Il sole digitale

Prefazione

Le riprese fotografiche e ccd della fotosfera solare hanno da sempre appassionato gli astrofili, anche per la naturale attrazione che la stella a noi più vicina esercita sulle nostre menti e, perché no, sui nostri cuori.Non esiste, credo, astrofilo, che non abbia , almeno una volta nella sua vita, provato a riprendere la superficie solare,sempre, beninteso, con sistemi sicuri per la vista, come filtri solari a tutta apertura, prismi di Herschel etc.

A questa volontà di riprendere e di memorizzare in qualche modo gli eventi fisici della fotosfera solare non ha sempre corrisposto la qualità dei risultati, anche ove venissero usati strumenti di grande apertura, essenzialmente a causa del seeing delle ore diurne, che provoca terribili ribollimenti dell’atmosfera e la completa deformazione del fronte d’onda in ingresso degli strumenti usati, con immagini impastate e con scarsi dettagli.

Ricordo, sin da quando ho iniziato ad interessarmi di astronomia pratica, che tra gli astrofili correva una voce che non so se meglio definire voce di corridoio o favola metropolitana, che per l’osservazione solare in luce bianca fossero sufficienti strumenti con non più di 80 mm di apertura, meglio ancora se a lunga focale, “tanto, con il sole non si superano comunque i 2 sec. d’arco di risoluzione”,.

Il presente testo intende sfatare, una volta per tutte, tale falso assunto, dimostrando che, grazie al supporto dei moderni sensori allo stato solido e , negli ultimi tempi, delle webcam di uso comune e dal prezzo irrisorio si possono raggiungere, anche sul sole, poteri risolutivi superiori a quello teorico del telescopio usato, anche ove questo sia uno strumento a corto rapporto f/d .

E’, inoltre mia intenzione porre le riprese solari a disposizione di tutti, a prescindere dalla qualità e dal costo della strumentazione a disposizione, dimostrando anche che il sole “ha bocca buona” e non pretende strumenti dal costo astronomico (è proprio il caso di dire) per lasciarsi osservare e svelare i suoi segreti, con dettagli sino a qualche anno fa appannaggio di osservatori professionali.

Mi auguro che questo mio progetto incontri i desideri di tutti gli astrofili, appassionati del sole e non, che avranno la possibilità di cimentarsi con successo con la difficile arte della ripresa solare ad alta risoluzione.

Da sempre i rifrattori sono stati considerati gli strumenti principe per l’osservazione e la ripresa solare a bassa ed alta risoluzione.In particolare, quelli a lungo fuoco, con rapporto f/d non inferiore a 13 erano considerati gli strumenti solari per eccellenza.Ciò per un duplice ordine di motivi: la quantità enorme di luce in ingresso sconsiglia l’uso di specchi come obiettivi, per gli inevitabili fenomeni di riflessioni spurie e perdita di contrasto, mentre la lunga focale permette, da un lato di contenere le aberrazioni residue delle lenti e, dall’altro di attenuare la luce stessa ,aumentando il contrasto dell’immagine.Gli strumenti a lenti possono, com’è noto, dividersi in tre grandi categorie: Acromatici, Semi apocromatici ed Apocromatici.

I primi hanno obiettivi composti in genere da due lenti spaziate in aria, una di vetro crown ed una di vetro flint,secondo uno schema ottico detto di tipo Fraunhofer, dal nome del suo inventore, che portano allo stesso fuoco le radiazioni rosse e verde- blu (righe C ed F dell’idrogeno, a 6563 e 4861 A) mentre lasciano leggermente fuori fuoco le radiazioni violette (cd. spettro secondario) causa del classico alone blu-violetto attorno alle immagini degli oggetti astronomici più luminosi.C’è da dire, tuttavia, che se tali obiettivi sono costituiti da vetri ottici di qualità e se hanno una precisione di lavorazione tale da abbattere aberrazione sferica ed astigmatismo, l’immagine non risente in modo eccessivo dell’aberrazione cromatica, che si evidenzia ai bordi degli oggetti, lasciando inalterata la visione dei particolari al loro interno.

