Giove: l'Osservazione

Da Sezione Pianeti UAI.

Al telescopio

L’osservazione visuale, un tempo popolare, è sempre meno diffusa, a causa del passaggio dei vecchi osservatori alle tecniche di ripresa digitale, mentre i nuovi privilegiano da subito questa tecnica, relativamente facile e ricca di soddisfazioni. E’ vero che essa ha consentito un sostanziale progresso nei risultati, ma la perdita della tradizione visuale non è augurabile. Anche se vi sono pareri contrastanti, è indubbio che gli osservatori esperti possano ancora produrre informazioni visuali significative sull’intensità, il colore e l’aspetto generale dei dettagli del pianeta, a fronte dello stravolgimento che l’elaborazione delle immagini digitali spesso comporta, per non parlare del pericolo di artefatti. I dati visuali sono più omogenei con le osservazioni storiche, che servono per ricostruire la dinamica a lungo termine dell’atmosfera gioviana. Anche il neofita dovrebbe dedicare almeno una parte del tempo ad approfondire la conoscenza visuale del pianeta, sia in una prospettiva didattica, sia per il piacere intrinseco che tale attività può dare. Senza questa esperienza, si rischia di produrre immagini digitali del tutto irrealistiche, di interpretazione ambigua. L'apertura minima che si dovrebbe utilizzare dipende da ciò che si desidera ottenere. Un rifrattore da 50 mm mostra due o più bande scure che attraversano il disco ellittico del pianeta. Un 70 mm permette di vedere, in genere, altre bande, oltre ad alcune irregolarità tra le più evidenti. Aumentando il diametro dello strumento si ha un forte guadagno nel numero di particolari osservabili: in generale un riflettore da 15 cm mostra un gran numero di irregolarità atmosferiche e offre già un buon colpo d'occhio sul pianeta più mutevole del Sistema Solare. Più precisamente, è consigliabile utilizzare uno strumento del diametro minimo di 80 mm se rifrattore, e di 150 mm se riflettore. Solo se si ha a disposizione un ottimo sito osservativo conviene utilizzare un telescopio da 25 - 30 cm d'apertura, il quale, col gran numero di dettagli complessi che mostrerà in condizioni di buon seeing, è da consigliare ad osservatori esperti. Per l'osservazione dei transiti al M.C. occorre poi avere a disposizione un cronometro od un orologio che forniscano il Tempo Universale con uno scarto massimo di alcuni secondi: in pratica quanto basta per permettere di leggere il tempo con la precisione del minuto. Infine può essere utile disporre di un set di filtri colorati, comprendente il blu (Wratten 80A o 82A), il giallo o l'arancione (W12 o 21), e il verde (W58).

Tecniche osservative

Esistono vari tipi di osservazioni eseguibili, ognuno con i suoi pro e contro. Essi si integrano a vicenda nel comune intento di raccogliere la maggior quantità possibile di dati sul pianeta. Scopo dell'osservazione di Giove è sorvegliare l' attività atmosferica per seguire, interpretare e imparare a prevedere l'evolversi degli eventi atmosferici osservabili.

Descrizione

Si tratta di descrivere sinteticamente, in modo più o meno particolareggiato, l'aspetto generale del pianeta (quali sono le bande/zone più larghe, più scure, quante se ne vedono, quale delle regioni polari è più estesa,...) e/o di sue parti (la macchia rossa e i suoi dintorni, altre irregolarità,..) ponendo l'accento sulle differenze riscontrate dall'osservazione precedente. Può accompagnare un disegno, ma una descrizione pura e semplice è già utile per tenere sotto controllo l'attività del pianeta.

E' necessario far uso della nomenclatura standard onde non incorrere in ambiguità che si tradurrebbero in un' irreparabile perdita di informazioni; per formazioni complesse e irregolari è certamente più semplice affidare la descrizione particolareggiata ad un disegno.

Stima di intensità e colore

Questo tipo di osservazione deve essere accompagnato da un disegno, anche schematico, sul quale riportare direttamente le stime o richiami identificativi dei dettagli stimati. Questo garantisce che non sorgano ambiguità nell’identificazione successiva dei dettagli. I colori su Giove sono poco accentuati, specialmente nelle piccole aperture, ma molto vari (bande marroni, con varie sfumature di rosso; regioni polari, pennacchi e altro di colore blu, ...). Inoltre tali colori sono in gran parte variabili. Essi sono difficilmente valutabili se lo strumento non è almeno pari o superiore ai 200 mm di diametro, ma se ne può ottenere una stima indiretta alternando l'interposizione di un filtro blu (W80A o 82) con quella di un filtro arancione o rosso (W12 o 21). I particolari che risultano maggiormente scuri col rosso sono blu, e viceversa. Può essere utile eseguire delle stime di intensità in luce bianca, assegnando valore 0 ai dettagli più brillanti (in genere, le aree più luminose della EZ), e 10 al fondo cielo (questo è lo standard europeo).

Disegno del disco di Giove. Questa tecnica è semplice ma richiede rapidità.

