18 settembre 2017

La NASA è cattiva e scatta le foto in bianco e nero


Leggendo i deprimenti commenti sotto le notizie di scienza su Facebook o gustandomi i più scandalosi articoli complottari sul web  mi sono imbattuto in un'obiezione piuttosto comune che, come sempre, sarebbe la prova che la NASA è malvagia e falsifica le foto, nascondendo ad esempio i veri colori di Marte.

Proprio loro: le foto in bianco e nero, nel 2017

Molti complottisti dicono che la NASA scatta di proposito delle foto in bianco e nero per non farci vedere, ad esempio, come Marte sia ricoperto di lussureggianti foreste. Sul serio, NASA? Fai complotti mondiali e ti fai sgamare così? Il mondo sta andando a rotoli! Ma partiamo dal principio: spesso sul web ci capita di vedere foto come quella qui sotto, di Saturno.

Crediti NASA - JPL/Caltech - Ian Regan
Belle colorate e suggestive, come ci piacciono tanto. Ma se facciamo un giro sulle gallerie delle foto RAW (ovvero grezze) della missione Cassini ci troviamo davanti questo:


Le foto sono tutte in bianco e nero, e non c'è traccia dei bellissimi colori di Saturno. Stanno forse cercando di nasconderci qualcosa?

"Ma davvero, NASA? Non solo falsifichi i colori, ma te ne vanti pure mettendo online tutte le foto originali scattate in bianco e nero? "

La questione è ovviamente meno misteriosa di quanto sembra e - spoiler - la NASA non nasconde i veri colori dei pianeti! Le foto sono effettivamente scattate in bianco e nero, ma c'è un motivo di fondo che sfugge ai complottisti: tutte le foto che scattiamo con qualunque apparecchio fotografico, sia esso una reflex o un cellulare, sono in origine immagini in bianco e nero! Questo perché un sensore digitale, che è praticamente un insieme di pezzettini di silicio che contano i fotoni che gli cadono addosso, non riconosce la lunghezza d'onda (quindi il colore) della luce che lo colpisce: semplicemente a ogni pixel viene assegnato un valore proporzionale al numero di fotoni raccolti che poi viene tradotto nella sua luminosità. Ma allora da quale stregoneria arrivano i colori?

Partiamo da queste tre foto: sono ovviamente in bianco e nero.


Se però coloriamo di rosso, blu e verde le tre foto e le sovrapponiamo in photoshop... Otteniamo l'immagine originale a colori!


Questa magia nera avviene perché davanti al sensore (che ricordo essere monocromatico) della fotocamera è presente una griglia di bayer: è una maschera composta da microscopici filtri colorati rispettivamente di rosso, blu e verde che sono posizionati davanti ai pixel in modo che questi possano catturare solamente fotoni di un colore specifico. 


Il risultato è un'immagine in bianco e nero della quale però sappiamo esattamente quali sono i pixel che hanno raccolto il rosso, quali hanno raccolto il verde e quali hanno raccolto il blu. Tramite un processo che si chiama "debayering" (che non è quello che ho fatto io con photoshop, ho semplicemente sovrapposto brutalmente le tre foto) si arriva quindi a un'immagine a colori naturali. Un effetto analogo si può ottenere scattando una foto con un sensore monocromatico al quale viene anteposto un filtro colorato. Scattando tre foto, una con filtro rosso, una con filtro blu e una con filtro verde e sovrapponendo i tre canali si ottengono le foto. Le sonde spaziali utilizzano proprio questa tecnica! Questa ad esempio è una foto di Saturno che ho elaborato per conto mio, prendendo i RAW da qui.





A questo punto potrebbe in effetti sorgere una domanda: perché non dotare le sonde spaziali di griglie di bayer in modo da non dover fare scatti separati? Ci sono un paio di motivi: per prima cosa la matrice di bayer impone di scattare in RGB, mentre con un sensore "nudo" si possono fare scatti anche con filtri diversi, che possono mettere in risalto dettagli differenti (guardate come si vede bene l'esagono di Saturno con un filtro metano II, ad esempio!)