Tra i semiapocromatici ricordiamo gli strumenti con obiettivi, in genere Fraunhofer, costituiti da vetri speciali (i cd. ED odierni ed i famosi AS della Zeiss) , con caratteristiche tali da diminuire la dispersione tra i diversi tipi di radiazione incidente.I prezzi di tali strumenti sono, tuttavia, notevolmente superiori a quelli degli acromatici normali.

Gli apocromatici hanno avuto uno straordinario sviluppo negli ultimi anni, a causa della sempre maggiore disponibilità di vetri ottici selezionati e della progettazione al computer degli obiettivi, che ha reso possibile disporre di obiettivi sempre più sofisticati, nei quali vengono portati a coincidenza i tre colori primari, con un controllo totale di sferica ed astigmatismo.Le relative immagini sono nitide, incise e brillanti in tutto lo spettro visibile, perdendo lievemente incisione solo nel vicino IR.Caratteristica, purtroppo, di tali strumenti, sia con obiettivi a tripletto che a doppietto alla fluorite (CaF2), è il loro costo molto elevato (mediamente 5/7 volte quello di un buon acromatico), che ne consiglia l’uso solo nei casi in cui la totale acromaticità sia effettivamente indispensabile.

Nel caso del sole, per fortuna, tale caratteristica non è assolutamente necessaria, dato che si osserva , per i motivi che andrò a spiegare, essenzialmente in luce monocromatica: ciò non vuol dire, tuttavia, che l’osservazione solare possa essere fatta con qualsiasi “fondo di bottiglia” essendo comunque indispensabile un ottima correzione della aberrazione sferica e dell’astigmatismo: è semplicemente necessario che il rifrattore acromatico sia di buona qualità e le ottiche ben lavorate, possibilmente ad ¼ della lunghezza d’onda della luce o superiore.

Qualsiasi testo di astronomia pratica spiega che per l’osservazione e la ripresa planetaria, lunare e solare i rifrattori usati dovranno essere di lunga focale, per minimizzare le aberrazioni residue aumentando nel contempo la scala dell’immagine.Sul sole, poi, in particolare, la focale lunga è richiesta anche allo scopo di ridurre l’angolo del fascio ottico incidente nel caso di utilizzo di un prisma di Herschel, allo scopo di diminuire il calore in ingresso e quindi lo stress del prisma stesso.Anche tale requisito non è , a mio avviso, indispensabile.Il surriscaldamento del prisma è, infatti, inferiore a quanto si creda, in quanto il fuoco dell’immagine solare non cade esattamente al suo interno, ma a qualche centimetro di distanza.E’, tuttavia, buona norma, specie nel caso si usino rifrattori molto aperti (f 7 o 8 ) in coppia con prismi di Herschel, di interrompere ogni 10 min circa le osservazioni o le riprese per dar modo al prisma di raffreddarsi, nell’interesse anche della qualità delle immagini.Alcune avvertenze sono comunque necessarie , ma ne parlerò più avanti, a proposito dei sistemi di ripresa solare.Riterrei ora di precisare, comunque, che obiettivi di luminosità inferiore a f 7 non sono adatti alla ripresa solare con lame di Herschel, specie se di diametro notevole.Mi auguro quindi che i lettori in possesso di rifrattori da 120 o 150 mm .aperti a f 5 o 6 non pensino di usare su di essi un prisma solare, magari da 31,8, per la ripresa, ma bensì un ben più sicuro filtro solare da anteporre all’obiettivo.Un’altra avvertenza mi sembra qui necessaria per i possessori di sofisticati rifrattori APO, che oggi vanno per la maggiore, con schema ottico a 4 lenti in due gruppi (Tele Vue Genesis, TV 101, Takahashi FSQ 106, etc), nei quali il secondo gruppo è posto in prossimità della messa a fuoco e quindi del fuoco: con tali strumenti l’uso di prismi di Herschel è altamente sconsigliato per la possibilità, non tanto ipotetica, non della rottura, ma , a lungo andare, di fenomeni di alterazione del vetro ottico, di scollamento di eventuali componenti incollati etc, con un danno economico notevolissimo.

