Scintillazione: pianeti e Luna

Tutti i corpi celesti scintillano attraverso l’atmosfera, ma mica sono per forza tutte stelle, e mica per forza li vedi scintillare!

Se ti intendi poco di astronomia, questo tipo di articolo potrebbe esserti utile: vorrei presentare, in distinti post brevi, 5 tra gli argomenti importanti per lo studio delle stelle, di cui avrai probabilmente sentito parlare:

– luce “propria”, luce riflessa
scintillazione: stelle

scintillazione: pianeti e Luna
luminosità/magnitudine
interdipendenza luminosità/distanza/temperatura/superficie
riconosci l’inganno!

spettro

07/12/2021, allineamento Giove-Saturno-Venere-Luna, credit Roberto Ciri Emozione Naturaingrandisci, enlarge

Parto da un dato intuitivo e semplice:
quando la sera vedi in cielo una stella brillare molto intensamente, essa può essere in effetti molto vicina; così come quando ne vedi un’altra molto molto pallida, può trovarsi molto molto lontana rispetto alla Terra.

una suggestiva notte dove la Luna risplende sopra alla costellazione di Orione, composizione di tre scatti combinando cani e Luna esposta a 30 secondi con f20, il tutto lavorato con Photoshopcredit Cris Froese Picsingrandisci, enlarge

Ma spesso la realtà astronomica non è così come appare! Quindi fa attenzione, l’Universo è pieno di inganni, di tranelli, in cui puoi facilmente cadere se non sei preparato! L’apparenza spesso inganna! Serve tanto allenamento, tanto studio, tanta pratica e restare sempre aggiornati per non cascarci come polli.

Per evitare quindi di cadere in questi tranelli, o almeno per ridurre la confusione, ti voglio accompagnare in questo brevissimo viaggio per fissare dei mattoncini importanti.

Scintillazione: pianeti e Luna

Nel post precedente ti ho descritto cosa sia e come avvenga la “scintillazione” della luce delle stelle, però quando tu guardi il cielo notturno non sono solo stelle quelle che vedi scintillare; completo quindi il discorso includendo ora i pianeti e la Luna.

01/09/2020, “semplicemente 2 foto. La prima con un 40mm canon alla Via Lattea in un totale di 40minuti di esposizione e la seconda con un 17mm canon ai miei amici in una serata osservativa estiva”, credit Lorenzo Sestini ingrandisci, enlarge

Scintillazione (scintillation o twinkling)
“il tremolìo e la variazione rapida o irregolare dello splendore e del colore della luce emessa dalle stelle”

gif che simula la scintillazione

Nella realtà, visti dallo spazio stelle pianeti e Luna brillano costantemente, cioè hanno luce stabile senza disturbi: quella delle stelle è propria, quella di pianeti, lune, asteroidi, comete è riflessa.

uno splendido scatto dalla Base Spaziale Internazionale ISS durante la quarta passeggiata spaziale della missione STS-134 nel maggio 2011, credit NASAingrandisci, enlarge

Nella realtà, quando guardi il cielo notturno, TUTTI i corpi celesti che vedi, Luna compresa, scintillano!

07/12/2021, allineamento Saturno Giove Venere Luna, credit Roberto Ciri Emozione Natura

Ora ti spiego com’è possibile una cosa del genere!

Per quanto riguarda la Luna e i pianeti invece?
I pianeti brillano?
Perché la Luna non brilla?
Perché Venere brilla e la Luna no?

I pianeti in realtà non sono puntiformi bensì minuscoli dischi!

21/12/2020, Giove e Saturno con alcune loro lune, simulati nelle corrette posizioni, e la Luna reale posizionata per dare l’idea della distanza tra i pianeti., credit Paolo Colona, Accademia delle Stelle ingrandisci, enlarge

Essendo quindi la loro superficie più grande di un semplice puntino, la loro luce appare più stabile e non tremolante come per le stelle (a meno che non si trovino bassi all’orizzonte, nel qual caso possono tremolare anche loro perché incontrano più atmosfera nel cammino).

Illustrazione tramite Tom Callen del teatro Cosmonova in Svezia.

