Stelle doppie

Come suggerito dal titolo queste brevi note vogliono essere un aiuto pratico per lo svolgimento di un programma di osservazione sulle stelle doppie che un qualsiasi astrofilo può realizzare, con un telescopio e un parco oculari che copra tutta la possibile gamma di ingrandimenti utilizzabili. Per quanto riguarda la parte teorica vera e propria rimandiamo ai testi indicati nella bibliografia e anche all'ottima "Introduzione alle stelle doppie" che si trova nelle pagine web dell'Unione Astrofili Italiani-Sezione stelle doppie. (http://www.uai.it/sez_ssd/index.htm)

Vincoli del programma di osservazione

Lo scopo di chi osserva il cielo attraverso uno strumento è quello di trarre soddisfazione dall'osservazione stessa e questo, per quanto riguarda le stelle doppie, significa riuscire a risolvere (sdoppiare, separare) la stella presa in considerazione e poter scorgere altri dettagli come, ad esempio, i colori delle singole componenti del sistema.

A questo proposito è bene conoscere pregi e difetti del proprio telescopio ed esaminare alcuni aspetti (magari ovvi ma pur sempre utili) che consentono di ottenere buoni risultati durante l'osservazione.

In realtà si tratta di veri e propri "vincoli" che noi imponiamo al nostro programma per far si che questo sia ottimale, sia cioè costituito da stelle doppie che saremo in grado di apprezzare in tutte le loro caratteristiche.

Il primo vincolo è dato dal potere risolutore teorico dello strumento utilizzato che si può calcolare con la formula 12/D con D (diametro dell'obiettivo) misurato in cm.; così avremo che un telescopio di 6 cm di diametro separa stelle doppie fino a 2", uno di 12 cm fino a 1" ecc.. Nella pratica è meglio ricorrere all'espressione 24/D che tiene conto dell'influenza esercitata dalla turbolenza atmosferica (il cosiddetto "seeing"), influenza sovente negativa che tende a peggiorare le prestazioni del telescopio. Vedi figura 1 e 2. (Per un'esauriente spiegazione degli effetti della turbolenza atmosferica sull'osservazione delle stelle doppie è utile consultare "Le stelle doppie" di Enrico Moltisanti alle pag. 94 e seguenti, libro presente nella biblioteca del nostro Osservatorio.)

Figura 1. Effetti della turbolenza atmosferica su telescopi di diverso diametro (Da Le Stelle doppie - Edizioni Sirio-Nuovo Orione)

Figura 2. Effetti della turbolenza su un'immagine stellare. (Dal Manuale pratico di Astronomia - pag.84. Edizioni Zanichelli)

Per quanto riguarda l'osservazione delle stelle doppie questa semplice formula va bene solo per quei sistemi nei quali la magnitudine delle due stelle è pressoch uguale, ma poich nella maggior parte dei casi questo non avviene conviene usare quest'altra formula: Dm^2,5 + 8 (4,24/D) che introduce il secondo vincolo da prendere in considerazione e cioè lo sbilanciamento in magnitudine delle componenti rapportato alla loro separazione. Risulta chiaro che è inutile osservare sistemi molto sbilanciati e poco separati perch non riusciremo a risolverli, neanche se rientrano nel limite della 24/D. L'ultima formula ha una validità generale ma ci sono anche delle eccezioni che costituiscono una vera e propria sfida per l'osservatore. Un buon esempio può essere Rigel in Orione che possiede una compagna di magnitudine 6,8 a 9,5 ". Secondo la formula con un obiettivo da 20 cm basta una separazione di 2,4", ma a volte si può far fatica a vedere la secondaria perch la forte luminosità della componente principale tende a nascondere la compagna più debole.

Un terzo aspetto che è bene considerare è la magnitudine limite raggiungibile dal proprio strumento da rapportare allo squilibrio delle due componenti; infatti più la secondaria è vicina al valore limite e più lo sbilanciamento si fa sentire rendendo difficile scorgere la stella doppia. Per questo sarebbe opportuno selezionare doppie con secondaria di almeno una magnitudine più elevata rispetto al valore limite (così si possono correggere anche alcune limitazioni dovute all'inquinamento luminoso) e con separazione accentuata. Chi volesse testare a fondo il proprio telescopio potrà scegliere una serie di stelle doppie vicine ai limiti strumentali teorici e provare ad osservarle per veder quali vengono risolte in serate con buon seeing.

Programma

Questa fase è abbastanza semplice ma richiede molta pazienza. Come prima cosa bisogna stabilire una scadenza temporale al proprio programma e di conseguenza inserire un numero adeguato di stelle. A questo scopo diventa fondamentale avvalersi di un catalogo stellare oltre che di una buona cartina della volta celeste. In pratica si tratta di suddividere le costellazioni per stagioni e poi, per ciascuna costellazione, "prelevare" dal catalogo le stelle doppie che si intendono osservare in modo sistematico considerando i vincoli stabiliti in precedenza. I cataloghi stellari riportano le stelle ordinate per Ascensione Retta (A.R.) e non per costellazioni, quindi bisognerà trasferire i dati, delle stelle da osservare, in tabelle ordinate per costellazioni che risulteranno molto più comode e facilmente consultabili. Si scoprirà così, seguendo mese per mese le stelle doppie di ogni costellazione, che esistono doppie visuali poco conosciute ma che non hanno nulla da invidiare a quelle più famose.

