Cieli su Tavolaia - Blog di astronomia

L’emissione in banda radio da parte delle galassie a spirale è principalmente di due tipi :
Radiazione di sincrotrone dovuta alla presenza di elettroni relativistici che si propagano nel campo magnetico della galassia.
Emissione da idrogeno neutro dovuta all’inversione di spin dell’elettrone .
Nel primo caso si ha emissione su una banda di frequenze delle spettro elettromagnetico molto ampia, emissione nel continuo, mentre nel secondo caso l’emissione avviene solo a una lunghezza d’onda ben definita, e cioè a 21 cm corrispondenti ad una frequenza di (circa) 1420.405 MHz.
Lo studio dell’emissione a 21 cm ci permette di capire la distribuzione della componente gassosa H su grande scala, ci consente inoltre di misurare la velocità di rotazione delle galassie a spirale fino a grandi distanze grazie all’effetto doppler blueshift e redshift, e quindi di studiare la dinamica interna delle galassie.

Per affrontare questo complesso argomento è stato rivolto un appello ad un professionista, Marco Monaci, studente di astrofisica presso l’Università di Pisa che si è gentilmente reso disponibile ad aiutarci.

Scrive Marco:

“Il cielo non è solo quello che possiamo osservare con i nostri occhi e con i telescopi ottici. Possiamo scrutare il cielo anche con i radiotelescopi, che possono osservare particolari frequenze dello spettro elettromagnetico al di là della luce visibile.
Poiché osservano radiazioni diverse, i radiotelescopi sono strutturalmente diversi dai telescopi ottici, assomigliando più ad antenne televisive (e infatti le parabole tv satellitari non sono poi diverse dai radiotelescopi!).
Ci sono particolari onde radio che sono facili da ricevere anche per dei radiotelescopi amatoriali. Una di queste particolari frequenze è quella generata dall’idrogeno neutro che permea tutto il mezzo interstellare. Il cosmo effettivamente è pieno di idrogeno, è quindi logico cercare di osservare frequenze emesse da questo atomo in particolare”.

La sera del 10 Luglio u.s. si procede con l’acquisizione del segnale in direzione di SGR A, il centro della Via Lattea, il software permette di visualizzare una schermata grafica del segnale e consente anche di salvare i dati per una successiva elaborazione.

( SGR A- 10 Luglio 2017 - tempo di acquisizione 10 min. )

( SGR A - prima elaborazione grafica dell’immagine precedente eseguita da Marco Monaci - Le lunghezze d’onda sono fittizie )

A seguito di ulteriori analisi approfondite lo stesso Marco scrive:
“Per quanto riguarda Sgr A ho fatto le seguenti operazioni: prima di tutto ho eliminato il continuo, rendendolo di fatto piatto. Successivamente ho calcolato le velocità radiali sfruttando l’effetto Doppler (quindi al posto delle frequenze ci sono delle velocità). Infine ho provato a modellizzare l’emissione con una gaussiana per calcolare la velcoità di picco, che viene all’incirca -92 km/s, più o meno in accordo con quanto mi aspettavo”.

Si tratta di un risultato modesto, sicuramente non confrontabile con analoghi strumenti professionali, ma incoraggiante per il futuro e che consentirà ai componenti dell’Osservatorio Astronomico di Tavolaia di aggiungere questa parte dello spettro elettromagnetico alle proprie osservazioni.
Un ringraziamento a Marco Monaci per la sua preziosa disponibilità, questo piccolo risultato è stato possibile soprattutto grazie alle sue competenze in materia.

Alcuni riferimenti :

–

 http://www.radioastronomia.com/meteorscatter.html 

Descrizione da Wikipedia

La riga a 21 cm dell’idrogeno neutro è una riga spettrale causata da una variazione energetica dell’ idrogeno neutro interstellare. Si manifesta ad una frequenza di 1420,405 MHz, equivalente ad una lunghezza d’onda di 21,1 cm ^[1].

Questa frequenza, che si trova nelle onde radio, e più esattamente nelle microonde, è largamente usata in astronomia, in quanto può attraversare le polveri interstellari, opache alla luce visibile.

