Osservare e fotografare Marte vicino alla Terra nel maggio 2016

Foto di Marte presa da Hubble (NASA)

Marte raggiungerà il punto di massima vicinanza dalla Terra il 30 maggio 2016. In questi giorni entrambi i pianeti si trovano infatti ‘dalla stessa parte’ del sistema solare. La terra è per definizione ad una unità astronomica dal sole (1. U.A., circa 150 milioni di km) e Marte orbita a 1.38 U.A., la distanza minima è 0.38 U.A. e quella massima è 2.38 U.A.  L’inclinazione e l’eccentricità delle orbite è tale che nel prossimo maggio la distanza sarà però di 0.49 U.A.  Anche se non sarà grande come la Luna, è un’ottima occasione per ammirarlo nel cielo e tentare di fotografarlo. Tra aprile e maggio si troverà nella costellazione dello scorpione, e ci sarà anche Saturno da quelle parti.

Le orbite e le posizioni relative dei pianeti interni a fine maggio 2016

Le tecniche per fotografare il pianeta rosso sono simili a quelle già descritte al tempo della cometa Lovejoy.

L’ideale è utilizzare una macchina con fuoco manuale (reflex o semicompatta) su  un treppiede. Se la lente ha l’opzione per attenuare le vibrazioni va disabilitata (altrimenti l’elettronica cerca di compensare vibrazioni che non ci sono). Se la macchina è una compatta che non consente l’impostazione manuale del fuoco provare con l’opzioni ‘stelle’ o ‘panorama’.

Marte e Saturno nella costellazione dello Scorpione

Mettere lo zoom al massimo e – con la massima apertura che la lente consente – provare varie esposizioni,  partendo da un secondo e riducendo gradualmente il tempo di esposizione.  

A seconda dell’ottica dovrebbe essere possibile vedere le dimensioni  fisiche del pianeta, che dovrebbe apparire più grande delle stelle, che non sono puntiformi per via delle dispersioni dell’ottica.

Marte con Canon Powershot SX30IS ISO 800 F5.8, massimo zoom (840mm equivalente) 0.25s. Il  4/5/2016 la distanza da Marte era R =0.56504 UA 84.5 Mkm (calcolata con Celestia). Sulla macchina fotografica il pianeta occupa P=26 pixel di raggio (anche se non è possibile distinguere dettagli). Dato che il diametro  di Marte è D=7380km abbiamo una risoluzione angolare teorica pari a D/(R*P)=3.6microradianti/pixel.

Marte il 21/5/2016, Canon Kiss X3  f5.6 1/100s fl300
distanza 0.51129 UA  = 76.5Mkm 2.35microradianti/pixel.  Va notato che se l'esposizione è lunga la dispersione atmosferica fa apparire il pianeta più grande del reale.

Se avete la possibilità di fare foto in giorni diversi  è possibile vedere la variazione di luminosità del pianeta (tenendo le stesse impostazioni ) e vedere il pianeta spostarsi rispetto alle “stelle fisse”.
Avviso ai naviganti: anche se Marte è vicino alla Terra, questo è  il periodo peggiore per partire. Infatti per la terza legge di Keplero la velocità orbitale terrestre è maggiore di quella di Marte e – per un’orbita di trasferimento di minimo consumo (Hohmann) – occorre partire quando il nostro pianeta si trova indietro rispetto a Marte.

Osservare la Cometa Lovejoy

La cometa Lovejoy. Canon, f4.5 2 s  800 iso. 20 foto sovrapposte

In questi giorni la cometa Lovejoy si trova alta sull'orizzonte, poco più in basso di Orione. Al momento è molto fioca, con una magnitudine di circa 9.5. E' pertanto impossibile a vedere ad occhio nudo, e debolmente visibile con un binocolo. Si può comunque sperare che nei prossimi giorni diventi più luminosa (anche perché la Luna sarà via via più lontana).

Zona di cielo dove si trova la cometa Lovejoy (da qui)

In ogni caso è relativamente semplice fotografarla. Non saranno le splendide foto fatte da astrofili semiprofessionisti, ma la parte più divertente non è battere certo il tesecopio Hubble.
Per fotografare la cometa basta:

1.  Prendere una qualunque  macchina fotografica (meglio una reflex ma non è essenziale) ed un treppiede. La macchina deve essere impostata per foto a lunga esposizione, almeno qualche secondo. La durata esatta dipende dalla qualità del cielo, se il cielo è molto luminoso come in città conviene fermarsi a 2-3 secondi.

2. Disabilitate la stabilizzazione automatica della lente. Se il treppiede e ben stabile, è inutile ed anzi fa danno. Mettete a fuoco manualmente utilizzando qualche stella brillante o luce lontana.

3. Localizzate la porzione di cielo in cui si trova la cometa, ad esempio qui o meglio ancora su heavens-above (dove dovete inserire le coordinate della vostra posizione o il nome della città). In ogni caso nei primi giorni di gennaio  è poco sotto Orione alla sua destra e salirà nei prossimi giorni.

Foto a largo campo. La luce in alto
a Sx è la Luna

4. Puntate la camera nella regione indicata. Nelle prime prove è meglio avere un campo relativamente ampio per localizzare la cometa con più facilità. Successivamente si può provare a zoomare.

5. Aprite l'otturatore al massimo, l'iso è poco  importante (200-400 è ok), la durata deve essere qualche secondo e come detto sopra dipende dalla qualità dell'inquinamento luminoso.