Disegno del disco

E' un metodo rapido per descrivere l'aspetto generale del pianeta, e contiene numerose informazioni qualitative (forme, intensità). Esso accompagna bene le stime di intensità e colore. Di contro, le informazioni sulle posizioni dei dettagli sono poco precise. Si tenga conto che, a causa della veloce rotazione, il posizionamento dei particolari deve essere eseguito in pochi minuti (massimo 10): è difficile mantenere tale ritmo senza commettere errori, con la complicazione che i dettagli possiedono un contrasto sufficiente solo entro 30 gradi circa dal Meridiano Centrale.

Strip sketch

La rapida rotazione di Giove fa sì che in un'ora passino al meridiano centrale ben 36 gradi di longitudine. Si può sfruttare questo fatto per eseguire un disegno dei particolari man mano che transitano al meridiano centrale, "sfilando" sotto gli occhi dell'osservatore. Se vi sono molti particolari visibili si può limitare il disegno a intervalli di latitudine più o meno ampi, al fine di ottenere, ad esempio, il disegno di una porzione di una sola banda; il posizionamento in longitudine è molto accurato, se si annota almeno qualche transito al meridiano (vedi oltre): sul bordo orizzontale del disegno si può direttamente riportare, come riferimento, una scala graduata in minuti. In tal modo rispettare le proporzioni reciproche dei particolari è compito facile. Tale tipo di osservazione è giustificato se dura almeno un'ora.

Transiti

La veloce rotazione di Giove (periodo circa 9h 55m) permette di misurare con ragionevole precisione l'istante in cui un certo particolare transita al MC; inoltre l' ellitticità evidente del pianeta e l'esistenza di bande parallele all'equatore consentono di valutare con buona sicurezza la posizione di tale meridiano. Tra i vantaggi presentati da questa metodologia, i transiti possono anche non essere accompagnati da alcun disegno e sono di aiuto nell'esecuzione di strip sketch. In compenso può esserci qualche problema di identificazione per formazioni molto complesse se si fa uso della sola descrizione verbale, senza un disegno esplicativo. La soluzione migliore è pertanto abbinare ai transiti un disegno (strip sketch o, in subordine, un disegno a tutto disco per osservazioni brevi). Di pari grado con la diffusione delle immagini digitali, dove la posizione dei dettagli è misurabile con maggiore precisione, la tecnica dei transiti ha perso importanza come strumento per ricavare i periodi di rotazione alle varie latitudini (ovvero la velocità delle correnti atmosferiche).

Come eseguire un disegno del disco

Innanzitutto, si noti che il pronunciato schiacciamento polare impone l'utilizzo di profili ellittici, con l'asse minore che misura circa i 14/15 del maggiore, come sul modulo della U.A.I. Il lavoro è facilitato se si inizia a disegnare per prime le bande principali, la cui posizione serve come riferimento per le latitudini. Onde non incorrere in errori nelle proporzioni e nelle posizioni, è opportuno confrontare gli spessori e le distanze reciproche delle bande e delle zone. Successivamente si aggiungono i dettagli e le irregolarità più evidenti; a causa della veloce rotazione del pianeta, questa fase deve richiedere pochissimi minuti. L'istante intermedio nel corso di essa costituisce l'ora del disegno da annotare accanto allo stesso. Nel seguito si avrà il tempo di precisare con calma contorni e posizioni, aggiungendo anche i dettagli più fini. E' bene che il disegno sia completato a partire dal lembo "precedente" del pianeta, quello da cui i dettagli iniziano a sparire, muovendosi verso il lembo opposto man mano che la rotazione porta in posizione più favorevole, verso il Meridiano Centrale, i vari dettagli. Essi andranno posizionati facendo riferimento alle caratteristiche principali riportate in precedenza. Sebbene l'oscuramento al bordo produca un effetto di maggiore rilievo e realismo, non è indispensabile riprodurlo.

Esempio di strip sketch, limitato a latitudini selezionate.

Come eseguire uno strip sketch

In questo caso la tecnica è piuttosto particolare, tuttavia poche spiegazioni dovrebbero essere sufficienti a chiarire il principio di fondo. Un pò di pratica sul campo farà il resto. Il blank per l' esecuzione dello strip sketch, in genere si presenta con una linea orizzontale, in alto, suddivisa con tacche distanti tra loro 6 - 10 mm; ogni tratto rappresenta un intervallo di 10 minuti. Col blank così predisposto si procede al disegno, secondo le seguenti indicazioni:

• Scegliere le latitudini da disegnare: una banda particolarmente interessante, o una banda e una zona, un gruppo di bande, o l'intera estensione di latitudini.
• Iniziare il disegno sul lato sinistro del foglio segnando con delle tacche la posizione in latitudine dei bordi delle bande. Questa può essere ricavata direttamente dall'immagine telescopica oppure da stime eseguite in osservazioni precedenti.
• I dettagli della metà precedente del disco di Giove sono quelli già transitati: disegnare eventualmente quelli che si trovano ancora entro 30 gradi dal meridiano. Annotare il Tempo Universale sulla prima tacca, e quello corrispondente sulle tacche successive, incrementando di 10 minuti per ognuna.
• Procedere verso destra sul foglio, disegnando i dettagli man mano che transitano; se si annota l'istante del transito al meridiano di qualche particolare più cospicuo, il disegno risulta di molto agevolato facendo riferimento alla scala in minuti riportata al di sopra.
• Quando si desidera concludere, si possono aggiungere dei dettagli che devono ancora transitare, cercando di rispettare le proporzioni. Il risultato sarà un disegno simile a quello qui riportato.