L’idrogeno neutro (non ionizzato) consiste di un solo protone attorno a cui ruota un solo elettrone. Ciascuna delle due particelle ha un proprio spin, che può essere orario o antiorario. Quando il protone e l’elettrone hanno il medesimo senso di rotazione (spin parallelo) l’atomo ha un’energia leggermente superiore al caso in cui il senso di rotazione è contrario (spin anti-parallelo). Questo a causa di interazioni magnetiche tra le due particelle. La transizione da spin parallelo ad anti-parallelo causa l’emissione di fotoni alla lunghezza d’onda di 21,1 cm. Questo avviene per ogni atomo mediamente ogni 10⁷ anni, per cui è praticamente impossibile osservare tale fenomeno in laboratorio. Essendo però il numero di atomi di idrogeno del mezzo interstellare estremamente alto, la riga di emissione di 21 cm è facilmente osservabile tramite i radiotelescopi.

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In data odierna inizia l’assemblaggio dello stadio del Radiotelescopio adibito alla ricezione della frequenza relativa ai 21 cm .

Le prime misure verranno effettuate con un ricevitore costruito dalla ICOM , modellovIC R 7000 , ed antenne direttive .

Prima prova di ricezione di una radiosorgente celeste, la più facile e anche la più vicina, il Sole.

E’ stato utilizzato un frontend operante in banda C ( 3,5-4,5 GHz ) assemblato e montato sull’antenna di due metri installata presso l’Osservatorio.

Il backend , un test-set receiver analogico della Wandel & Goldman, provvisto di uscite di servizio quali modo X Y , uscita IF a 10,700 MHZ a banda larga e stretta e una uscita IF ad ampia banda di 500KHz per i segnali video .

Un convertitore analogico digitale e software di visualizzazione .

Il risultato non è esaltante ma nemmeno deludente visto che l’allineamento dell’illuminatore è stato eseguito ad occhio !!

Curioso il dente in prossimità del massimo segnale , che sia un messaggio di disapprovazione da parte dell’LNB per essere stato messo sulla graticola ?

Il giorno 9 Agosto u.s. è stata riattivata la postazione radio per il conteggio degli impatti meteorici secondo la tecnica del meteorscatter altresì conosciuta anche come radar bistatico.

Ho scritto riattivata perché già in passato avevamo tentato un approccio a

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OSSERVATORIO  ASTRONOMICO COMUNALE  DI  TAVOLAIA
SANTA MARIA A MONTE  , LOCALITA’ TAVOLAIA,
SABATO 24 LUGLIO 2010
ORE 18.00

CAAT – Coordinamento delle Associazioni Astrofile della Toscana
Comune di Santa Maria a Monte

INAUGURAZIONE RADIOTELESCOPIO  E METEOR SCATTER

programma :

ORE 18,00

Sala Conferenze Osservatorio di Tavolaia
presentazione del progetto , interventi delle autorita’ , conferenza : “la
radioastronomia, come osservare l’invisibile”

intervengono :
Mauro Bachini , Presidente Associazione Astronomica Isaac Newton

David Turini , Sindaco del Comune di Santa Maria a Monte

Andrea Buti , responsabile sezione radioastronomia Associazione Astronomica
Isaac Newton
“proiezione  delle fasi di realizzazione del radiotelescopio  e del meteor
scatter

conclude il Prof. Steve Shore , Ordinario di Astrofisica presso il
Dipartimento di Astronomia dell’Universita’ di Pisa

 Questa è una prova di ricezione del transito del sole con il rivelatore che dovrà essere montato a Tavolaia .

E’ stata usata una parabola di 120 cm e, forse, non molto allineata .

Sono state sufficienti un paio di Domeniche senza pioggia per portare avanti i lavori e cominciare a vedere qualcosa di concreto.

In pratica sono stati posti in opera gli elementi costruiti e assemblati durante l’ultimo  luuungo inverno.

In base alle caratteristiche della parabola (diametro: 200cm - freccia: 29,5 cm ) siamo risaliti alla distanza focale che corrisponde a 84,7 cm .

Ovviamente sono stati predisposti degli ancoraggi regolabili per un posizionamento fine e la ricerca del fuoco ottimale è stata facilitata sfruttando uno degli innumerevoli satelliti televisivi presenti nella fascia di Clarke .( Per info   http://it.wikipedia.org/wiki/Arthur_C._Clarke )

La prima regolazione grossolana è stata eseguita utilizzando un comune ricevitore satellitare .

Per una regolazione più accurata abbiamo usato un ricevitore test capace di quantificare , con una discreta attendibilità, il livello del segnale .

E’ stato visualizzato il transito del sole  ( a circa 11.800 GHz e con una larghezza di banda di 300KHz )   notando un incremento di segnale di circa 25 dB, rispetto al rumore di fondo, che ci lascia ben sperare .

