Mondi in miniatura – Asteroidi, Gennaio 2022

Parlare di asteroidi significa sondare delle origini del Sistema Solare.

Immaginiamo di disporre di una macchina del tempo, che ci possa trasportare in sicurezza e a piacimento in un qualsiasi momento vogliamo.  Per risalire alle origini del Sistema Solare, è necessario impostare l’orologio della nostra macchina del tempo a circa 5 miliardi di anni fa: allora, niente di ciò che conosciamo esisteva ancora e il nostro stesso Sole era nei primi stadi della sua infanzia, una sfera rarefatta di gas e polveri. Al suo interno, nell’arco di alcuni milioni di anni, i moti vorticosi ereditati dalla nube progenitrice avrebbero generato un nucleo di condensazione ed un disco in lenta rotazione attorno a quel grumo iniziale. I granelli di polvere, che all’inizio avevano dimensioni infinitesimali (un diametro di un millesimo di millimetro), si sarebbero uniti in corpi di dimensioni mano a mano più grandi, attraverso processi le cui fasi sono ancora oggetto di studio e le cui dinamiche non sono ancora state comprese fino in fondo; tuttavia, quello che è importante è che migliaia di miliardi di infinitesimi granelli di polvere si aggregarono fino a dare forma ad una moltitudine di planetesimi (gli embrioni di quelli che definiremo poi i pianeti) e di asteroidi.

Negli ultimi anni è molto cresciuta l’attenzione nello studio degli Asteroidi, specialmente per quelli che possono rappresentare un potenziale, catastrofico, pericolo di impatto per il nostro pianeta. Lo studio dei NEO (Near Earth Object) è tra i campi in cui la collaborazione tra astrofili e professionisti è più stretta e proficua. Tra i fautori di questa importante sinergia si annoverano figure di spicco di livello internazionale, come l’astronomo Fabrizio Bernardi, scopritore dell’asteroide Apophis e responsabile del programma NeoDys.

A caccia di asteroidi!

L’osservazione degli asteroidi è sicuramente alla portata della strumentazione di un astrofilo.

Gli asteroidi più luminosi posso essere osservati in visuale, sotto cieli scuri, con telescopi di almeno 20/25 cm di apertura, mentre per quelli più deboli è necessario utilizzare un buon strumento dotato di camera CCD oppure CMOS. Innanzitutto sarà necessario prepararsi alla sessione osservativa, conoscendo in anticipo la posizione precisa dell’oggetto che vogliamo immortalare: allo scopo si potrà utilizzare il servizio online reso disponibile dal Minor Planet Center, dal quale è possibile generare le effemeridi di precisione, che ci consentiranno di andare a colpo sicuro nella nostra “caccia”. In alternativa, per la generazione delle effemeridi sarà possibile utilizzare un programma di planetario: in tal caso dovremo avere l’accortezza di aggiornare i parametri orbitali del programma.

L’osservazione degli Asteroidi introduce una piccola “complicazione” nei tempi di esposizione, dovuta alla velocità angolare che caratterizza questi oggetti. Un esempio nelle immagini di seguito:

L’asteroide (197) Arete ripreso la notte dell’11 Dicembre 2021 nell’ambito di una sessione di fotometria asteroidale. Si può notare l’aspetto puntiforme dell’oggetto, dovuto a dei tempi di esposizione tra i 4 e i 5 minuti.

Vari sono i software che possono essere utilizzati per l’elaborazione delle immagini nelle quali sono presenti i nostri soggetti, Deep Sky Stacker ne è un esempio. In questo caso il software utilizzato è Thyco Tracker (per la riduzione astrometrica, è scaricabile in versione di prova gratuita).

(197) Arete come appare in una integrazione con tempi di esposizione ben maggiori: in questo caso di 45 minuti. La traccia è evidentissima e rende bene l’idea del movimento dell’asteroide.

Sarà necessario quindi trovare un compromesso: vogliamo che l’oggetto nelle nostre immagini appaia puntiforme come una stella oppure desideriamo evidenziarne il movimento, facendolo apparire come una piccola “strisciata” sullo sfondo delle stelle di campo?

Nel primo caso utilizzeremo un tempo di esposizione perfettamente calibrato con il rateo di moto angolare dell’oggetto e, se questo è sufficientemente luminoso, apparirà nelle singole immagini come una stella tra le tante. Nel caso si preferisse mettere in evidenza il movimento, utilizzeremo tempi di esposizione più lunghi, in modo che si percepisca la traccia del movimento, e nelle nostre immagini l’asteroide apparirà come una piccola striscia luminosa di forma più o meno allungata, in base alla durata dell’esposizione.