In secondo luogo, usando la griglia di bayer si limita l'informazione che si può acquisire con una singola foto, perché i tre canali RGB non impiegano tutti i pixel che offre il sensore. Utilizzando un filtro esterno quindi si può massimizzare la risoluzione delle immagini, che non è poca cosa, visto che costruire un sensore ottimizzato per funzionare nello spazio è tutt'altro che facile o economico! Quindi, se nella vita di tutti i giorni un sensore con matrice di bayer è molto utile (in effetti sarebbe un po' scomodo avere sul cellulare una ruota portafiltri e dover scattare tre foto ogni volta che si vuole fotografare il proprio gatto), nell'esplorazione spaziale rappresenta invece un grosso limite, anche perché Saturno è decisamente meno imprevedibile di un gatto poco fotogenico.

In conclusione spero di aver soddisfatto la vostra curiosità, nel caso vi foste mai chiesti perché le foto grezze sono state scattate in bianco e nero. Nel caso foste dei complottisti, invece, vi do un consiglio da amico: smettetela di usare questa cosa come argomentazione, che fate solo brutte figure! 



1 settembre 2017

Asteroidi potenzialmente pericolosi e Florence Nightingale

Ultimamente si è diffusa la notizia del passaggio ravvicinato dell'asteroide (3122) Florence, un bel macigno le cui dimensioni sono state stimate in circa 4,3 km che è passato a poco più di sette milioni di kilometri dalla Terra. Un passaggio perfettamente sicuro, dato che è passato a diciannove volte la distanza tra la Terra e la Luna. 

Come sappiamo la maggior parte degli asteroidi si trova nella fascia principale compresa tra Marte e Giove. Alcuni di questi però sono stati deviati dalla gravità di qualche pianeta, facendo sì che la loro orbita si avvicinasse all'orbita terrestre. Gli asteroidi con un'orbita di questo genere si chiamano, con non troppa fantasia, Near Earth Object. Questi sono divisi in diverse famiglie a seconda del tipo di orbita, che può intersecare o meno l'orbita terrestre.

Classificazione dei NEO, dal Center for Near Earth Object Studies


Una sottocategoria interessante è quella degli asteroidi potenzialmente pericolosi: sono asteroidi la cui orbita interseca l'orbita terrestre, che quindi potrebbero collidere con il nostro pianeta, e che hanno una dimensione sufficiente a provocare macelli sulla superficie terrestre. Per macelli intendo dalla distruzione di una città alla devastazione dell'intero pianeta. In particolare un asteroide si definisce potenzialmente pericoloso se ha una distanza minima con la Terra minore di 0.05 UA (circa 7,5 milioni di kilometri) e un diametro superiore a 140m.

L'asteroide (3122) Florence (chiamato così in onore di Florence Nightingale, considerata la fondatrice della moderna assistenza infermieristica), con una distanza minima di poco più di 7 milioni di kilometri e un diametro di 4,3 km rientra pienamente in questa categoria, ed è il quarto asteroide potenzialmente pericoloso più grande.

Ma veniamo alle osservazioni: ieri sera con Ugo Tagliaferri ho ripreso questo asteroide dall'osservatorio di Campo Catino, mentre brillava di magnitudine 8,5. 

Il tempo non permetteva affatto bene: il cielo era coperto di spesse velature, e in effetti è stato davvero un miracolo riprenderlo in quelle condizioni. 

Questo cielo, per capirsi (per fortuna dopo è migliorato)
Abbiamo ripreso l'asteroide con un rifrattore da 25cm e una SBIG ST-1001E al suo fuoco diretto: visto il suo rapido movimento nel cielo non abbiamo potuto prolungare il tempo di posa oltre i 10 secondi. Dopo vari tentativi siamo riusciti a riprendere una sequenza di foto decentemente lunga senza che passassero delle nuvole davanti alla zona di cielo che ci serviva: questo è il risultato di 60 pose, in un intervallo di tempo di circa 15 minuti.



Questi sono due diversi allineamenti delle immagini: la prima è stata fatta allineando le foto sulle stelle fisse, la seconda allineando sull'asteroide. Personalmente mi piace molto di più la seconda, da l'impressione del movimento rapido del corpo celeste!

Dulcis in fundo, dalle stesse 60 foto ho realizzato un'animazione GIF del movimento dell'asteroide.


Quando il cielo si è liberato un po' ho provato a fotografarlo anche con la mia reflex e il fidato 50mm f/1.8: si vede! 


Eravamo partiti con tanti buoni propositi, come studiare la variazione di luminosità dell'asteroide (curva di luce) per ottenere informazioni sulla sua forma e il suo periodo di rotazione, ma purtroppo le nuvole hanno sabotato pesantemente l'osservazione. In ogni caso non mi era mai capitato di seguire un NEO così nel dettaglio, quindi non posso che essere felice!