IARA - Italian Amateur Radio Astronomy e
SdR Radioastronomia UAI - Unione Astrofili Italiani
in collaborazione con
Centro Visite “M. Ceccarelli” - Istituto di Radioastronomia

organizzano:

ICARA 2009 - VI° Congresso Italiano di Radioastronomia Amatoriale
30-31 Ott, 1 Nov 2009, Centro Visite “M. Ceccarelli”,
Radiotelescopi INAF-IRA di Medicina (BO)

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Con l’installazione dell’antenna abbiamo aggiunto un altro tassello al progetto del radiotelescopio .

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I.A.R.A. – Italian Amateur Radio Astronomy Group – http://www.iaragroup.org
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IARA è lieta di annunciare la nascita del nuovo portale, ricco di molte
novità e di nuovi servizi. In questa fase siamo consci che il tutto potrebbe
non funzionare perfettamente, dunque vi preghiamo di segnalarci qualsiasi
problema riscontrato durante la navigazione. Di seguito il comunicato stampa
ufficiale.
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Nel 2008, per il secondo anno consecutivo, si tiene presso i radiotelescopi di Medicina e di Noto il Corso di Didattica della Radioastronomia, promosso dall’Istituto di Radioastronomia dell’INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica) e dall’Unione Astrofili Italiani. Il corso è rivolto in una prima fase ad astrofili e ad insegnanti delle scuole superiori, e in una seconda fase agli studenti delle ultime classi di scuole superiori preparati e accompagnati dai loro insegnanti.

Il corso di didattica della radioastronomia punta alla formazione e all’aggiornamento di insegnanti delle scuole superiori, in modo che essi possano poi portare nelle loro classi i contenuti introdotti durante le prime due sessioni del corso. Sarà proposto anche un modello di unità didattica in cui inserire gli argomenti trattati nel corso e l’esperimento che gli studenti potranno ripetere presso la Stazione radioastronomica.

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_Dopo l’invito rivolto dal presidnte dell’associazione, Mauro Bachini, sono a  presentare una serie di proposte di programmi osservativi da sottoporre all’attenzione del Comitato di Gestione dell’ Osservatorio Astronomico di Tavolaia

Questo è il primo, altri seguiranno nei prossimi giorni.

Marco Novi

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SETTORE  RADIO

Il primo oggetto da osservare e tenere sotto controllo sicuramente dovrebbe essere il più facile da osservare.

Pertanto non vedo come  non mettere sotto gli strumenti la nostra stella, il Sole.

1- Programma Brillamenti Solari o Flare 

I brillamenti sono fenomeni violenti, di breve durata, delle esplosioni, che di solito si verificano al di sopra delle zone di gruppi di  macchie solari.

Esse emettono radiazioni e particelle cariche elettricamente, con frequenze che coprono quasi titto lo spettro elettromagnetico, dalle onde radio ai raggi gamma.

Producono onde d’urto nella corona solare e determinano l’espulsone dal Sole di plasma.

Come abbiamo detto,sonodi breve durata, dellì ordine di pochi minuti, di media circa 20 minuti, anche se in particolari casi si sono verificati brillamenti della durata dell’ordine dell’ ora.

L’espulsione del plasma da parte del Sole, provoca nei confronti della Terra, il verificarsi di tempeste magnetiche, in grado di provocare sia le aurore  boreali, che interferenze alle telecomunicazioni, per arrivare perfino a blackout elettrici.

E’ pertanto possibile monitorizzare e misurare i brillamenti solari indirettamente misurando le interferenze sulle telecomunicazioni.

Con il controllo di stazioni radio operanti isulle  V L F  è possibile rilevare i brillamenti solari.

L’ AAVSO fin dal 1944 , ha iniziato un programma di monitoraggio e raccolta dati su questo argomento, denominato SID  ( Sudden  Ionosphereric  Disturbances ) , al uale recentemente hanno aderito il Gruppo Solee la sezione Sole dell’ UAI, che ha uniformato gli strumenti di acquisizione dati, i programmo software di acquisizione e riduzione dati.

A questo punto , visto che la patrte riguardante la sezione radio dell’ Osservatorio di Tavolaia è in fase di allestimento, stà partendo ora, direi di iniziare con programmi osservativi semplici, collaidati, diffusi in modo dapoter facilmente confrontare i risultati, e pertanto sono a proporre a tutti il sudetto programma osservativo ed eventualmente  ( così come lo richiedono ) l’invio dei dati all’ AAVSO per l’inserimento nel database mondiale.

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Proseguono i lavori che porteranno alla realizzazione di un radiotelescopio presso l’osservatorio di Tavolaia. (more…)