Ciao ciao
Paolo

[Patrizio]

Mi sono imbattuto anche in questo simpatico "manufatto" che permette di iniziare l'avventura spettroscopica a costo quasi zero. Basta solo un compact disc da sacrificare...

http://www.cs.cmu.edu/~zhuxj/astro/html ... meter.html

Ciao ciao
Paolo

Grandioso, appena posso provo a realizzarlo ;)

Ciao ciao

[marco]

In bocca al lupo per la tua nuova attività da........, ricercatore  :-X
Con tale strumento puoi anche cimentarti alla didattica in piazza e far fare un figurone non da poco all'associazione astrofili aquilani ;)

[Paolo]

Grazie Marco ma.... quale ricercatore!!!  :-X e' proprio la faccina giusta...
Pero' devo dire che l'argomento mi attrae sempre piu'. Lo slogan di un produttore "il cielo non sara' piu' lo stesso" ha un suo fondamento...

Poi, come giustamente suggerisci, la valenza didattica e' enorme. Anche perche' non ci si limita a guardare qualcosa (intendo lo spettro con le sue informazioni chimico/fisiche, che comunque e' estremamente affascinante secondo me), ma anche noi possiamo fare dei calcoli non troppo complessi per "carpire" informazioni di grande importanza come le velocita' di allontanamento di astri lontanissimi, di rotazione, stime di massa, ecc. Senza contare che per molti soggetti lo spettro non e' stabile ma cambia nel tempo...

Con tale strumento puoi anche cimentarti alla didattica in piazza...

Piu' che in piazza pero' vedrei la cosa legata ad incontri presso gli osservatori amatoriali, sai... c'e' meno confusione! Immagina che bello sarebbe al nostro Osservatorio Astronomico Colle Leone!

Come ho avuto modo di dire spesso, tra le varie cose ci vuole tempo... tanto tempo libero. E di sicuro non ci si annoierebbe mai!

Ciao
Paolo

[Paolo]

Tra una foto e l'altra continuano le letture (tostarelle...) e le prove pratiche con lo spettroscopio. Devo dire che trovo cosi' interessante il mondo della spettroscopia amatoriale che quasi passa in secondo piano tutto il resto (l'astrofotografia pero' non si tocca!)... Piu' che altro non pensavo fossero cosi' tanti i risvolti pratici. Visitando il sito ARAS (Astronomical Ring for Access to Spectroscopy, http://astrosurf.com/aras/), si puo' avere un'idea di quanto e' vasto il campo d'azione anche per i non professionisti. Anche il buon Giovanni (Altair) mi ha dato spunti per fare lavori interessanti, senz'altro bisogna approfondire.

Dalla esigua risoluzione dello lo strumento usato per misurare il redshift del Quasar (un semplice reticolo blazed da 100 l/mm), passo a quella che dovrebbe essere la massima risoluzione dello spettroscopio LIHRES III (se ho fatto bene le cose). Lo spettroscopio e' collegato al Celestron 8, diaframmato a circa 5 mm (che spreco!) e puntato in direzione del centro del disco solare.

Questa zona dello spettro e' centrata sul tripletto del magnesio e mostra un range da 5140 a 5200 angstrom. In alto il profilo calibrato in frequenza mentre sotto riporto lo spettro catturato con la Lumenera e la sintesi a colori. La scala indicata dal sofware con cui ho fatto le elaborazioni (Visual Spec) e' di 0.06 A/pixel (tutti gli spettri che riporto sono calibrati solo in frequenza).

http://quasar.teoth.it/gallery/albums/u ... esi_mg.jpg

In questa zona attorno alla riga h-alfa dell'idrogeno e' sovrapposto uno spettro sintetico con le righe atmosferiche dell'H2O (dette righe telluriche). Anche se queste "disturbano", come e' ben visibile, lo spettro osservato, sono di fondamentale utilita'. Essendo tante e di frequenza nota permettono di scalare e correggere al meglio anche le piccolissime distorsioni geometriche di natura strumentale. Lo spettro calibrato con queste righe, essendo assorbimenti della nostra atmosfera per cui le righe non risentono dell'effetto Doppler, e' perfetto per misure di precisione del redshift.

http://quasar.teoth.it/gallery/albums/u ... uriche.jpg

In questo grafico invece la scala orizzontale e' espressa in funzione della velocita' di allontanamento/avvicinamento rispetto ad un punto prefissato. Se ad esempio stessimo osservando una nova la riga h-alfa risulterebbe allargata e l'entita' dell'ampiezza darebbe a colpo d'occhio la sua velocita' di espansione. Questa visualizzazione rende comunque l'idea della risoluzione dello spettro in termini di velocita' radiale.

http://quasar.teoth.it/gallery/albums/u ... oppler.jpg

Capisco che l'argomento puo' risultare noioso per chi pratica l'astronomia principalmente nel modo piu' "classico" (che a me piace tantissimo) e mi scuso per questi topic cosi' strani... Non ci fate caso, per me sono una specie di promemoria che vorrei mantenere sul forum anche per trovare magari qualche altro appassionato. Credo invece non sarebbe male parlare dei principi elementari della spettroscopia e dei primi passi che l'astrofilo puo' compiere con una strumentazione economica... sarebbe sicuramente una lettura piu' interessante! Tempo permettendo...

A presto
Paolo