Mi sembra ora di ascoltare il lettore che, con aria un po’ perplessa, mi chiede: Ma allora, che tipo di rifrattore è necessario per le riprese solari in alta risoluzione ? –

La risposta è semplice: Un rifrattore di buona qualità ottica, non ha importanza se acromatico , semiapo o apocromatico, di rapporto focale tra f 7 e f 15, senza lenti od aggiuntivi ottici di qualsiasi tipo nel tubo, all’infuori dell’obiettivo. Il tubo stesso dovrà, inoltre, essere annerito con la massima cura al suo interno (possibilmente con vellutino nero) e privo da riflessioni parassite. I diaframmi dovranno essere in congruo numero rispetto alla focale, e comunque non meno di tre/quattro, e lavorati, possibilmente, a “lama di coltello” per enfatizzare il contrasto.Il focheggiatore, altro elemento critico per le riprese CCD, dovrà essere privo di giochi e shifting, pena la perdita dell’immagine appena inquadrata, magari dopo notevoli sacrifici, sul monitor del computer.Un aspetto, per così dire, di facciata, ma che tale non è, è il colore esterno del tubo.Non dovrà, necessariamente, essere nero, pena l’inevitabile accumulo di calore nel corso della posa, con nefaste conseguenze sull’immagine.Per coloro in possesso di strumenti verniciati in tale colore, un ‘alternativa alla riverniciatura può essere la copertura con uno strato di alluminio per alimenti, operazione peraltro comunque consigliata per riflettere il calore e diminuire la temperatura esterna (ed interna) del tubo.Tale strumento andrà accoppiato, per le riprese, ad un prisma di Herschel di grandezza commisurata al diametro del fascio ottico in ingresso ,definito dal campo di piena luce, nel punto di posizionamento del prisma ed in genere sarà tanto più grande quanto più grande sarà l’obiettivo e più corta la sua focale.E’ chiaro che per un 100 mm a f 10/12 con un campo di piena luce di 10 mm al fuoco, andrà bene un prisma di Herschel da 31, 8, considerato che, prima del fuoco, dove il prisma è posizionato, il diametro del fascio ottico dovrebbe essere di ca 15 mm .Ovviamente per un 150 mm di diametro a f10 la cosa sarebbe ben diversa,richiedendosi un prisma da 50mm di diametro. La formula per il calcolo del campo illuminato in un dato punto e la definizione del diaframma in quel punto A(N), è la seguente:

L’uso degli strumenti a specchio per le riprese solari è stato, in genere, sconsigliato per gli inevitabili fenomeni di riflessioni parassite interne .Occorre, comunque, effettuare un indispensabile preliminare distinzione tra configurazione newton e catadiottrici.Mentre questi ultimi (Schmidt- Cassegrain, Matsukov- Cassegrain, Matsukov- newton, etc) non possono mai essere utilizzati con dispositivi che fanno passare luce solare non filtrata attraverso l’obiettivo, come prismi di herschel, in quanto il calore prodotto dalla luce concentrata dallo specchio primario, (in genere un f 2 o 3 per gli SC e MC, f6 per i MN), sarebbe estremamente dannosa per il supporto dello specchio secondario,e probabilmente anche per lo specchio secondario stesso,per i newton con rapporti di apertura meno forzati è possibile ipotizzare soluzioni diverse.

I catadiottrici andranno quindi sempre utilizzati con filtri davanti all’obiettivo (in mylar, astrosolar od in vetro), prestando comunque attenzione a che l’alluminatura di tali filtri non abbia dei punti di interruzione, attraverso cui passi la luce solare.Ove sussistano tali punti, facilmente individuabili ponendo il filtro controluce, il filtro stesso va rialluminato o sostituito, pena una generale perdita di contrasto dell’immagine e, cosa ben più pericolosa, il passaggio di una certa quantità di raggi UV ed infrarossi non filtrati nella nostra retina.In alternativa, ove i punti non alluminati siano pochi (2 o 3) e piccoli in dimensione, un tocco di vernice nera può andare bene sui soli filtri in vetro ottico, per superare il problema.

Per i telescopi Newton sono, invece, possibili configurazioni tali da renderli splendidi strumenti solari, a patto che la qualità di lavorazione degli specchi sia buona, e che il rapporto F/D sia compreso tra 6 e 10.