Prepararsi all'osservazione

Dopo aver completato il programma, si può passare all’osservazione delle stelle doppie scelte costellazione per costellazione. Per osservare, descrivere e designare una doppia occorrono circa 15 minuti: tenendo conto di questo si arriva ad osservare, per esempio in una notte d’estate, circa una ventina di stelle. Per quanto riguarda la preparazione a tavolino della serata osservativa, una buona strategia da seguire è quella di scegliere stelle doppie con coordinate celesti simili e con la prima dell’elenco molto facile da trovare e con caratteristiche che non lascino dubbi circa la sua identificazione. In questo modo, essendo minimi gli spostamenti da fare con il telescopio per passare da un oggetto celeste all’altro, si riducono di molto gli errori. Resta comunque importante verificare che nelle vicinanze di una doppia non ve ne sia un’altra con caratteristiche simili altrimenti si rischia di osservare quella sbagliata. Diventa evidente l'utilità del catalogo, soprattutto per le stelle più deboli. Ovviamente per "caratteristiche" si intendono colori, separazione ed angolo di posizione.

Per quanto riguarda la preparazione pratica della seduta di osservazione la prima operazione da fare è la messa in stazione dello strumento rispetto al polo celeste con una precisione sufficiente per l'utilizzo di forti ingrandimenti e per una prolungata osservazione senza che ciò comporti la fuoriuscita delle stelle dal campo dell'oculare. Si dovrà poi stimare la trasparenza del cielo in base alla massima magnitudine raggiungibile ad occhio nudo e soprattutto alla stima della turbolenza atmosferica (seeing). Quest'ultima può essere eseguita esaminando come si presenta l'immagine di diffrazione di una stella, di seconda o terza grandezza, a forti ingrandimenti. E' bene lasciare lo strumento all'esterno per un buon lasso di tempo (almeno mezz'ora) soprattutto se è un riflettore aperto per fare in modo che l'aria all'interno del tubo sia alla stessa temperatura di quella esterna e non si crei la cosiddetta "turbolenza strumentale". Ricordarsi infine penna, matita, notes e una buona cartina stellare.

Osservazione

L'osservazione all'oculare è senz'altro la fase più interessante ma anche la più delicata. Il primo problema da affrontare è verificare che le caratteristiche della stella doppia corrispondano a quelle catalogate. Quindi per prima cosa si osserverà attentamente il colore delle componenti e la loro separazione angolare. Per fare pratica è utile provare con "stelle campione" facili da osservare e con le componenti aventi separazioni diverse. E' anche opportuno osservare con vari ingrandimenti per capire come si presenta l'oggetto utilizzando oculari diversi.

Figura 3. Schema utile per trovare l'angolo di posizione di una stella doppia. (Da "Le Stelle doppie - Edizioni Sirio-Nuovo Orione)

Altro parametro fondamentale è l'angolo di posizione inteso come quello formato dalla linea congiungente le due stelle e la direzione del Nord celeste (in basso nell'oculare con visione telescopica). Si misura da Nord verso Est (Nord=0; Est=90; Sud=180; Ovest=270. Vedi figura 3).

Il problema è capire come sono disposti i punti cardinali all'interno del campo visivo dell'oculare. Per trovare Est e Ovest è sufficiente spegnere il motorino d'inseguimento e vedere in che direzione si muovono le stelle che stiamo osservando: la direzione di movimento nel campo dell'oculare indicherà proprio la direzione Est-Ovest, cioè 90°-270°. Per trovare Nord e Sud basta tracciare la perpendicolare ipotetica alla direzione Est-Ovest passante per la stella principale, posta al centro del campo visivo, per avere la retta Nord-Sud. Il Nord occuperà così sempre la stessa posizione rispetto alla direzione di movimento della doppia, comunque sia girato l'oculare. I vari parametri osservati vanno ovviamente riportati sulla carta e poi si procederà a fare il disegno cercando di rispettare le proporzioni tra i due dischetti debolmente colorati delle stelle.

Elaborazione dei dati

I dati raccolti sul campo vanno trascritti accuratamente per ottenere un vero e proprio schedario ordinato. Il lavoro di schedatura si può fare sia con un raccoglitore di schede cartaceo ma anche con l'ausilio di un computer e di un semplice programma di fotoritocco ed archiviazione. Qui di seguito riportiamo alcuni esempi di come può essere preparata una scheda osservativa in formato cartaceo (Fig. 4 e 5) e in formato elettronico (Fig. 6 e 7).

Perchè osservare le stelle doppie

Questa categoria di oggetti celesti si presta bene all'osservazione in qualsiasi serata, anche di Luna piena e non ha bisogno di un cielo particolarmente limpido. Per questo è un campo di lavoro che si può tenere sempre attivo durante tutto il corso dell'anno. Inoltre il modo con cui può essere svolto questo tipo di osservazioni lascia molta libertà al singolo astrofilo; esso può decidere di partecipare a programmi di osservazione standardizzati con metodo scientifico (visitare in proposito il sito della U.A.I. - Sezione Stelle Doppie) oppure cercare una semplice gratificazione estetica nel tentativo di percepire i tenui colori delle stelle doppie più belle e riuscire a separare quelle più difficili.

Bibliografia

Massone G., L’osservazione delle stelle doppie visuali, Il Cielo, 2, 1996, pp. 30-35

Associazione Astrofili Mantovani