Il Seeing

La turbolenza atmosferica spesso ci condiziona le osservazioni

Seeing = Turbolenza

La parola "seeing", tradotta dall'inglese, vuol dire "vedendo". Ecco, non c'azzecca nulla con quello che la parola, nell'astronomia, vuole esprimere.
Il seeing esprime, con un valore di una scala, come la turbolenza dell'aria guasta l'immagine di una stella (o di un pianeta) fornita da un telescopio. Ovvero quanto un'immagine, vista con qualsivoglia strumento ottico (o anche semplicemente a occhio nudo), traballa.

Valutare il seeing

Per stabilire la quantità di turbolenza dell'aria esistono due tipi di scala.
Entrambe riportano un valore e una descrizione relativa. Valutare il seeing è argomento comunque tanto discusso: non sempre facile dare un'oggettività a una stella che traballa, anche perchè la stessa turbolenza varia costantemente durante la nottata.
Ci vuole comunque un minimo di allenamento. Se il seeing è sufficentemente buono e permette di ottenere risultati soddisfacenti allora conviene procede con la ripresa o con l'osservazione.
La turbolenza atmosferica è determinata in gran parte dai venti in quota; e può variare (ad esempio) da 50 a 400km/h. Questo determina una scala di variazione molto ampia.

Le due scale

Ci sono due scale di riferimento, una più descrittiva che viene utilizzata nell'osservazione in generale, l'altra più analitica, che valuta il tremolìo di sorgenti luminose puntiformi (le stelle).

Antoniadi

Il primo ad aver impostato una scala di valutazione per stabilire l'entità della turbolenza dell'aria è stato un astronono greco, tale Eugenios Antoniadis (di seguito Eugène Antoniadi) che nella sua professione ha condotto un intenso lavoro sulla cartografie di mappe del pianeta Marte.
In queste sessioni l'astronomo, ormai a lavoro presso l'osservatorio di Parigi, si rese conto della necessità di avere un riferimento che indicasse la distorsione della qualità delle sue aerografie.
Pertanto creò questa scala, ancora in uso da un gran numero di astrofili.

Valore Descrizione di Antoniadi
Seeing I Eccezionale. Immagine perfetta e immobile. Tollerate lievi e rare ondulazioni che non pregiudicano la definizione anche dei particolari più minuti.
Seeing II Buono. Lunghi intervalli con immagine ferma, alternati con brevi momenti di leggero tremolio.
Seeing III Medio. Immagine disturbata da tremolii, con alcuni momenti di calma
Seeing IV Cattivo. Immagine costantemente perturbata da persistenti tremolii.
Seeing V Pessimo. Immagine molto perturbata che a stento permette di eseguire uno schizzo approssimativo.

Pickering

Successivamente alla stima di Antoniadi, un altro astronomo (altrettanto celebre per diverse cause) di nome William Pickering compilò un'altra scala di valutazione, più estesa e più dettagliata di quella appena vista. Questa scala valuta il tremolìo di una stella.
Una sorgente luminosa puntiforme può essere ancor meglio osservata e analizzata ad alti ingrandimenti.
Prendiamo una stella di seconda magnitudine, e la ingrandiamo almeno quanto il diametro (in mm.) dello strumento che stiamo utilizzando (ovvero, per un telescopio da 100mm di diametro, almeno 100x. Per un 200mm, 200 ingrandimenti e così via).
Ipotizzando una calma atmosferica eccezionale, quello che vedremmo sarebbe una stella a fuoco con attorno degli anelli impercettibli di luce.
Questa è la figura di Airy.

10/10 Pickering

Disco di Airy di una stella con seeing perfetto

Con l'avvento dei PC e di software matematici, Damian Peach ha realizzato tramite il programma Aberrator 2, le seguenti immagini animate, davvero efficaci per farsi un'idea su questa scala.
Le descrizioni di William Pickering sono definite (e simulate) con un rifrattore da ben 13 pollici.

Seeing

Seeing 1/10 1/10:
Very poor
Le dimensioni del diametro della stella sono il doppio del terzo anello di diffrazione. Dimensioni della stella: 13 secondi d'arco.

Seeing 2/10 2/10:
Very poor
Il diametro della stella raggiunge solo a volte il terzo anello di diffrazione.

Seeing 3/10 3/10:
Very poor
Il diametro della stella non supera mai il terzo anello di diffrazione e arriva a 6.7 secondi d'arco. Comincia a vedersi la stella luminosa al centro.

Seeing 4/10 4/10:
Poor
Disco di Airy a volte visibile. Si intravedono archi spezzati degli anelli di diffrazione.

Seeing 5/10 5/10:
Fair
Disco di Airy sempre visibile. Gli archi spezzati degli anelli di diffrazione si cominciano a ricomporre...

Seeing 6/10 6/10:
Fair to good
Disco di Airy sempre visibile. Gli archi cominciano a diventare anelli

Seeing 7/10 7/10:
Good
Il disco di Airy comincia ad essere ben visibile e contrastato e gli anelli di diffrazione diventano dei cerchi a volte spezzati.

Seeing 8/10 8/10:
Good to Excellent
Il disco di Airy è netto. Gli anelli di diffrazione sono sempre composti e in piccolissimo movimento.

Seeing 9/10 9/10:
Excellent
L'anello di diffrazione più interno è stabile e immobile. Gli esterni si muovono leggermente.

Seeing 10/10 10/10:
Perfect
Tutta l'immagine di diffrazione della stella è immobile.
C'è da fare i salti di gioia, avvisare tutti gli amici astrofili che avete in zona e rimanere incollati all'oculare.

Da ricordare

Mi sembra doveroso ricordare che prima di valutare in maniera precisa il seeing è estremamente importante far acclimatare completamente lo strumento e tutte le superfici ottiche al fine di non falsare l'immagine per colpa di piccole correnti convettive all'interno dello strumento.
E' necessario anche collimare lo strumento. Altrimenti gli anelli di diffrazione e il disco di Airy non potranno mai essere concentrici.

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