Come rilevare i transiti al MC

Innanzitutto, l'osservazione dei transiti può avvenire senza l'esecuzione di un disegno: in tal caso ad ogni transito corrisponde una breve nota per identificare il particolare a cui si riferisce. Tale nota deve comprendere:

• la dimensione (grande, piccolo, ecc.)
• la forma (ovale, pennacchio, baia,..)
• il colore e/o l'intensità (almeno scuro/chiaro - rispetto allo sfondo)
• la posizione in latitudine (fascia o zona: SSTB, NTrZ, ecc.)
• l'estremo del particolare di cui si è rilevato il transito (p: precedente; c: centro; f: fine, seguente).

Esempio:

21h41m = piccolo ovale bianco allungato bordo N della NTB (c).

Oggi, come detto, l’importanza dei transiti come misure di posizione è ridimensionata dalla diffusione delle immagini digitali, anche se sembrano ancora utili quando le condizioni osservative sono scarse e le osservazioni si diradano, come nei mesi attorno alla congiunzione eliaca. Restano una tecnica di aiuto per gli strip sketch. Nell’esecuzione di questi, il rilevamento dei transiti è semplificato, poiché in tal caso è sufficiente una descrizione meno completa; al telescopio, anzi, basterà annotare i tempi sul disegno stesso, a fianco del dettaglio a cui corrispondono. Al momento di eseguire il disegno in bella copia, si potranno eliminare le annotazioni dei tempi e riportare i transiti in un elenco a parte. L'abbinamento strip sketch - transiti risulta dunque il più comodo e produttivo, ed è questo il motivo per cui il modulo dell' Unione Astrofili Italiani è predisposto per entrambi i tipi di osservazione.

Per quanto riguarda il calcolo della longitudine del Meridiano Centrale occorre fare riferimento alle apposite tabelle (come quelle riportate sull'Almanacco UAI), oppure utilizzare il sito internet dell' Institut de Mécanique Céléste et de Calcul des Ephémérides (IMCCE), o uno dei tanti programmi di effemeridi disponibili sul web (come WinJUPOS di H. Mettig e G. Hahn).

Ricordiamo comunque i Sistemi di longitudine in uso:

Sistema I: per particolari con una latitudine compresa tra il centro della NEB e il centro della SEB; periodo: 9h 50m 30,003s.

Sistema II: per le altre latitudini; periodo: 9h 55m 40,632s.

Sistema III: riferito al pianeta radio, e quindi legato agli strati più profondi dell’atmosfera; di interesse fisico, più che osservativo: periodo 9h 55m 29,685s.

Rilevazioni delle latitudini

Per il corretto posizionamento di bande e zone può essere necessario determinarne la latitudine, che può variare in modo apprezzabile da un'opposizione all'altra, e talvolta con la longitudine considerata. La misurazione dei disegni dà risultati grossolani, ed è ormai soppiantata da quella delle immagini digitali.

Tempi d'osservazione

Naturalmente molto dipende da ciò che si desidera ottenere: osservazioni sporadiche e di breve durata sono utili, ma assai meno significative di quelle di lunga durata eseguite a brevi intervalli. Essendo però Giove un pianeta dalla rapida rotazione, occorre qualche considerazione aggiuntiva: quanto occorre osservare nell'ipotesi di massima di voler controllare tutta la superficie del pianeta in breve tempo? E quando per rivedere un certo particolare osservato in precedenza?

Rispondiamo alla prima domanda. Per ottenere dei dati utili e completi, conviene considerare di voler coprire i 360 gradi di longitudine in non più di 15 giorni. Osservazioni della durata di due ore si dimostrano il miglior compromesso: permettono di vedere ogni volta un terzo del pianeta, se si comprendono i 30 gradi già transitati quando si inizia e i 30 non ancora transitati quando si termina. E' così possibile osservare in pochi giorni tutto il pianeta. Conviene inoltre programmare le osservazioni in anticipo, per iniziare ad osservare quando si presentano longitudini non ancora "coperte", evitando sovrapposizioni che prolungherebbero il tempo necessario per l'analisi completa del pianeta.

La copertura dell'intero pianeta ogni 15 giorni si presenta come un ritmo di lavoro ideale; naturalmente, se gli osservatori sono più di uno, il compito diventa assai meno gravoso suddividendo e si programmando adeguatamente le osservazioni.

Ovviamente, se si è costretti ad osservazioni brevi e a pochi disegni del disco, si proceda senza timori: quanto detto rappresenta il metodo ideale di programmazione della propria attività, ma se non lo si può rispettare, come capiterà spesso, è meglio osservare poco che osservare nulla! Le proprie fatiche non saranno vane, specialmente se le osservazioni affluiranno ad un centro di raccolta ed analisi.