Cataloghi astronomici
Prof. Roberto Nesci
Dipartimento di Fisica
Universita’ La Sapienza
Roma
10-11-2011
Corso di Astrofotografia
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Perche’ i cataloghi?
Scopi di questo Corso sono:
1.
farvi realizzare un mini atlante fotografico parziale del cielo.
2.
Imparare a fare misure di luminosita’ di stelle per poter
seguire le variazioni di luminosita’ di stelle variabili.
E’ qundi necessario saper identificare le stelle e saper trovare le
informazioni sulla loro luminosita’.
Data la stagione, si propone di studiare le seguenti costellazioni:
Orsa Minore, Cigno, Aquila, Lira, Orione.
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Dati stellari principali
I dati principali di una stella sono:
1.
Le coordinate celesti;
2.
La luminosita’ ad una assegnata lunghezza d’onda;
3.
Il colore, ossia il rapporto tra luminosita’ a due diverse lunghezze
d’onda;
Le coordinate celesti sono analoghe alle coordinate geografiche sulla
superficie terrestre;
si chiamano Ascensione Retta (AR, analogo della longitudine) e
Declinazione (DEC, analogo della latitudine) ed identificano in
maniera univoca la stella.
Potete immaginarle come la proiezione sulla sfera celeste di un reticolato
di meridiani e paralleli:
i poli celesti sono sul prolungamento dell’asse di rotazione terrestre,
l’equatore celeste e’ sul piano dell’equatore terrestre.
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Dati stellari principali
La AR si indica in Ore, Minuti, Secondi, oppure in gradi e decimali.
Va da 0 a 24 ore, ovvero da 0 a 360 gradi da est verso ovest.
La DEC si indica in Gradi, Minuti, Secondi, oppure gradi e decimali.
Va da -90 (polo celeste sud) a +90 (polo celeste nord) con lo zero
sull’equatore celeste.
Esempio: Vega si trova a AR 18 36 56.3 ; DEC +38 47 01
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Luminosita’ delle stelle
La luminosita’ di una stella, in un certo intervallo di lunghezze d’onda,
e’ fisicamente un flusso luminoso F (energia/tempo/superficie);
nel sistema internazionale si misura quindi in Watt/metro_quadro.
Il Sole ha F=1360 W/mq.
Normalmente la luminosita’ viene data in magnitudini, definite come
-2.5*Log(F)+C;
La ragione di questa scala logaritmica anziche’ lineare e’ che l’occhio
risponde in maniera logaritmica alla intensita’ luminosa;
La ragione del segno - e’ storica: il catalogo stellare di Tolomeo (II
secolo d.C.) metteva la grandezza delle stelle dalla Prima alla
Sesta, con le stelle di prima classe piu’ brillanti.
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Magnitudini
La costante C che compare nella formula della magnitudine e’ stata
scelta in modo che la stella Vega, la piu’ brillante dell’emisfero
celeste Nord, avesse magnitudine zero.
La magnitudine del Sole in questa scala e’ -26.5
La magnitudine della Luna Piena -12.5
Le stelle piu’ deboli visibili a occhio nudo sono circa di magnitudine
+6
Il flusso di una stella e’ diverso per diverse lunghezze d’onda, per
cui una stella ha magnitudine differente a secondo della
lunghezza d’onda considerata.
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Colori stellari
Dalla formula m=-2.5Log(F)+C e’ evidente che una differenza di
magnitudini e’ un rapporto di flussi:
m1-m2=-2.5Log(F1/F2)
Il colore di una stella e’ il rapporto del flusso della stella a due
lunghezze d’onda diverse, quindi e’ la differenza delle
magnitudini della stella a quelle lunghezze d’onda.
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Cataloghi stellari
Un catalogo stellare e’ un elenco di stelle contenente le coordinate
celesti e la magnitudine della stella a una data (o piu’)
lunghezza d’onda.
Ci sono cataloghi specializzati per la precisione delle coordinate
(cataloghi astrometrici)
Altri specializzati per la precisione delle magnitudini (cataloghi
fotometrici).
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Principali cataloghi
• I principali cataloghi stellari oggi in uso sono disponibili
in rete in formato digitale e sono liberamente accessibili
a tutti.
