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Spettroscopia (lista principale)

11 aprile 2016: Capella, Castor, Pollux, Regulus

Vai direttamente agli spettri:

Capella (α Aur)

Castor (α Gem)

Pollux (β Gem)

Regulus (α Leo)

In questa pagina pubblico alcuni degli ultimi lavori sugli spettri, ripresi in tarda serata ad inizio aprile. Ci trovavamo il uno spiazzo vicino ad un laghetto artificiale del Parco Nord di Milano. Le luci dei palazzi si riflettevano sull'acqua e i richiami delle rane erano fortissimi e senza tregua. Essendo un lunedì sera, non c'era quasi anima viva. Ci trovavamo lì per un motivo preciso, in realtà: quella sera ci sarebbe stato un transito della Stazione Spaziale Internazionale davanti alla Luna. La Luna era di 5 giorni (illuminata al 26%), e la ISS attraversava il mare Crisium. Non avevo mai provato ad ossevare un transito (solare o lunare) della ISS, così ho portato il binocolo per provare a vederla. Temo sia stata troppo veloce: non sono riuscita a scorgerla. Si trattava inoltre di un transito "buio": l'abbiamo vista comparire luminosa e avvicinarsi alla Luna, e spegnersi entrantrando nel cono d'ombra della Terra.

Questo è il filmato che ha ottenuto Marco (la stazione è però molto mossa, proprio perchè troppo veloce, con la Luna troppo bassa):

Transito ISS davanti al Mare Crisium - credit: Marco Gulino

Ad agosto Marco ha ripreso un altro transito della ISS, questa volta luminoso, e con un risultato molto migliore - lo trovate qui: ISS transits over the Moon

Abbiamo approfittato dell'occasione per raccogliere alcuni spettri, in attesa delle costellazioni estive. Aspetto il Cigno con trepidazione.


Capella α Aur

AF5-05. Auriga, Capella. Akira Fujii/DMI

Capella è la stella α della costellazione dell'Auriga. È una stella di magnitudine visuale 0.08. Si tratta di un sistema multiplo, le cui componenti principali sono due stelle giganti bianco-gialle. Attorno ad esse orbitano, più distanti, due nane rosse di sequenza principale molto più deboli, che formano anch'esse un sistema doppio. Le magnitudini visuali delle due giganti invece sono simili: 0.296 e 0.167.

Le due componenti principali, Capella Aa e Ab, sono di casse spettrale K0III e G1III rispettivamente. Non ho trovato, in realtà, le loro clasi spettrali riportate in modo univoco: alcuni siti le segnalano come entrambe di tipo G. Penso sia dato da una difficoltà nelle misurazioni: si tratta di una binaria spettroscopica, risolvibile solo con strumentazione molto potente (ci sono delle riprese del COAST). Capella Aa è sicuramente tra le ultime G e le prime K, mentre Capella Ab tra le ultime F e le prime G.

Questa è in effetti la prima stella di classe G che mi ritrovo ad elaborare - G è la stessa classe spettrale a cui appartiene il Sole (G2V). Mi impressiona ogni giorno di più (colgo questo discorso) comprendere come effettivamente siano difficili ed incerte le nostre misurazioni degli oggetti del cielo, anche delle stelle della nostra Galassia. Molte stelle (come più sotto Castor e Regulus) sono sistemi multipli le cui componenti più deboli (nane rosse, nane bianche...) sono complesse da rivelare.

Il nostro spettro

Questo è lo spettro ottenuto dai migliori frames:

Spettro di Capella (α Aur), elaborato con Siril

E questo il profilo finale:

Lo spettro finale di Capella (α Aur).

Setup:

Luogo di ripresa Parco Nord, Milano
Data 11 aprile 2016 22:27
Reticolo StarAnalyser 100
Telescopio Tubo ottico Meade ACF 8″ (203 mm) su montatura HEQ5
Camera QHY5L-II mono
Software Software scritto in Python da uno degli autori (Marco).

Alcuni parametri di Capella Aa e Ab:

Designazione: Capella, α Aur, HD 34029, HIP 24608
Costellazione: Auriga
Tipologia: Binaria spettroscopica di due stelle giganti bianco-gialle. Variabile tipo RS CVn
Distanza: 250 ly

Capella Aa

Tipo spettrale: K0III
Mv: 0.296
Temperatura: 4970 K
Luminosità: 78 L☉
Raggio: 12 R☉
Massa: 2.57 M☉

Capella Ab

Tipo spettrale: G1III
Mv: 0.16
Temperatura: 5730 K
Luminosità: 72.7 L☉
Raggio: 8.83 R☉
Massa: 2.48 M☉

Commenti allo spettro:

Il nostro spettro sovrapposto alla curva di corpo nero per 5350 K (una media delle temperature)

Il nostro spettro confrontato con la curva di corpo nero per 5350 K

In queste ultime immagini di Capella riporto il confronto con altre stelle di tipi spettrali simili presi dai cataloghi MILES e Pickles:

Confronto del nostro spettro con due esempi dal catalogo Pickles, per stelle di classi G5-9 III (prima immagine) e K0 III (seconda immagine)

Confronto del nostro spettro con due esempi dal catalogo MILES, per stelle di classi G1 III (prima immagine) e K0 III (seconda immagine)


Dopo capella abbiamo raccolto gli spettri delle stelle α e β della constellazione dei Gemelli, Castor e Pollux.