Una prima configurazione “solare” è quella che prevede, per i Newton, una lastra pian parallela posta all’entrata del tubo, a 45°, semialluminata, che, da un lato limita l’intensità della luce in ingresso e dall’altra funge da specchio secondario, rinviando il fascio ottico al tubo di messa a fuoco ed all’oculare (Fig.1).In appendice è riportato un simile progetto ottico ideato e realizzato dall’Ing. Massimo D’Apice.Tale soluzione ha il pregio di limitare la luce ed il calore senza l’uso di elementi ottici aggiuntivi.Per contro ha lo svantaggio di necessitare di lastre pian parallele di notevole diametro (ca il 60% in più del diametro dello specchio primario) e di elevata qualità ottica, che sono particolarmente costose.

Una seconda configurazione, di più facile realizzo, prevede un primario, di rapporto F/D da 6 in su (quello ottimale sarebbe, ad avviso di chi scrive, f 8) privo di alluminatura ed un secondario alluminato di dimensioni tali da minimizzare l’ ostruzione.Un buon compromesso potrebbe essere un primario non alluminato da 20 cm aperto ad f 8 ed un secondario alluminato da 30 mm. di asse minore.Tale configurazione farebbe comunque passare(come del resto la precedente) ancora il 4/5 % della luce in arrivo, il che renderebbe indispensabile l’uso di una filtratura appropriata con filtri ND ed IR cut.Nella costruzione di tale strumento, il cui specchio primario, non alluminato, lascia passare gran parte dei raggi solari, creando la possibilità di doppie riflessioni e riflessioni parassite con perdite di contrasto, particolare attenzione va posta alla parte posteriore dello specchio ed alla costruzione della cella.Per quanto riguarda quest’ultima, alcuni hanno preferito dipingerla di bianco per minimizzarne l’assorbimento di calore, altri di nero per evitare riflessioni parassite sullo specchio. Relativamente alla parte posteriore dello specchio,alcuni l’hanno smerigliata altri l’hanno lavorata con una inclinazione di 2/3° , in modo da attenuare al massimo le riflessioni minimizzando il riscaldamento della massa vetrosa.Occorre comunque tener conto che la luce solare che non viene riflessa e passa attraverso lo specchio primario non viene concentrata, e che quindi la massa vetrosa assorbe calore come un qualsiasi oggetto esposto alla luce solare, cosa che però, specie nei mesi caldi, può causare uno shifting consistente della messa a fuoco e della figura ottica sino a che non si raggiunge la stabilizzazione, che può essere agevolata dall’uso di una ventola applicata nella parte posteriore della cella,.Nella fig.2 è illustrato uno schema del predetto strumento, sul quale si discuterà in dettaglio più avanti.

E’ opportuno precisare che entrambe tali configurazioni ottiche sono indicate esclusivamente per la ripresa CCD e non per l’ osservazione, a meno che non si usino filtri che, oltre a eliminare la luce in eccesso, garantiscano anche il blocco dei raggi UV ed IR, dannosi per gli occhi.

Abbiamo in precedenza esaminato sommariamente alcuni tipi di strumenti amatoriali a riflessione per l’osservazione e la ripresa del sole, quali il Newton con specchio primario non alluminato e secondario alluminato, e quello a lastra anteriore semialluminata e primario non alluminato che viene illustrato in dettaglio nell’appendice al presente lavoro.

Qualcuno potrebbe osservare che, dato che i rifrattori si prestano così bene alle riprese solari, non si vede perché si debba ricorrere a strumenti a specchi per loro natura poco adatti a tale incombenza .La risposta è estremamente semplice: il guadagno di potere risolutivo.Una volta, infatti, abbattuta la leggendaria impossibilità di superare risoluzioni di due secondi d’arco e raggiunti come si è visto, risoluzioni inferiori al sec. d’arco con strumenti di 11 – 12 cm, nulla vieta di raggiungere risoluzioni anche superiori.Raddoppiare l’apertura con un rifrattore sarebbe eccessivamente dispendioso ed alla portata di pochi fortunati con a disposizione sia mezzi economici notevoli che lo spazio per ospitare un tale strumento con la relativa montatura.Il riflettore il configurazione Newton è, invece, uno strumento estremamente semplice da costruire o da acquistare, economico, poco ingombrante in relazione all’apertura e dalle prestazioni molto interessanti per l’alta risoluzione.