Cosa osservare a gennaio 2022

(7) Iris è un asteroide di fascia principale che compie un’orbita intorno al Sole ogni 1.350 giorni (3.70 anni) ad una distanza compresa tra le 1.84 e le 2.93 unità astronomiche (rispettivamente, 275.260.081 Km al perielio e 438.321.759 Km all’afelio).

Deve il suo nome a Iride, personaggio mitologico, personificazione dell’arcobaleno e messaggera degli dei. Scoperto da John Russell Hind il 13 di Agosto del 1847, questo grande asteroide (con i suoi 199 Kilometri di diametro è più grande del 99% degli Asteroidi ad oggi conosciuti) sarà in opposizione (ovvero si troverà alla minima distanza dalla Terra) il 13 Gennaio del 2022. In questo frangente raggiungerà la massima brillantezza con una magnitudine di 7.7. Ipotizziamo quindi di volerlo riprendere tra le notti del 12 e del 14 (Gennaio) quando solcherà il cielo muovendosi di 0,70 secondi d’arco al minuto.

Per far si che l’oggetto mantenga un aspetto puntiforme nelle nostre immagini, dovremo utilizzare dei tempi di esposizione non più lunghi di 4 minuti. In quel lasso di tempo l’asteroide avrà infatti percorso una distanza angolare inferiore al nostro valore di campionamento, che risulterà quindi troppo piccola per essere rilevata. Al fine di ottenere invece la bella traccia che metta in risalto il movimento, dovremo poter esporre (od integrare, grazie a questa tecnica è infatti possibile “simulare” esposizioni molto lunghe attraverso la somma di un buon numero pose brevi) per un tempo più lungo e con 40 minuti di posa vedremo (7) Iris trasformarsi in una bella striscia luminosa di 28 secondi d’arco.

(68) Leto è un asteroide di fascia principale che compie un’orbita intorno al Sole ogni 1.700 giorni (4.65 anni) ad una distanza compresa tra le 2.27 e le 3.30 unità astronomiche (rispettivamente, 339.587.165 Km al perielio e 493.672.971 Km all’afelio). Deve il suo nome a Leto, madre di Apollo e di Artemide.

Scoperto dall’astronomo tedesco Karl Theodor Robert Luther  il 29 Aprile 1861, questo grande asteroide (122 Km di diametro) sarà in opposizione il 19 Gennaio del 2022, momento nel qualeraggiungerà la massima luminosità brillando di magnitudine di 11.4.

Il suo moto sarà di 0,58 secondi d’arco al minuto, quindi, per far si che l’oggetto mantenga un aspetto puntiforme nelle  nostre immagini, in questo caso, potremo utilizzare tempi di esposizione fino a 4/5 minuti. Per ottenere  una traccia di movimento dovremo esporre (o integrare) per un tempo più lungo, e con 40 minuti di posa vedremo (68) Leto trasformarsi in una bella striscia luminosa di 23 secondi d’arco. 

(925) Alphonsina è un asteroide di fascia principale che compie un’orbita intorno al Sole ogni 1.620 giorni (4.44 anni) ad una distanza compresa tra le 2.48 e le 2.92 unità astronomiche (rispettivamente, 371.002.718 Km al perielio e 436.825.780 Km all’afelio). Appartiene alla famiglia di asteroidi Hansa e misura 58 Kilometri di diametro.

Deve il suo nome in onore di due re, Alfonso X e Alfonso XIII. Scoperto dall’astronomo Catalano Josep Comas i Solà il 13 Gennaio 1920, sarà in opposizione il 10 di Gennaio del 2022 brillando ad una magnitudine di 11.6. 

Il  moto dell’oggetto sarà di 0,77 secondi d’arco al minuto, quindi, con tempi di esposizione fino a 4 minuti ne preserveremo l’aspetto puntiforme. Volendo ottenere  una traccia di movimento dovremo esporre (o integrare) per un tempo più lungo, e con 40 minuti di posa vedremo (925) Alphonsina trasformarsi in una bella striscia luminosa di 30 secondi d’arco.

NOTA: Per integrazione si intende una tecnica di post-produzione che consiste nell’allineamento e nella somma di diverse immagini ottenute con pose che possono essere molto brevi, anche dell’ordine di pochi secondi. Ne scaturirà un immagine composita, il cui tempo complessivo di esposizione sarà uguale alla somma del tempo di posa delle singole immagini, e il cui rapporto segnale rumore risulterà migliore, rispetto a quello delle singole immagini.

Selezione di asteroidi (luminosi) in opposizione il 1 gennaio 2022