19 agosto 2017

A caccia di meteore

Il 12 agosto è arrivato puntuale come un orologio il picco della pioggia meteorica delle perseidi. Nel corso delle mie peripezie tra osservatorio astronomico e altri luoghi mistici, infatti, ho tentato di immortalare qualche sfuggente perseide con la mia fidata reflex. E' così difficile fotografare delle meteore?

La risposta è abbastanza brutta: sì e no. 

Che cavolo significa "sì e no", Giovanni?

Significa che ci sono tantissimi fattori in gioco, e uno di questi è, purtroppo o per fortuna... La fortuna!

Il metodo standard per fotografare le meteore consiste nell'impostare iso alti, tempi di esposizione di una decina di secondi, obiettivo aperto al massimo e abbandonare da qualche parte la reflex a scattare in automatico, per ore e ore.
Usare un grandangolo aumenta le probabilità di beccare qualche meteora, così come usare un obiettivo luminoso che permette di cogliere quelle più deboli. Io ho usato un 24mm f/2.8: non troppo largo, non troppo luminoso, ma ci si accontenta. 

Ma fosse solo questo ciò che garantisce di catturare un gran numero di stelle cadenti!

Un altro fattore importante è il giorno e l'ora: il momento migliore è ovviamente la notte del massimo (che arriva fino a 150 meteore orarie) dopo la mezzanotte, per i motivi che ho già spiegato in altri post nei quali ho parlato di perseidi. 

L'ultima cosa da considerare è la zona di cielo: le meteore possono apparire ovunque nella volta celeste, ma sembreranno tutte provenire dal radiante, in Perseo (da cui il nome perseidi). Non bisogna puntare la reflex allo zenith, perché le meteore saranno troppo veloci e lasceranno una scia debole, ma nemmeno troppo vicino all'orizzonte, perché lasceranno una scia molto breve. Conviene puntare a mezza altezza, sui 40°. Si può anche scegliere di puntare la Via Lattea e sperare che ne passi una proprio sui meravigliosi campi stellari del Sagittario!

Come ho detto prima però una cosa che davvero serve è la fortuna: si può stare per tre ore a riprendere senza beccarne nemmeno una (esperienza personale) oppure scattare una foto a caso alla Via Lattea e vederla tagliata in due da una meteora (altra esperienza personale). In totale ho scattato circa 550 foto nelle serate del 12 e del 14 agosto: vediamo di fare un riassuntino. 

Il 12 agosto facevano 9 gradi e c'era un vento a 40km/h in quel di Campo Catino, a 1800m di quota. Un freddo cane, senza mezzi termini: ho lasciato la reflex a scattare 150 foto in direzione nord, catturando un po' di meteore interessanti.



Si nota come una buona parte di queste provengono tutte dalla stessa direzione, ovvero dal radiante. Scattando una foto alla Via Lattea questo è stato l'inaspettato risultato:





Probabilmente i presenti ricorderanno per sempre il  "SI' CAZZO!" che mi è uscito dal cuore appena ho visto la scia della meteora nella foto, qualche secondo dopo lo scatto.

Un paio di sere dopo ero all'osservatorio per una visita di "routine", e mentre mi trovavo in cupola la reflex scattava in automatico qualche altro centinaio di foto. Il massimo dello sciame era passato da un paio di giorni, infatti di meteore ne ho catturate ben poche! Una di queste però è passata sulla Via Lattea, e per questa ragione merita tutto il mio rispetto.





Per finire, ecco la collezione estate 2017 delle meteore più notevoli che ho fotografato in queste poche ore di ripresa. 




Con buona probabilità ci sarà la collezione autunno-inverno in occasione delle Geminidi, a metà dicembre! Sto pian piano imparando le tecniche e i piccoli accorgimenti da utilizzare per fotografare al meglio le piogge meteoriche: prima o poi scriverò una guida anche per chi mi sta leggendo e vuole cimentarsi in questo genere di foto.

7 agosto 2017

Eclissi parziale di Luna!

La sera del 7 agosto 2017 è avvenuta un'eclissi parziale di Luna: ormai dovreste sapere di che fenomeno si tratta, e forse vi ricorderete anche che qualche mese fa ce n'è stata un'altra, anche se molto meno appariscente. 

