Spettroscopia amatoriale: analizzare la luce delle stelle

La spettroscopia e' forse la tecnica piu' affascinante a disposizione dell'astrofilo: permette di scomporre la luce di una stella e leggere, nelle sue righe, la composizione chimica, la temperatura e persino il movimento dell'oggetto. Un tempo riservata ai grandi osservatori, oggi e' alla portata di chi dispone di un telescopio e di un reticolo di diffrazione.

Che cos'e' uno spettro

Quando la luce attraversa un prisma o un reticolo si scompone nei suoi colori. Le righe scure o brillanti che appaiono sovrapposte allo spettro continuo sono le impronte degli elementi chimici presenti nella sorgente: ogni elemento assorbe ed emette a lunghezze d'onda precise. Studiando la posizione e l'intensita' di queste righe si ricava una quantita' sorprendente di informazioni su un astro lontano milioni di chilometri.

Si distinguono tre tipi fondamentali di spettro: continuo (un corpo caldo e denso, come il filamento di una lampada), a righe di emissione (un gas caldo e rarefatto, come una nebulosa) e a righe di assorbimento (una sorgente continua vista attraverso un gas piu' freddo, come l'atmosfera di una stella). Riconoscere a quale tipo appartiene uno spettro e' gia' il primo passo dell'analisi.

Strumenti per iniziare

Il modo piu' semplice di avvicinarsi e' un reticolo a trasmissione da avvitare al porta-oculari o davanti alla camera. Con questo accessorio economico si distinguono gia' le righe principali nelle stelle piu' brillanti e nel Sole, osservato sempre con i dovuti filtri. Per misure piu' precise si passa a spettroscopi a fenditura, che isolano una porzione di cielo e producono spettri calibrabili in lunghezza d'onda grazie a una lampada di riferimento.

La calibrazione e' il punto chiave: senza un riferimento noto, le posizioni delle righe restano relative. Una semplice lampada a risparmio energetico, ricca di righe note, e' spesso sufficiente per tarare lo strumento amatoriale.

Cosa si puo' misurare

Con un po' di pratica l'astrofilo riesce a classificare le stelle per tipo spettrale, dalle calde stelle blu di tipo O e B alle fredde stelle rosse di tipo M, riconoscendo le righe dell'idrogeno della serie di Balmer. Si possono individuare stelle particolari come le Be, con righe di emissione, e perfino misurare lo spostamento delle righe dovuto al moto della sorgente lungo la linea di vista (effetto Doppler).

Sono progetti che mettono in contatto diretto con la fisica degli astri e che, in alcuni casi, hanno reale valore scientifico: il monitoraggio spettroscopico di stelle variabili e di novae e' un campo in cui i contributi amatoriali vengono raccolti in database professionali.

Un campo aperto al contributo amatoriale

La spettroscopia e' una delle aree in cui gli astrofili collaborano stabilmente con i ricercatori. Per chi gia' pratica l'astrofotografia, e' un'estensione naturale: cambia l'obiettivo dell'osservazione, dalla bellezza dell'immagine all'informazione fisica contenuta nella luce. Per i fondamentali osservativi che precedono ogni sessione, vedi la guida all'osservazione del cielo.

Dalla teoria alla pratica sul campo

Per ottenere uno spettro utile non basta avvitare il reticolo: conta l'orientamento delle righe rispetto al sensore, la messa a fuoco - che per la luce dispersa puo' differire da quella visuale - e l'esposizione, da regolare per non saturare le righe piu' intense. Conviene iniziare da stelle brillanti e ben note, come quelle di tipo A ricche di righe dell'idrogeno, per imparare a riconoscere subito cio' che si sta misurando. Con un software dedicato lo spettro grezzo viene raddrizzato, calibrato in lunghezza d'onda con la lampada di riferimento e corretto per la risposta dello strumento, ottenendo un profilo confrontabile con quelli di archivio. E' un lavoro paziente, ma ogni passo insegna qualcosa sulla fisica della luce e trasforma il telescopio in un piccolo laboratorio.

Domande frequenti