Castor α Gem

Un complesso sistema multiplo di sei componenti

Castor è anch'esso un sistema multiplo, le cui due componenti principali sono risolvibili visivamente. Questa è infatti la nostra ripresa, che mostra la coppia Castor A e Castor B:

Spettro di Castor (α Gem), elaborato con Siril. Si risolvono le due componenti principali Castor A e Castor B.

Le magnitudini visuali delle componenti A e B sono rispettivamente di 1.9 e 3.0. Si vede subito dalle linee spettrali come siano entrambe stelle di classe A: i loro spettri, che presentano forti linee dell'idrogeno, sembrano l'uno l'ombra dell'altro. Castor A è infatti di classe A1V, mentre Castor B è una A2Vm.

Il sistema di Castor è in realtà più complesso, di sei componenti: le stelle A e B sono accompagnate a loro volta da una nana rossa - con esse formano due binarie spettroscopiche. La terza componente del sistema, Castor C, è di magnitudine visuale 9.83 ed è formata da una doppia di nane rosse - è una variabile di tipo BY Draconis.

Alcuni parametri di Castor A

Designazione: Castor, α Gem, HD 60179, HIP 36850
Costellazione: Gemelli
Mv: 1.93
Distanza: 51 ly
Tipo spettrale: A1V + dM1e
Temperatura: 10286 K
Luminosità: 33 L☉
Raggio: 2.4 R☉
Massa: 2.76 M☉

Il nostro spettro

Noi abbiamo elaborato la componente A:

Lo spettro finale di Castor A (α Gem).

Setup:

Luogo di ripresa Parco Nord, Milano
Data 11 aprile 2016 23:53
Reticolo StarAnalyser 100
Telescopio Tubo ottico Meade ACF 8″ (203 mm) su montatura HEQ5
Camera QHY5L-II mono
Software Software scritto in Python da uno degli autori (Marco).

Commenti allo spettro

L'immagine seguente mostra alcuni elementi identificati.

Lo spettro finale di Castor A (α Gem), dove abbiamo evidenziato la Serie di Balmer e ipotizzati altri elementi (metalli).

La serie dell'idrogeno, come detto, è ovviamente riconoscibile anche dalla ripresa. Non sono sicura riguardo alle linee dei metalli, ma quelli che ho segnato in corrispondenza delle diminuzioni di intensità dovrebbero essere compatibili con la classe spettrale A.

Qui ci sono invece alcuni confronti, con la curva di corpo nero per un corpo alla temperatura corrispondente e con spettri di cataloghi professionali:

Alcuni confronti: curva di corpo nero e spettri di stelle della stessa classe da Pickles e MILES.

La caduta nella parte violetto/ultravioletto, in cui il nostro spettro si allontana dalla curva di corpo nero, deve essere data dal "Balmer continuum".

Pollux β Gem

AF5-21. Gemini, Auriga, Castor, Pollux, Alhena, Betelgeuse. Akira Fujii/DMI

Castor è una stella bianca di sequenza principale. Nella mitologia greca - da cui provengono i loro nomi - era il fratello mortale di Polluce, suo gemello. Nel cielo Pollux forma un contrasto cromatico con Castor, perchè risplende, più luminosa, di colore giallo-dorato: si tratta di una gigante di classe spettrale K0III.

Alcuni parametri di Pollux

Designazione: Pollux, β Gem, HD 62509, HIP 37826
Costellazione: Gemelli
Mv: 1.14
Distanza: 33.78 ly
Tipo spettrale: K0III
Temperatura: 4666 K
Luminosità: 43 L☉
Raggio: 8.8 R☉
Massa: 2.04 M☉

Il nostro spettro

Qui la nostra ripresa:

Spettro di Pollux (β Gem), elaborato con Siril

E il profilo finale:

Lo spettro finale di Pollux (β Gem).

Setup:

Luogo di ripresa Parco Nord, Milano
Data 11 aprile 2016 23:46
Reticolo StarAnalyser 100
Telescopio Tubo ottico Meade ACF 8″ (203 mm) su montatura HEQ5
Camera QHY5L-II mono
Software Software scritto in Python da uno degli autori (Marco).