6. Scattate una decina di foto o più (con il timer a 10 secondi per evitare le vibrazioni)

Con la mappa di heavensabove
sovrapposta.

7. La parte più divertente (a mio avviso) è poi il confronto delle mappe stellari. Nome roboante a parte, si tratta di confrontare la posizione delle stelle con quella attesa della cometa e vedere quale mucchietto di pizel luminosi corrisponde alla cometa. Con un programma che supporta i layer delle immagini (come photoshop o gimp è semplice aggiustare l'immagine sopra con le foto fatte).

8. Una volta identificata la zona di cielo si può utilizzare la mappa più ristretta per localizzare la cometa

Zoom sulla regione considerata.
La mappa a corto raggio è sovrapposta
leggeremente spostata.
La cometa è al centro del riquadro, tra l'icona della cometa e
 la freccia nera (estremità sinistra)  

9. Se volete migliorare il rapporto segnale rumore delle foto utilizzate un programma di sovrapposizione delle immagini. Ad esempio questo è gratuito. E' preferibile la sua versione  "live" (qui) molto più  semplice  da usare. La qualità dell'immagine complessiva  migliora con la radice quadrata delle foto utilizzate.

9. Con un programma di foto editing aumentate il contrasto e la luminosità sino a raggiungere un compromesso decente.
Il risultato è la macchietta verdastra al centro dello schermo (!). Si noti che anche a questo livello di zoom l'immagine è più diffusa delle  stelle sotto e a destra, maggiormente puntiformi, mostrando che sia un oggetto diverso dagli altri (e che non abbiamo sbagliato a puntare!).
Siamo lontanissimi  da Hubble ma come Stella Cometa ci si può accontentare

Par condicio astrofisica: la rotazione della Terra e della volta celeste

In un post precedente abbiamo visto come è possibile evidenziare il movimento delle stelle rispetto alla Terra effettuando varie foto in sequenza e sommandole tra loro. 

Il movimento apparente varia a seconda della parte del cielo inquadrata:  puntandolo verso nord appare il movimento circolare attorno alla stella polare, come mostrato nella foto accanto. 

La stella polare, nella costellazione dell'Orsa Minore, è al centro della foto. E' possibile vedere come essa non si trovi perfettamente a nord, ma ruoti anch'essa intorno al polo nord celeste. 

Si tratta comunque di un fenomeno apparente è la terra a ruotare intorno al suo asse passante - per definizione - tra il polo nord e sud. 

L'altezza della stella polare dall'orizzione ci dà la latitude del luogo in cui ci troviamo: è 90 gradi al polo e circa 36 gradi a Tokyo, dove è stata scattata questa serie di 900 foto (ciascuna 10 secondi) per una durata di poco meno di tre ore. Per  verificare di persona la latitudine locale è sufficiente stendere il braccio: chiudendo la mano, il pugno chiuso copre 9-10 gradi. Sovrapponendo più pugni si può quindi stimare la latitidine anche senza goniometri, sestanti  o moderne app.  

Se allineiamo le foto tenendo fisse le stelle con deepsky stacker, come già citato, abbiamo la visione rispetto alle stelle fisse, in cui è apparente la rotazione della  terra. La polare è sempre al centro della foto e le sette stelle dell'Orsa Minore sono disposte verso il basso a destra. In questa prima foto sono state allineate solo 250 immagini, dato che il processore sta ancora lavorando al momento di scrivere e verrà aggiunta successivamente. 

Inseguendo la stella cometa: fotografia stellare e rotazione terrestre

Il cielo sopra i sobborghi di Tokyo
(Orione è in basso al centro)
100+ frame 30 secondi f3.5
iso 800, canon

In altri post abbiamo accennato alla possibilità di fare delle fotografie astronomiche semplicemente  con una macchina fotografica ed un treppiede. Anche da cieli abbastanza inquinati dal punto di vista luminoso e dello smog come quelli italiani e giapponesi è possibile ottenere dei risultati discreti (e persino spettroscopia stellare) con solo un pizzico di pazienza ed attenzione. 

Effettuando molte foto in sequenza in campo largo (ossia senza zoom) diventa evidente il movimento  apparente della volta celeste dovuta alla rotazione della Terra sul suo asse. Se la macchina fotografica è una reflex la cosa più semplice è comprare un pulsante di scatto remoto (circa 15 euro su ebay). Se si ha una canon si può installare CHDK, un programma sulla memoria che permette di aggiungere una infinità di funzioni alla propria macchina digitale. Alla peggio un po di nastro adesivo sul pulsante di scatto funziona altrettanto bene. 

Se le batterie sono cariche si riesce a fare foto per qualche ora. Per sommarle è possibile utilizzare un programma a pagamento come imagestacker (selezionando l'opzione di prendere il pixel più luminoso, ossia quello della stella, dalla sequenza di immagini). In alternativa ci sono anche programmi freeware come deep sky stacker (che però è più complesso e maggiormente orientato all'allineamento delle immagini in maniera da sovrapporre gli stessi punti l'uno sull'altro). 

Per aumentare il contrasto è possibile usare photoshop, soprattutto l'opzione curves, per aumentare la luminosità delle stelle ed abbassare quella del fondo cielo. Puntando l'obiettivo verso la stella polare l'effetto sarà ancora più spettacolare. 

Il cielo sopra Pietraforte (Sx) e Montorio in valle  (alto a Dx).
La traccia verticale in alto al centro è probabilmente una flare di un satellite dell'Iridium.
200+ frame, f3.5 10s iso 800 canon