Abbiamo i visto come i vari tipi di filtri da anteporre all’obiettivo mal si prestano per un uso in alta risoluzione con focali superiori ai 3 metri, ed una quantità notevole di appassionati, dopo aver scattato qualche foto od effettuato qualche ripresa webcam in bassa o media risoluzione , con la visibilità di alcuni particolari delle macchie o delle facole, preferisce passare a più gratificanti riprese planetarie o lunari, ritenendo erroneamente che i modesti risultati siano da attribuire al seeing ed alla turbolenza.

Chi scrive ha quindi ritenuto di approfondire e sviluppare l’idea del telescopio newton pensato per le riprese solari in alta risoluzione.

Un Newton pensato per le riprese solari in alta risoluzione consta di uno specchio primario non alluminato e di un secondario con alluminatura normale.Tale configurazione riduce, analogamente a quanto succede con l’uso di un prisma di Herschel, la luce in ingresso a circa il 5% del totale.Tale luminosità è comunque eccessiva per l’uso visuale , potendo causare ugualmente gravi danni agli occhi, e va comunque filtrata.C’è da dire, tuttavia, che, tenuto conto della possibilità di rottura dei filtri posti al fuoco di tale strumento, lo stesso va usato esclusivamente per riprese con webcam od altre camere CCD, essendo opportuno che la centratura delle macchie nel campo della camera venga effettuato con uno strumento ausiliario (eventualmente un piccolo rifrattore posto in parallelo e dotato di un filtro di sicurezza davanti all’obiettivo).

Una configurazione di questo tipo è stata utilizzata con successo da J Whipple , che ha ottenuto, ponendo al fuoco di un Newton da 200 mm a F 10 un filtro interferenziale centrato sui 520 nm ed una telecamera in b/n, immagini eccellenti di gruppi di macchie solari.

Il punto critico della descritta configurazione è dato dalla parte posteriore dello specchio non alluminato, che deve necessariamente essere satinata o smerigliata allo scopo di diffondere la luce che attraversa lo specchio stesso ed impedire riflessioni parassite, in particolare la doppia riflessione, una piana del fondo dello specchio, ed una focalizzata, della superficie, che abbassano notevolmente il contrasto.In alternativa, lo specchio stesso potrebbe essere, nella parte posteriore, anzichè piano, lavorato con una inclinazione di 2/3 gradi, similmente ad un prisma di herschel.Delle due soluzioni, la prima è tuttavia ottenibile con relativa facilità, anche utilizzando specchi già in possesso dell’astrofilo, ai quali può essere tolta l’alluminatura con un bagno in soda caustica diluita (20-30%) in acqua distillata per un periodo oscillante tra le 24 e le 48 ore, a seconda dello stato dell’alluminatura (per gli specchi con protezione al quarzo tale sistema non funziona), detergendo con una soluzione di aceto eventuali impurità residue , risciacquando poi sempre con acqua distillata e lasciando asciugare lo specchio in posizione eretta.La smerigliatura posteriore può essere ottenuta lavorando lo specchio, con un apposito attrezzo di vetro, con Carborundum a grana molto grossa (400).Chi scrive ha tuttavia sperimentato la satinatura con normalissima carta vetrata grana 40, ottenendo un ottimo risultato.

Inutile dire che le focali degli specchi in questione dovranno essere lunghe, (preferibilmente da f 8 in su), allo scopo di ridurre al massimo il calore intercettato dallo specchio secondario diminuendo, nel contempo, il diametro di quest’ultimo.In caso di necessità potrebbero anche essere utilizzati specchi a f 6-7, come è capitato al sottoscritto, da tempo in possesso di un ottimo specchio della nota ditta americana Parks da 200 mm a f 6, il quale , per risparmiare sia tempo, che soldi ed ingombro, è stato utilizzato come primo esperimento di Newton solare.