Commenti allo spettro

Non pubblico la versione con gli elementi (inserirò probabilmente un aggiornamento, così come per Capella). Le cadute principali di intensità devono essere causate - oltre alle bande atmosferiche - dagli assorbimenti del sodio (nel giallo), e del magnesio (nel verde) e da altri metalli neutri, con forse una componente di ossigeno (Hα e Hβ in particolare).

Le immagini seguenti mostrano alcuni confronti con la curva di corpo nero e spettri di riferimento:

Alcuni confronti: curva di corpo nero e spettri di stelle della stessa classe da Pickles e MILES.

La curva di corpo nero non corrisponde molto bene, probabilmente si è alterato qualcosa durante l'elaborazione... ci stiamo pensando :-)


Regulus α Leo

Regolo è la stella principale del Leone, bianca e bellissima nel cielo primaverile. Si trova alla fine dell'asterismo chiamato "falce del Leone" ("Leo sickle").

APOD 10 giugno 2002. Regulus and the Red Planet. Babak Tafreshi

Una cosa che mi piace tantissimo di questa stella, anche se accidentale, è che si trova prospetticamente vicinissima alla galassia nana del Gruppo Locale Leo I. Ho scoperto questo particolare qualche anno fa, grazie ad un amico astrofilo che me l'ha mostrata dal suo telescopio: ho parlato di questa osservazione in questo report: Report 29 dicembre 2013 - Una surreale notte d'inverno. Ricordo che aveva l'aspetto di uno stano ammasso stellare, molto debole ed esteso. In questa fotografia (è un altro APOD, del dicembre 2012) si vedono la stella, in alto, e la debole galassia nana subito sotto. La luce di Regolo la sovrasta: con il mio telescopio (Dobson, 200 mm f6) non sono ancora riuscita a vederla.

APOD 10 gennaio 2012. Bright Star Regulus near the Leo I Dwarf Galaxy. Chris Cook.

Regolo è una stella bianco-azzurra di sequenza principale: la sua classe spettrale è riportata come B7V o B8IVn.

Regolo è in effetti anch'esso un sistema multiplo composto da una coppia di binarie, per un totale di quattro stelle. Leo A è la stella più luminosa ed è forse accompagnata da una nana bianca. Regolo B-C è molto più debole ed è composta da due stelle di sequanza principali di classi K ed M.

Alcuni parametri di Regolo

Designazione: Regulus, α Leo, HD 87901
Costellazione: Leone
Mv: 1.4
Distanza: 79 ly
Tipo spettrale: B8IVn
Temperatura: 12460 K
Luminosità: 288 L☉
Raggio: 3.09 R☉
Massa: 3.8 M☉

Il nostro spettro

Ripresa di Regulus (α Leo), elaborata con Siril.

Questo è il profilo finale:

Lo spettro finale di Regulus (α Leo).

Setup:

Luogo di ripresa Parco Nord, Milano
Data 11 aprile 2016 23:39
Reticolo StarAnalyser 100
Telescopio Tubo ottico Meade ACF 8″ (203 mm) su montatura HEQ5
Camera QHY5L-II mono
Software Software scritto in Python da uno degli autori (Marco).

Commenti allo spettro

Non capisco bene perchè le stelle di classi B ed O ci creino sempre dei problemi. Forse l'esposizione del filmato è troppo alta? Questo inverno abbiamo ripreso più volto le tre stelle della cintura di Orione (Alnitak, Alnilam e Mintaka), ma i risultati finali sono sempre stati molto piatti. Naturalmente stelle calde di tipo B e O hanno spettri con poche righe. Penso comunque che non siamo ancora arrivati al limite dei nostri strumenti, e nemmeno del nostro reticolo a "a bassa risoluzione", e che questa estate, quando avremo molto più tempo per dedicarci alle stelle e al nostro cielo profondo, ad osservazioni e riprese, potremo ottenere dei lavori molto migliori rispetto a quelli fatti finora.

Nell'immagine sucessiva ho segnalato solo le righe della serie dell'idrogeno e gli assorbimenti dell'ossigeno atmoserico e del vapore acqueo:

Lo spettro finale di Regulus (α Leo).

Regolo si trova verso la fine della classe B, più vicino ad un tipo A. Non ho indicato l'elio, di cui non sono sicurissima.

In ultimo, dei confronti con la curva di corpo nero per un corpo della corrispondente temperatura e con uno spettro dal catalogo Pickles:

Alcuni confronti: curva di corpo nero e spettro di stelle di simile classe spettrale da Pickles.

Credit: Alessia Rabaioli - alexstargazing.net