Spettro della Pan-STARRS C/2011 L4
Inviato: 19 mar 2013, 15:57
Come accennato nel topic della sezione comete, il 16 marzo io e Giueppe siamo riusciti a prendere uno spettro della C/2011 L4 con il Lhires III e reticolo da 150 l/mm. Le condizioni meteo sembravano davvero proibitive per una copertura nuvolosa quasi totale al momento del tramonto del Sole ma poi siamo stati davvero fortunati, il dissolvimento serale delle nubi ha aperto una strisciolina di sereno a "contatto" con le montagne all'orizzonte. Quel tanto che ha permesso di osservare la cometa per una decina di minuti.
Il Lhires era pronto alle operazioni grazie ad un set-up effettuato in precedenza osservando il Sole (filtrato!) ed oggetti terrestri molto distanti sulle montagne all'orizzonte. Quindi, appena spuntata dalle nuvole, abbiamo cominciando l'acquisizione degli spettri. Ho disposto la fenditura in verticale (rispetto all'orizzonte) in modo da far capitare l'intero falso nucleo allungato per la rifrazione differenziale. Questo aspetto e' importantissimo perche' con una fenditura trasversale si rischia di favorire solo una regione spettrale con il continuo che risulta completamente stravolto.
Nell'intervallo di tempo in cui la cometa era completamente fuori dalle nubi abbiamo preso in sequenza 7 frame da 60 secondi. In questo "poster" c'e' la sintesi dei risultati:
La caratteristica piu' rilevante e' senz'altro la forte emissione a 589 nm (doppietto non risolto a 5890 e 5896A) generata dagli atomi di sodio. Da quanto ho letto sembra sia abbastanza raro trovarne nelle comete. Al contrario, le bande di Swan prodotte dalle molecole del carbonio (C2) sono assai deboli. Sono queste che conferiscono a molte comete la colorazione verde/azzurra del falso nucleo e della chioma. Cosa che infatti non si osserva nella Pan-STARRS, dominata invece da un giallo-arancio (dovuto anche all'arrossamento atmosferico perche' bassa sull'orizzonte). Lo spettro non rivela tracce del cianogeno (CN) a 3880A ma questo potrebbe essere causato dal fortissimo assorbimento atmosferico nella regione del violetto. Si nota anche un lieve assorbimento adiacente l'emissione del sodio (lato destro) che non riesco a spiegare. Non mi sembra dovuto ad un problema strumentale o a un artefatto del trattamento.
In sostanza il contenuto cromatico della cometa e' lo stesso della luce solare (bianco-giallo) riflessa dalle polveri, "virato" sul giallo-arancio per l'emissione del sodio e per l'arrossamento dovuto alla nostra atmosfera.
Strumentazione al lavoro. Non immaginate quante cose mi sono dovuto portare dietro per fare questa osservazione. Altro che Fonte Vetica...
Una importante nota tecnica. I profili spettrali che si vedono nel poster sono stati divisi per lo spettro solare. Questa operazione permette di isolare le caratteristiche spettrali proprie della cometa. Senza la divisione il profilo ottenuto e' miscelato con quello solare, di conseguenza meno significativo.
Non e' stato molto semplice estrapolare il corretto spettro solare con cui fare la divisione. Lo sarebbe stato prendendo, nella stessa serata, lo spettro della Luna (luce solare riflessa) o al limite una stella di tipo solare (G2V) nel momento in cui si trovavano alla stessa altezza della cometa (5.3 gradi dall'orizzonte matematico).
Purtroppo il meteo non lo ha consentito, oltretutto la Luna tramontava in una posizione in cui l'orizzonte era coperto dalle piante. Direi che siamo stati davvero fortunati ad aver preso uno spettro lunare quando l'astro di trovava a 37 gradi di altezza.
La divisione dello spettro cometario a 5 gradi per quello lunare a 37 gradi produrrebbe un grande errore nel continuo visto che l'arrossamento operato dall'atmosfera e' assai diverso per i due astri. Come utilizzare allora i due spettri? E' tornato molto utile un foglio elettronico che ho preparato tempo fa sulla base di un articolo di Christian Buil che tratta in dettaglio il calcolo della trasmissione spettrale atmosferica.
