Fotometria degli asteroidi: come si realizza una curva di luce
Un asteroide non brilla di luce propria e non mostra dettagli nemmeno nei telescopi maggiori: e' un punto di luce che si sposta tra le stelle. Eppure da quel punto si puo' estrarre molta fisica. Misurandone la luminosita' per ore e per notti consecutive si costruisce la curva di luce, dalla quale si ricavano il periodo di rotazione, indizi sulla forma e talvolta la scoperta di satelliti o di corpi binari.
Che cos'e' la fotometria differenziale
La tecnica di base e' la fotometria differenziale: si misura la luminosita' dell'asteroide non in assoluto, ma rispetto a stelle di confronto presenti nello stesso campo inquadrato. Le variazioni del cielo, la foschia sottile o il passaggio di veli nuvolosi colpiscono allo stesso modo bersaglio e stelle di confronto, e nella differenza si elidono. Cio' che resta e' la variazione reale dell'asteroide: una oscillazione periodica di pochi centesimi o decimi di magnitudine, dovuta alla rotazione di un corpo irregolare che espone al Sole sezioni diverse della propria superficie.
Gli strumenti necessari
Non servono grandi diametri: un riflettore da 20 o 30 centimetri su montatura equatoriale motorizzata, un sensore CCD o CMOS raffreddato e un software di fotometria d'apertura bastano per lavorare su asteroidi fino alla quattordicesima magnitudine e oltre. Piu' del diametro contano la stabilita' dell'inseguimento, un campionamento corretto e la disciplina nella calibrazione delle immagini con dark e flat field, la stessa descritta nella guida alla calibrazione delle immagini digitali. Per la scelta del sensore, le considerazioni fatte per il profondo cielo valgono anche qui: linearita' e basso rumore battono i megapixel.
Dalla ripresa alla curva di luce
Una sessione fotometrica tipica produce centinaia di pose da uno o due minuti sullo stesso campo. Dopo la calibrazione, il software misura in ogni immagine il flusso dell'asteroide e delle stelle di confronto entro un'apertura circolare, sottrae il fondo cielo e produce una serie temporale di magnitudini differenziali. Riportando le misure di piu' notti su un unico grafico in fase, la dispersione dei punti si organizza in una oscillazione regolare: la curva di luce. Dal suo periodo si legge la rotazione del corpo; dall'ampiezza si stima quanto la sua forma si discosta dalla sfera.
Il caso di 1269 Rollandia
Un esempio concreto di questo lavoro e' la campagna condotta su 1269 Rollandia, asteroide di fascia principale scoperto il 20 settembre 1930 da Grigorij Neujmin all'osservatorio di Simeis, in Crimea, con un diametro di circa 100 chilometri. Osservato da A. Ferrero, L. Franco e R. Zambelli in sei diverse sessioni, il pianetino ha restituito una prima stima del periodo di rotazione di 16.40 ore, con un'incertezza di un centesimo di ora e un'ampiezza della curva di luce di appena 0.05 magnitudini: una variazione minuscola, al limite della sensibilita' strumentale, che solo una fotometria disciplinata riesce a fissare. Casi come questo mostrano il valore delle campagne coordinate tra piu' osservatori, che moltiplicano le sessioni disponibili e permettono di confermare i periodi piu' incerti.
Perche' queste misure servono
Le curve di luce amatoriali alimentano i database internazionali dei corpi minori e vengono regolarmente riprese nelle pubblicazioni professionali: periodi di rotazione, rapporti assiali e scoperte di sistemi binari nascono spesso da telescopi privati. E' uno dei terreni in cui la collaborazione tra astrofili e professionisti funziona da decenni, come racconta l'articolo sul follow-up dei NEO. Per chi vuole avvicinarsi a questo tipo di osservazione, la sezione dedicata all'osservazione del cielo raccoglie le guide di base, dalla pianificazione della serata alla scelta del sito osservativo.