Ti stupirà sentirlo dire, ma anche la Luna scintilla: tuttavia siccome lei, vista dalla Terra, è molto più grande, 2.000 volte più grande, tu non lo noti in quanto ogni sua parte manda luce verso di te a zig zag, e ogni raggio da un lato è compensato da quello del lato opposto con i due opposti zig zag che si annullano a vicenda.

I pianeti sono quindi meno suscettibili alla rifrazione rispetto alle stelle.
Ti sembrerà incredibile poiché il tuo occhio non è capace di distinguere tanto in piccolo, ma essi hanno infatti un diametro apparente ben 1.000 volte maggiore di quello appena percepibile dalle stelle più grandi e vicine che possiamo osservare, non è poco!
(Questa è l’apparenza quando guardi il cielo notturno, ma per le reali comparazioni dai un’occhiata alle comparazioni tra pianeti e stelle)

14/12/2021, Marina di San Nicola (sul litorale romano), allineamento quasi perfetto dei pianeti Venere Saturno e Giove, credit Giuseppe Conzo (Gruppo Astrofili Palidoro) – ingrandisci, enlarge

14/12/2021, Marina di San Nicola (sul litorale romano), allineamento quasi perfetto dei pianeti Venere Saturno e Giove, nella diagonale che dal centro (Venere) sale verso sinistra a 45°, credit Giuseppe Conzo (Gruppo Astrofili Palidoro) – ingrandisci, enlarge

Così, mentre guardando in cielo, pianeti e stelle ad occhio nudo sembrano di dimensioni simili, cioè puntiformi (e tu ti aspetti che sia così, li vedi puntiformi quindi dovrebbero tutti brillare), in realtà non accade, non tutti brillano!

07/02/2022, una bellissima infografica che mostra gli asterismi del Piccolo Carro (a sinistra) e Grande Carro (a destra), e una freccia che indica come trovare la Stella Polare tracciando una linea mentale da Merak e Dubhe e prolungandola per 5 volte, credit Stefano Maraggi Photographyingrandisci, enlarge

Se hai l’opportunità di osservare il cielo notturno al telescopio, ti accorgi infatti subito di questa differenza: essendo molto più vicini alla Terra i pianeti appaiono NON puntiformi, bensì come minuscoli dischi, mentre le stelle restano puntiformi.

03/04/2020, credit Claudio Ciceriingrandisci, enlarge

Altro inganno: la vicinanza all’orizzonte fa scintillare anche i pianeti

Ecco uno dei tanti motivi di confusione per chi non è esperto: quando i pianeti sono bassi in cielo, finiscono per scintillare anche loro, perché in direzione di qualsiasi orizzonte tu stia guardando, essendo la Terra sferica attraversi più atmosfera rispetto a quando guardi in alto. Ricordi questo efficace schemino?

Quora

Non è neanche del tutto corretto dire che “i pianeti non brillano”…

Anche la luce di questi piccoli dischi in realtà viene rifratta dall’atmosfera terrestre, mentre viaggia verso i tuoi occhi. Tuttavia succede, come ti ho spiegato per la Luna, che la luce che proviene da un lato del bordo del dischetto procede a zig zag in un verso, quella che proviene dal lato opposto fa lo stesso nel verso opposto e in questo modo i due zig zag si annullano a vicenda.
Il risultato è che i pianeti sembrano in effetti brillare costantemente, quindi percettivamente vedi la luce stabile, ma in realtà stanno brillando anche loro (gli inganni si complicano) perché la turbolenza atmosferica è ovunque.

29/03/2020, suggestivo scatto con Luna e Venere, credit Dario Orizioingrandisci, enlarge

Se tu potessi vedere stelle e pianeti dallo spazio esterno (e gli astronauti in effetti lo fanno, vedono, testimoniano, filmano e fotografano!), brillerebbero tutti costantemente, cioè di luce stabile, non ci sarebbe infatti alcuna atmosfera a disturbare il flusso costante della loro luce.

06/08/2015, Terra, Giove, Venere e Luna ripresi dalla ISS in un unico scatto, credit NASA/Scott Kellyingrandisci, enlarge

“Twinkle twinkle little star”

Se hai compreso questo discorso, capisci che la Luna puoi vederla bene non scintillare ma illuminata di luce riflessa dal Sole, eppure anche lei in realtà scintilla…

credit Rossana Mianiingrandisci, enlarge

… mentre Venere bassa all’orizzonte sembra proprio scintillare come una stella, eppure non è una stella!

