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8 aprile 2011

Si fa presto a dire "wow!"

Una delle domande ricorrenti di fronte a una bella immagine astronomica è: ma i miei occhi, di fronte a un oggetto del genere, cosa vedrebbero? Quanto è "realistica" la foto che sto osservando?

Qualunque foto è un'elaborazione della realtà, è ovvio. Ma nel caso delle immagini astronomiche la questione è un po' più complessa. Intanto, c'è il problema dei "falsi colori", che vengono assegnati in modo arbitrario per isolare informazioni provenienti da diverse bande elettromagnetiche. Ma, su questo, ho già scritto qualcosa in passato.

C'è però un altro aspetto, che ha a che fare con la limitata capacità degli occhi di osservare oggetti poco luminosi. Da ragazzini, siamo rimasti tutti a bocca aperta di fronte a questa scena:


Luke e Leia (o Leila, fate voi), da quello che sembra, stanno guardando una galassia a spirale, come la nostra Via Lattea. Sarebbe bello poter assistere a uno spettacolo del genere, no? Qualcosa ci dice che nella vita reale non è possibile, e in effetti è così. Ma la ragione non è quella che ci aspetteremmo. Il problema non è che ci manca un'astronave per poter avvicinarci a una galassia (o uscire dalla nostra per guardarla da fuori). Una galassia è un oggetto molto grande: per vederla così estesa, nel cielo, Luke e Leia non devono essersi avvicinati poi molto (relativamente parlando).

Prendiamo la galassia di Andromeda. È la più vicina alla nostra. Vicina si fa per dire: due milioni e mezzo di anni luce, ma insomma. È comunque abbastanza vicina da occupare una regione di cielo piuttosto grande: tra i tre e i quattro gradi. Per dare un'idea di quanto è grande, possiamo confrontarla con il disco lunare:

Credit: REU program, N.A.Sharp/NOAO/AURA/NSF

Più o meno ci siamo: quanto a grandezza, sembra proprio come la galassia che stanno guardando Luke e Leia. Ma perché, allora, alzando gli occhi al cielo non vediamo una cosa del genere? Ancora un po' di pazienza, ci stiamo arrivando.

Per specificare quanto ci appare luminoso un oggetto celeste, gli astronomi usano un numero: la magnitudine apparente. È un'unità di misura un po' strana. Più un oggetto appare luminoso, più è piccola la magnitudine. Il Sole, visto dalla Terra, è talmente luminoso che la sua magnitudine apparente è negativa: -26.74. La Luna piena ha una magnitudine apparente di -12.92. Ed ecco un'altra stranezza della magnitudine: è un'unità logaritmica. Quando la magnitudine aumenta di 1, la luminosità diminuisce di circa 2,5 volte. Quindi, la Luna è molto meno luminosa del Sole: ci sono circa 14 magnitudini di differenza, il che significa che la Luna è 2,5 elevato alla 14 volte meno luminosa del Sole. Ovvero, quasi quattrocentomila volte meno luminosa.

Bene, ci siamo quasi. Cerchiamo informazioni sulla magnitudine apparente della galassia di Andromeda, e troviamo 3.4. Ci sono circa 16,32 magnitudini di differenza con la Luna piena. Quindi, a conti fatti, la galassia di Andromeda è circa tre milioni di volte meno luminosa della Luna. Il confronto di sopra tra la Luna e Andromeda, dunque, è realistico per quanto riguarda le dimensioni, ma non per la luminosità.

Ma non è finita. Infatti, in buone condizioni di visibilità, si possono vedere a occhio nudo stelle di magnitudine compresa tra 3 e 4. Ma la galassia di Andromeda non è un puntino, come una stella: è un oggetto esteso. Questo significa che la stessa luminosità è "diluita" su un'area più grande, e i nostri occhi fanno più fatica a vederla chiaramente. Anche usando un telescopio, la luce della galassia dovrebbe depositarsi per un tempo sufficientemente lungo sul sensore di una fotocamera, prima di formare un'immagine del genere. Quando guardiamo un'immagine astronomica, quindi, dobbiamo sempre tenere presente che c'è voluto un certo tempo di osservazione, magari molto lungo, per ottenerla.

Morale della favola: né Luke né Leia potrebbero assistere direttamente a uno spettacolo del genere, e nemmeno noi. Ma non escluderei che R2-D2 e C-3PO possano farcela, beati loro.
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