• La banca dati astronomici europea professionale ha
sede a Strasburgo (Centree Donnee Stellaires, CDS)
ed ha indirizzo: http://cdsweb.u-strasbg.fr/ ; contiene
oltre 9000 cataloghi.
• Per l’uso amatoriale i cataloghi piu’ utili sono:
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Elenco Cataloghi
1.
2.
3.
4.
Bright Star Catalogue: contiene le stelle fino alla magnitudine
visuale 6.5, in pratica tutte le stelle visibili ad occhio nudo in
eccellenti condizioni;
Tycho2 catalogue: contiene le stelle fino alla magnitudine
V=13 ed e’ basato sui dati del satellite Hipparcos;
Guide Star Catalogue (GSC2.3): contiene stelle fino alla
magnitudine 18 ed e’ basato sulle lastre fotografiche di tutto il
cielo dei telescopi Schmidt di Monte Palomar (USA), Siding
Spring (Australia) e La Silla (Cile):
General Catalogue of Variable Stars (GCVS), una raccolta di
tutte le stelle variabili note, che viene aggiornata
periodicamente. Questo e’ un catalogo eterogeneo, basato
sulle scoperte fatte dai singoli astronomi.
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Contenuto dei cataloghi
•
•
•
•
Del GSC esiste una versione ridotta (GSC1.1) in formato utilizzabile da
diversi software astronomici amatoriali, anch’essa liberamente
scaricabile via web.
Questi cataloghi danno le posizioni delle stelle con accuratezza
migliore del decimillesimo di grado e le loro magnitudini in varie bande
fotometriche (blu, verde, rosso, infrarosso)
Ogni catalogo ha il suo sistema di magnitudini, per cui ci sono
differenze sistematiche di luminosita’ per una data stella tra un catalogo
e l’altro. I passaggi da un sistema all’altro sono possibili, se non si
richiede una grande precisione.
Il GCVS riporta il nome della stella variabile, le coordinate, gli estremi di
variabilita’ della magnitudine e la classificazione (es. Cefeide, ad
eclisse, Nova, Mira, ecc.).
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Cataloghi
• In generale non e’ bene mescolare magnitudini tra vari
cataloghi.
• Poiche’ i dati dei vari cataloghi sono stati presi ad epoche
diverse, per stelle variabili le differenze di magnitudine da un
catalogo all’altro dipendono anche dalla variabilita’ intrinseca
della stella.
• Le posizioni stellari sono riportate in genere all’anno 2000.0.
• I diametri apparenti delle stelle, viste da Terra, sono dell’ordine
di un secondo d’arco, per cui una data stella puo’ avere in
differenti cataloghi una posizione leggermente diversa, entro
questa tolleranza.
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Stelle variabili
• Per le stelle variabili sono importanti anche alcuni siti web
amatoriali, gestiti dalle associazioni degli Stati Uniti (AAVSO)
www.aavso.org/lcg, della Gran Bretagna (BAA)
www.britastro.org/vss, e del Giappone (VSNET)
http://www.kusastro.kyoto-u.ac.jp/vsnet/.
Esiste anche una sezione dell’Unione Astrofili Italiani con sito
http://stellevariabili.uai.it/
• Questi siti sono costantemente aggiornati dai contributi di
astronomi amatoriali di tutto il mondo, e forniscono per ogni
stella variabile la cartina di identificazione, le stelle vicine non
variabili di confronto e la curva di luce (magnitudine in funzione
del tempo) aggiornata in tempo reale.
• Il contributo dei non professionisti allo studio delle variabili e’
stato ed e’ tuttora di primaria importanza scientifica.
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Planetari virtuali
Un modo semplice per avere simultaneamente una carta celeste e
un catalogo di magnitudini stellari e’ l’uso di un Planetario
Virtuale, cioe’ di un programma che visualizza una zona di
cielo e permette, cliccando su una stella, di avere le sue
coordinate e magnitudini.
Ne esistono diversi, sia gratuiti che a pagamento, per vari sistemi
operativi (Linux, Mac_OS, Windows).
Sono tutti sostanzialmente buoni, ma hanno diverse funzionalita’ e
la scelta dipende dalle specifiche esigenze d’uso dell’utente.
Tra quelli gratuiti citiamo:
1.
Stellarium, sviluppato dall’European Southern Observatory
(ESO) (www.stellarium.org);
2.
Carte du Ciel, (SkyChart) (www.ap-i.net/skychart/start).
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