12/07/2020, Venere alle prime luci dell’alba, credit Maurizio Cabibboingrandisci, enlarge

Ecco in un altro scatto Luna e Venere insieme, una delle tante meravigliose congiunzioni che gli astrofotografi sono sempre pronti ad immortalare nel migliore dei modi!

25/04/2020, Luna illuminata di luce cinerea, credit Mario Pignotti ingrandisci, enlarge

Ciò che conta è il rapporto tra le dimensioni di un oggetto e la sua distanza da Terra, infatti un potente laser a 400 km da Terra, quindi vicinissimo se paragonato alle stelle, scintillerà ancora perché è piccolissimo: anche la Luna nella stessa posizione, se fosse 2.000 volte più piccola scintillerebbe con evidenza.

la struttura che emette il raggio laser presso il Goddard Geophysical and Astronomical Observatory a Greenbelt, che aiuta la Nasa a tenere traccia dei satelliti in orbita. Entrambi i raggi mostrati, provenienti da due diversi laser, sono puntati verso il Lunar Reconnaissance Orbiter della Nasa, in orbita attorno alla Luna, credit NASA

Ricapitolando

  • si dice che le stelle scintillano (brillano), mentre i pianeti (di solito) “brillano costantemente”, intendendo che hanno luce stabile perché nel loro caso, essendo non puntiformi, lo scintillio è compensato e annullato
Illustrazione tramite Tom Callen del teatro Cosmonova in Svezia.
  • più atmosfera sta attraversando il tuo sguardo (come succede quando guardi verso l’orizzonte), più stelle o pianeti se si trovano lungo la linea di osservazione scintillano perché c’è un forte fenomeno di rifrazione atmosferica. Così se guardi alto in cielo, solo le stelle scintillano, mentre i pianeti no; più scendi con lo sguardo verso l’orizzonte, più possono scintillare anche le luci dei pianeti che vi si trovano.
Quora

Eccoti un breve video di 8 minuti scarsi, in inglese con sottotitoli in inglese, che ti spiega in modo molto efficace (grazie anche a pratiche animazioni), la materia spiegata in questi due miei post sulla scintillazione stellare e di pianeti e Luna. Può essere un buon modo per verificare se hai capito bene ciò che hai letto.

“Why do stars twinkle (but planets don’t)?”, credit Khan Academy

Con un telescopio è tutta un’altra storia!

Puoi osservare il cielo con un monoculo o telescopio monoculare…

credit Alessandro Bianconi

… ma non è lo stesso che guardare con un vero telescopio! Adesso sì che si ragiona!
Anche Spongebob è davvero impressionato e commosso!

credit Alessandro Bianconi

Per poter vedere con un telescopio riducendo al minimo i disturbi (seeing = fenomeni di disturbo dell’immagine ad opera dell’atmosfera), bisogna rimediare ai disturbi di cui parlavo:

  • densità (rarefazione)
    > in alta quota l’aria è più rarefatta
  • temperatura
    > salendo di quota diminuisce la temperatura, almeno in troposfera dove viviamo noi, quindi meno disturbi legati al calore
  • pressione
    > in alta quota cala la pressione
  • umidità
    > vanno cercate regioni particolarmente secche o solo che il meteo sia clemente
  • inquinamento luminoso
    > vanno scelti luoghi remoti per evitarlo ma ultimamente è un punto assai dolente per tanti astrofotografi
19/04/2015, credit Alessandro Bianconi

Spesso serve inoltre prepararsi a fare le ore piccole, raggiungendo località lontane e ben attrezzati per temperature che mettono duramente alla prova… lo sanno bene i nostri amici astrofotografi!

06/02/2011, uno dei nostri eroi al lavoro mentre tu sei nel mondo dei sogni! Credit Maurizio Cabibbo, Astroinfinity.it

Tutti questi problemi trovano perfetta soluzione posizionando il telescopio in orbita...

ma ahimè perdendo nel vuoto cosmico il nostro astrofotografo

Dai che sto scherzando, un po’ di humour astronomico non fa mai male!

Ci vediamo con il prossimo post sulle stelle, ciao.

Credits astrofotografi:

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