Il telescopio didattico

Nel Giardino Astronomico del Dipartimento di Matematica e Fisica dell’Università Roma Tre è collocato in maniera permanente un piccolo osservatorio didattico.

Su di un basamento di cemento è installata una montatura in postazione fissa in grado di sostenere telescopi fino a circa 50 kg di peso per osservazioni visuali e fino a circa 30 kg di peso per le applicazioni fotografiche e spettroscopiche.

Tutto in sistema è protetto da una casetta scorrevole che consente un rapido e comodo accesso all’uso del telescopio anche da parte di gruppi relativamente numerosi. 

 Principali applicazioni

Osservazioni visuali

Il notevole inquinamento luminoso limita le osservazioni visuali a Luna, pianeti e ad alcuni oggetti di “cielo” profondo, visibili in funzione della stagione, come alcuni ammassi gobulari (es. M13), alcuni ammassi aperti (es. M44, M45) e alcune nebulose (es. M42, M57). In condizioni tipiche il seeing del sito è attorno ai 3 arcsec (FWHM della psf), ma in alcune serate può scendere fino a meno di 2 arcsec, consentendo osservazioni planetarie di buona qualità.

In configurazione visuale il telescopio è usato particolarmente nel caso di serate aperte al pubblico e alle scuole, soprattutto nel contesto di iniziative specifiche come le Masterclass e i laboratori PLS.

Osservazioni solari diurne sono possibili sia in luce bianca, usando un opportuno filtro, sia in Ha, usando il Coronado PST.

Un’apposita webcam (Celestron NexImage) consente di condividere su schermo osservazioni lunari e planetarie e di effettuare fotografie degli stessi soggetti tramite la tecnica dello stacking dei frames ottenuti da filmati.

 

Osservazioni e misure con CCD

I moderni CCD (charge coupled devices) consentono ormai di ottenere immagini di buona qualità (in linguaggio tecnico: con un buon rapporto Segnale/Rumore) anche con telescopi di modeste dimensioni. Ciò dipende soprattutto dalla loro elevata Efficienza Quantica (la capacità di convertire in segnale elettrico l’informazione luminosa che colpisce il CCD). Inoltre la natura intrinsecamente digitale dell’immagine registrata consente facilmente di “sommare” un numero molto elevato di pose raggiungendo tempi di esposizione equivalenti di molte ore, o anche di molti giorni! In questo modo, con un po’ di pazienza, si possono “staccare” da un fondo-cielo molto luminoso (come quello di Roma) anche oggetti con magnitudine relativamente elevata.

A esempio, abbiamo sperimentalmente verificato che con il telescopio RC da 25 cm e la camera CCD ST-8 (vedi caratteristiche tecniche), con circa un’ora di esposizione è possibile osservare con un accettabile valore del rapporto Segnale-Rumore (circa 10), stelle di oltre la magnitudine 17.

Con la camera CCD, accoppiata alla ruota porta-filtri (foto), si possono eseguire sia foto astronomiche a lunga posa (con tecnica LRGB o narrowband) (foto…) sia misure fotometriche usando i filtri fotometrici disponibili.

Le applicazioni fotometriche sono svolte principalmente dagli studenti della Laurea Triennale in Fisica che seguono il Corso di Laboratorio di Astrofisica (foto: applicazione a NGC 188) o che si laureano con una tesi sperimentale in astrofisica.

Spettroscopia

L’osservazione degli spettri è uno dei principali strumenti della ricerca astrofisica. L’osservatorio è dotato di una serie di strumenti che consentono di osservare e acquisire spettri stellari (e, per alcuni soggetti, spettri di nebulose, galassie, etc).

Un semplice reticolo di diffrazione da 100 l/mm (star analyser) inserito in un oculare consente l’osservazione diretta degli spettri delle stelle più luminose.

Lo stesso reticolo, inserito su di una webcam, consente la visualizzazione su schermo e l’acquisizione degli stessi spettri.

Per misure più precise e l’acquisizione di spettri di sorgenti relativamente deboli o di sorgenti estese utilizziamo uno spettroscopio a fenditura (Baader, DADOS, foto…) accoppiato a una camera CCD.

Con questo tipo di configurazione, usando il telescopio principale, è possibile – con un adeguato tempo d’integrazione – acquisire, con un buon rapporto Segnale/Rumore, spettri di oggetti fino alla 10a– 11a magnitudine.

 

Osservatorio caratteristiche tecniche

Montatura: Orion EQ8, controllabile sia da keypad sia da PC, con errore periodico molto contenuto (+/- 3 arcsec)

Telescopio principale: Ritchey-Chretien da 25 cm di apertura e 200 cm di focale (f/8)

Camera CCD principale: Sbig ST-8XME [QE di picco: circa 85% a 650 nm, 1.5 Mpixel, pixelsize 9 mm]

Scala dell’immagine (IS) e campo di vista (FOV) della camera ST-8XME in funzione della lunghezza focale
Focale (mm)IS (arcsec/pixel)FOV
20000.923.6’x15.8’
12001.539.4’x26.3’

Altri strumenti in dotazione

Telescopio solare Coronado PST (apertura 40 mm, f/10) per osservazioni della cromosfera solare in Ha (656 nm).

Spettroscopio DADOS della Baader equipaggiato con una camera CCD Sbig ST-7XME, per l’acquisizione di spettri. Lo spettroscopio dispone di due reticoli a bassa dispersione (200 l/mm) e media/alta dispersione (900 l/mm).

Ruota porta-fitri motorizzata Sbig CFW10 per le applicazioni fotografiche e fotometriche. La ruota è in grado di alloggiare fino a 10 filtri (diametro 31.8 mm).

Set di filtri disponibili:

Curve di trasmissione dei filtri fotometrici in dotazione
  • 4 filtri fotografici: LRGB
  • 3 filtri narrowband: Ha, OIII, SII
  • 5 filtri fotometrici (standard di Bessell): UBVRI