L'eclissi di febbraio scorso era un'eclissi parziale di penombra, in pratica la Luna ha sfiorato l'ombra della Terra, senza entrarci dentro. Questa volta, invece, un pezzettino di Luna è piombato nell'oscurità del cono d'ombra terrestre diventando molto più scuro del solito.

Per osservarla mi sono posizionato come al solito sul balcone di casa, osservando verso est: infatti, al momento del sorgere della Luna, l'eclissi era nella sua fase massima. Appena finito di ingurgitare una pizza (sempre in balcone, mentre montavo tutta l'attrezzatura) ho notato il primo spicchio di Luna fare capolino fuori dai tetti degli edifici della città: puntato il telescopio, ecco il primo scatto. In effetti già si nota che una parte di Luna... manca!


Questo era l'aspetto del satellite quando si trovava un po' più alto sull'orizzonte.


Aumentando un po' l'esposizione, sovraesponendo la parte in penombra, si nota che l'ombra ha un colore rossastro, facilmente visibile durante le eclissi totali, ma un po' meno evidente in quelle parziali. Questo fenomeno è causato dall'atmosfera terrestre che, allo stesso modo del Sole che diventa rosso al tramonto, tinge di questo suggestivo colore la superficie selenica.



La prossima eclissi lunare sarà il 27 luglio 2018, segnatevi la data e sperate che non sia nuvoloso!
 

 
 

5 luglio 2017

Ciao, Saturno!

E' passato quasi un mese dall'opposizione di Saturno, avvenuta il 15 Giugno. Il pianeta si è avvicinato fino a 1.35 miliardi di kilometri dalla Terra, brillando di magnitudine 0 nel mezzo della Via Lattea tra Scorpione e Sagittario, come in questa foto scattata qualche settimana dopo da Campo Catino:
 
Saturno è la stella più luminosa in alto a destra
Il disegno che vi mostro è frutto di diverse ore di osservazione la sera della sua opposizione, tra il 15 e il 16 giugno. L'aria ferma mi ha fatto restare per parecchio tempo all'oculare a carpire i più piccoli dettagli del dischetto del pianeta, che anche a 222 ingrandimenti appare relativamente piccolo vista la sua enorme distanza. Nel caso vi foste mai chiesti come si vede esattamente Saturno nel mio telescopio, ecco la risposta: 



Il pianeta è ben visibile con il suo elegante sistema di anelli. Le stelline che si vedono vicino al pianeta (non le tre in alto nell'inquadratura, che sono stelle di campo) sono i suoi principali satelliti, che ho indicato in questo ingrandimento:


Ben quattro satelliti visibili: Titano, Rhea, Teti e Dione! In realtà sarebbero teoricamente osservabili altri due o tre satelliti, ma servirebbe un cielo più scuro.

Soffermandoci sul sistema di anelli si possono vedere un po' di dettagli davvero interessanti: la divisione di Cassini è al massimo della sua visibilità dato che quest'anno gli anelli sono alla loro massima apertura, visti dal nostro punto di vista. Per un tratto si intuisce che attraverso questo "buco" tra gli anelli stiamo vedendo l'emisfero nascosto del pianeta! Vedendo alcune foto scattate da terra, come questa bellissima immagine di Damian Peach, si vede chiaramente un colore azzurrognolo, tipico della composizione chimica dell'atmosfera che cambia tra una stagione e l'altra. Si nota facilmente la differenza di luminosità tra l'anello A, più esterno, e l'anello B, più interno, che è il più luminoso. Sul disco del pianeta è evidente una banda molto scura, quasi nera: è l'anello C, scuro ma comunque traslucido, che si interpone tra noi e l'atmosfera di Saturno! Lo stesso anello è visibile intorno alle anse, come una zona più sfumata.

Sul resto del disco si vedono diverse bande di diversa intensità di colore grigiastro, mentre il polo nord negli ultimi anni è diventato particolarmente scuro con l'avanzare della stagione estiva. Sapevate che lì si trova una gigantesca tempesta che per qualche strano magheggio di fluidodinamica ha una forma perfettamente esagonale? 


Gli anelli di Saturno sono facilmente visibili con uno strumento da 50mm di diametro, quindi praticamente da qualunque telescopio. Un ottimo motivo per approfittare del cielo terso di questi mesi per dargli un'occhiata!