L’intubazione di tale specchio è stata quindi effettuata con un occhio all’alta risoluzione, e le distanze specchio – fuoco pensate per garantire un campo di piena luce di ca. 10 mm con un secondario di soli 30 mm.Sulla carta un simile strumento dovrebbe equivalere ad un rifrattore di 170 mm di diametro (200 – 30).Nella realtà le cose non stanno proprio così,in quanto l’ostruzione, anche se minima, comunque sposta una parte di luce dal centro del disco di airy agli anelli, producendo un abbassamento del contrasto. A questo si aggiunga che la superficie del secondario viene sfruttata al massimo, ed in genere i bordi degli specchi ellittici presentano un certo decadimento qualitativo.Purtuttavia, sicuramente un siffatto strumento, data l’eccellenza delle ottiche,risulta pari ad un rifrattore da 150 mm, tra l’altro anche apo, essendo l’immagine fornita priva di cromatismo.

Il punto dolente della descritta configurazione è che il punto di fuoco fuoriesce dal tubo di soli 2-3 cm, il che, se può andare ancora bene per l’uso visuale , impedisce di porre al fuoco stesso qualsiasi strumento di ripresa, anche con focheggiatori a brevissima escursione, quale quello da me costruito.

Ho risolto parzialmente il problema applicando alla parte terminale del focheggiatore un estrattore di fuoco ricavato da un riflettore 114/1000 giapponese, rivelatosi (inaspettatamente) di eccellente qualità ottica.

Lo specchio della Parks, per mia fortuna, era stato satinato in fabbrica, e quindi , una volta tolta l’alluminatura col sistema descritto in precedenza, non ho dovuto farvi altri interventi.

E, in effetti, una volta montate le ottiche, la mia prima impressione su questo newton rivisitato in chiave di alta risoluzione solare è stata che il contrasto complessivo fornito dallo specchio senza alluminatura fosse superiore a quello precedente, nonostante la collimazione non perfetta e l’ovvia scarsa luminosità dell’immagine stessa: ad un primo sguardo su di una superficie illuminata l’immagine all’oculare era cristallina, da rifrattore di medio diametro.

Ulteriori esperimenti mi hanno fatto tuttavia scoprire il lato debole del progetto: una volta puntato sul sole , con dovizia di filtri IR cut e ND 3, posti a monte del fuoco, per impedire in ogni caso un loro riscaldamento e rottura, il tubo chiuso, tra l’altro in PVC, non consentiva un rapido acclimatamento dello specchio, la cui temperatura tendeva quindi ad aumentare causando uno shifting continuo della messa a fuoco per un periodo di tempo variabile, comunque non inferiore a ½ ora.Dopo tale periodo, in genere la visione era accattivante, ma a mio avviso non superiore a quella di un buon rifrattore da 11/12 cm. Infatti la smerigliatura posteriore, se da un lato protegge da riflessioni parassite, dall’altro intrappola all’interno dello specchio la luce (ed il calore) in arrivo , producendo un notevole riscaldamento della massa vetrosa rispetto alla temperatura ambiente. Il riscaldamento è lento, ma costante, e la temperatura si stabilizza (d’estate, con temperatura ambiente di 28°) in ca. 30 minuti. Prima di tale periodo qualsiasi osservazione è difficile per lo shifting continuo della messa a fuoco e l’alterazione dell’immagine di diffrazione dovuto al riscaldamento in evoluzione.

A ciò si aggiunge il riscaldamento della cella, in genere dipinta in nero, e la conseguente turbolenza interna allo strumento.

In conclusione, l’esperimento del riflettore solare con specchio non alluminato andrebbe a mio avviso delimitato a specchi con elevato rapporto f/d (da f 8 in su) nonchè a strutture aperte, di tipo serrurier, avendo cura di agevolare la ventilazione dello specchio quanto più possibile, magari con l’uso di ventole a monte della cella che, oltre ad essere di una costruzione tale da lasciar libera buona parte dello specchio, andrebbe opportunamente dipinta di bianco.

Risulta inoltre fondamentale la localizzazione della postazione, essendo probabilmente non confacente una postazione situata su un terrazzo, per l’elevata turbolenza esterna al tubo che si riflette inevitabilmente sulle prestazioni.

Nonostante per molti questo tipo di montatura equatoriale costituisca solo uno dei tanti tipi disponibili, commercialmente o meno, per l’amatore, essa è, dal punto di vista di chi scrive, la montatura per eccellenza.

Una buona montatura alla tedesca garantisce una precisione non ottenibile con le comuni montature a forcella, consentendo inseguimenti continui, precisi e senza esitazioni o rallentamenti, indispensabili per la ripresa in alta risoluzione.Infatti, contrariamente a quanto comunemente si crede, una montatura che insegue correttamente contribuisce non poco ad un buon risultato finale.