In pratica vengono considerate tre fonti di assorbimento, la diffusione di Rayleigh, l'assorbimento per le molecole di ozono e la diffusione per gli aerosol. Tre distinte formule permettono di calcolare il relativo contributo il cui totale, espresso come trasmissione atmosferica, e' mostrato nel seguente grafico:
Le curve considerano i seguenti parametri:
Altezza sull'orizzonte: 37 e 5.3 gradi
Altitudine sito: 1170 mslm
AOD (Aerosol Optical Depth): 0.05
Ho diviso la curva rossa per quella blu ottenendo il rapporto di trasmissione da 35 a 5.3 gradi che ho moltiplicato per il profilo spettrale osservato della Luna. Il risultato e' prossimo al profilo lunare "arrossato", cioe' lo spettro che avremmo osservato se la Luna si fosse trovata alla stessa altezza della cometa (ad eccezione degli assorbimenti atmosferici).
Infine lo spettro della cometa e' stato diviso per quello arrossato sinteticamente della Luna ottenendo i profili pubblicati nel poster. Gli assorbimenti tellurici rimangono evidenti anche dopo la divisione perche' l'effettiva profondita' e' assai diversa a 5 o 35 gradi di altezza.
Scusate per l'eccessivo tecnicismo, volevo lasciare una traccia del processo di elaborazione necessario per utilizzare i dati a nostra disposizione.
Speriamo di poter fare ancora qualcosa prima che la cometa diventi inosservabile... ma la vedo dura per le condizioni meteo!
A presto
Paolo
Il Lhires era pronto alle operazioni grazie ad un set-up effettuato in precedenza osservando il Sole (filtrato!) ed oggetti terrestri molto distanti sulle montagne all'orizzonte. Quindi, appena spuntata dalle nuvole, abbiamo cominciando l'acquisizione degli spettri. Ho disposto la fenditura in verticale (rispetto all'orizzonte) in modo da far capitare l'intero falso nucleo allungato per la rifrazione differenziale. Questo aspetto e' importantissimo perche' con una fenditura trasversale si rischia di favorire solo una regione spettrale con il continuo che risulta completamente stravolto.
Nell'intervallo di tempo in cui la cometa era completamente fuori dalle nubi abbiamo preso in sequenza 7 frame da 60 secondi. In questo "poster" c'e' la sintesi dei risultati:
In sostanza il contenuto cromatico della cometa e' lo stesso della luce solare (bianco-giallo) riflessa dalle polveri, "virato" sul giallo-arancio per l'emissione del sodio e per l'arrossamento dovuto alla nostra atmosfera.
Strumentazione al lavoro. Non immaginate quante cose mi sono dovuto portare dietro per fare questa osservazione. Altro che Fonte Vetica...
Non e' stato molto semplice estrapolare il corretto spettro solare con cui fare la divisione. Lo sarebbe stato prendendo, nella stessa serata, lo spettro della Luna (luce solare riflessa) o al limite una stella di tipo solare (G2V) nel momento in cui si trovavano alla stessa altezza della cometa (5.3 gradi dall'orizzonte matematico).
Purtroppo il meteo non lo ha consentito, oltretutto la Luna tramontava in una posizione in cui l'orizzonte era coperto dalle piante. Direi che siamo stati davvero fortunati ad aver preso uno spettro lunare quando l'astro di trovava a 37 gradi di altezza.
La divisione dello spettro cometario a 5 gradi per quello lunare a 37 gradi produrrebbe un grande errore nel continuo visto che l'arrossamento operato dall'atmosfera e' assai diverso per i due astri. Come utilizzare allora i due spettri? E' tornato molto utile un foglio elettronico che ho preparato tempo fa sulla base di un articolo di Christian Buil che tratta in dettaglio il calcolo della trasmissione spettrale atmosferica.
In pratica vengono considerate tre fonti di assorbimento, la diffusione di Rayleigh, l'assorbimento per le molecole di ozono e la diffusione per gli aerosol. Tre distinte formule permettono di calcolare il relativo contributo il cui totale, espresso come trasmissione atmosferica, e' mostrato nel seguente grafico:
Altezza sull'orizzonte: 37 e 5.3 gradi
Altitudine sito: 1170 mslm
AOD (Aerosol Optical Depth): 0.05
Ho diviso la curva rossa per quella blu ottenendo il rapporto di trasmissione da 35 a 5.3 gradi che ho moltiplicato per il profilo spettrale osservato della Luna. Il risultato e' prossimo al profilo lunare "arrossato", cioe' lo spettro che avremmo osservato se la Luna si fosse trovata alla stessa altezza della cometa (ad eccezione degli assorbimenti atmosferici).
Scusate per l'eccessivo tecnicismo, volevo lasciare una traccia del processo di elaborazione necessario per utilizzare i dati a nostra disposizione.
Speriamo di poter fare ancora qualcosa prima che la cometa diventi inosservabile... ma la vedo dura per le condizioni meteo!
A presto
Paolo