Mi si potrebbe opporre che, dato che nella ripresa solare con CCD i tempi di otturazione elettronica sono brevissimi ,dell’ordine da 1/500 ad 1/10000, a seconda della focale e del sistema di filtratura usati, non appare necessario dotarsi di una montatura particolarmente stabile, tenuto anche conto del costo delle montature migliori.Ciò non è assolutamente vero: un inseguimento costante e fluido in AR e la possibilità di correzioni altrettanto fluide in Declinazione fanno sì che 1) tutta la luce in ingresso raggiunga i pixel del sensore, 2) l’oggetto ripreso, nel caso una macchia solare, un fenomeno di brillamento, etc, rimanga al centro del campo del CCD senza spostamenti continui.

Tale esigenza non è solo questione di comodità, ma è il presupposto indispensabile perché il programma deputato all’allineamento e stacking delle singole immagini possa poi svolgere al meglio il suo lavoro: il risultato finale dipenderà anche da accorgimenti in apparenza insignificanti come questo.

La necessità di una montatura efficiente e robusta dipende anche dal fatto che per le riprese solari ad alta risoluzione vengono di norma impiegati rifrattori o strumenti pesanti, che non possono essere posti su supporti traballanti.

Personalmente uso da anni solo montature alla tedesca, ed attualmente svolgo la mia attività di ripresa solare su una Losmandy G11 o su Meade LXD 600 e 700, tutte montature robuste , con un ’elettronica di tutto rispetto che permette, tra l’altro, di selezionare la specifica velocità di inseguimento solare pari a 60,0 Hertz (Fig 3 e 4).

Tra i vari tipi di montature equatoriali in commercio, questa è sicuramente la seconda come importanza e diffusione, equipaggiando anche i famosi Schmidt- Cassegrain americani di diverse aperture.

Tuttavia, come si è detto , tale categoria di strumenti non è utilizzabile per lavori di ripresa solare in alta risoluzione con prismi di Herschel, essendo il loro campo applicativo limitato all’uso di filtri a tutta apertura che limitano, per forza di cose, la quantità di luce in ingresso nello strumento.

Sono state e vengono altresì proposte alcune montature artigianali di questo tipo, quasi tutte di costruzione nazionale, che sono sufficientemente robuste per lavori solari in alta risoluzione con prismi di Herschel, a patto che su di esse vengano posti strumenti adatti.

Il termine sistema per indicare il complesso lavoro di filtraggio della luce solare incidente non è casuale, ed è stato appositamente usato per sottolineare l’importanza di tale aspetto nelle riprese solari ad alta risoluzione.

Contrariamente a quanto normalmente si crede, in tale genere di attività astronomica la conoscenza della teoria del colore e l’uso dei filtri appropriati non è un optional, qualcosa che al massimo serve ad enfatizzare particolari già evidenti, ma costituisce il confine tra il vedere il particolare e non vederlo affatto, tra il riprendere una caratteristica saliente della fotosfera e il bypassarla in modo clamoroso.

Per approfondire e capire gli aspetti salienti di tale necessario corollario delle riprese solari ,digitali e non, è indispensabile un accenno alla teoria del colore, alla radiazione di corpo nero, al comportamento dei vari filtri alle specifiche frequenze del visibile in cui emette la fotosfera solare.

Prima di iniziare la trattazione dei colori, mi sembra tuttavia opportuno un richiamo alla sicurezza dei vari tipi di sistemi filtranti della luce solare in monocromatico.Il sole, infatti, mentre da un lato ci soddisfa appieno con meravigliose immagini della stella a noi più vicina, dall’altro non perdona gli sconsiderati che tentano di osservarlo con sistemi improvvisati o non sicuri.

La radiazione solare che arriva all’occhio spazia da 3800 A a 14000 A, comprendendo sia il vicino UV che il vicino e medio IR.Mentre gli effetti dell’assorbimento ultravioletto sembrano essere l’invecchiamento del tessuto epiteliale e la possibilità di sviluppo di cataratta,l’assorbimento di radiazione infrarossa non filtrata, convertendosi in calore, può letteralmente cuocere la retina, comportando un danno irreversibile (cecità completa) all’occhio (od agli occhi) interessati.

Da numerose ricerche in materia, eccellente quella di Ralph Chou sulla rivista americana Sky and Telescope, è risultato che i filtri più sicuri da anteporre all’obiettivo sono quelli in vetro od in mylar alluminati specifici per osservazione solare, mentre sono da evitare assolutamente, per il cospicuo passaggio di radiazione infrarossa,le emulsioni fotografiche sviluppate,a colori od in bianco-nero, i floppy disk, i cd , i vetri affumicati, e tutti i filtri “fatti in casa”.L’unica eccezione sono i filtri ricavati da vetri per saldatori di opacità da 13 a 14.Personalmente ho usato da anni un tale ,economico, tipo di filtro per l’osservazione solare con prisma di Herschel La scarsa qualità ottica di tali vetri può essere aggirata ponendolo, con un apposito adattatore tornito, sulla lente dell’occhio di un oculare, in modo da osservare una immagine già formata dal sistema ottico, ed alla quale il filtro partecipa esclusivamente quale elemento attenuatore.L’immagine fornita era bella e contrastata, tale da non fare per nulla rimpiangere filtri più costosi e blasonati.

Dopo la precedente esposizione, necessaria non tanto ai fini del presente testo quanto per doverosa informazione del lettore meno preparato sui pericoli della osservazione e ripresa solare in modo non attento e ponderato, è il caso di illustrare le parti essenziali della teoria della luce utili per la comprensione del complesso approccio alla ripresa solare in luce dei vari colori.

La teoria della luce ebbe un illustre precursore nella persona di Sir Isaac Newton (1643-1727) il primo ad effettuare ufficialmente esperimenti di scomposizione della luce stessa nei suoi componenti fondamentali per mezzo di prismi.La sequenza storica prosegue con Sir Thomas Young (1773-1829), fisico inglese, che , essendo anche medico e fisiologo , sviluppò una teoria sulle modalità di percezione dei colori da parte dell’occhio umano.James Maxwell , Wilhem Oswald e Albert Munsell contribuirono allo sviluppo ed al consolidamento della teoria.

La luce cd”visibile” in quanto percepibile dall’occhio umano, si colloca in una stretta nicchia dell’ampia gamma di radiazioni elettromagnetiche che vanno dalle onde radio (di lunghezza sino a 10 km) ai raggi cosmici ( sino a 10 ^-6 nm). La luce visibile, compresa nella banda spettrale tra 380 e 780 nm (1 nm = 1 milionesimo di mm.) si chiama bianca quando tutte le lunghezze d’onda di cui è composta intervengono in modo uguale nella sua formazione.Facendo passare la luce solare bianca attraverso un prisma od un reticolo, si osserva la sua scomposizione nei suoi componenti di colore, ottenendo uno spettro solare: l’osservazione attraverso una sottile fenditura permette altresì di scorgere le righe di assorbimento degli elementi presenti nel sole (fig.5).In tale spettro, si può innanzitutto osservare che i colori, pur in innumerevoli sfumature, si raggruppano in tre zone principali: il blu, il verde ed il rosso, ed in tale sequenza diminuisce la lunghezza d’onda.Tali colori sono comunemente chiamati “colori primari”.Tra questi si collocano i colori intermedi, come il giallo tra il verde ed il rosso, ed il blu-verde , tra gli omonimi colori.

In generale, la percezione visiva dei colori è fortemente soggettiva, e quindi non costituisce un parametro affidabile di riferimento, per cui si è ritenuto di individuare nelle linee di Fraunhofer, linee di assorbimento dell’idrogeno, del mercurio, dell’elio e del potassio nello spettro solare più sicuri punti di individuazione della gamma spettrale dei colori. Un collegamento, quindi tra sensazione visiva e realtà oggettiva fa meglio comprendere il concetto che si espone, anche perché nella determinazione della qualità dei vetri ottici e nella scelta dei medesimi si tiene conto esclusivamente delle righe di Fraunhofer.Quando , quindi, si parlerà di un obiettivo “corretto per le righe C ed F”, vorrà dire che il predetto porta allo stesso fuoco il rosso ed il verde-blu.