Spettroscopia stellare facile : lo Star analyser

                       Easy star spectroscopy: The star analyser

Sono capitato per caso, tempo fa,sul sito della Paton Hawksley, ditta del Regno Unito specializzata in strumenti per la spettroscopia didattica, e sono stato subito  interessato da uno strumento semplice quanto ingegnoso: un reticolo di diffrazione a trasmissione da 100 l/mm inserito in una cella dei normali filtri da 31,8 mm con una filettatura maschio da avvitare agli oculari.

Certo, per uno che ha  numerosi  spettroscopi di varie risoluzioni e dimensioni, uno strumento del genere a così bassa risoluzione può far  sorridere.Ed è stata certo questa considerazione che ha indotto Bob Hawksley, che mi è sembrata persona molto seria e corretta, ad avvertirmi che con tale strumento dovevo scordarmi le riprese stellari a media ed alta risoluzione cui  sono abituato, e mi sarei dovuto accontentare di qualcosa di molto più semplice.

Se non che  proprio la semplicità del dispositivo e la sua estrema facilità d’uso  mi ha indotto ad acquistarlo, memore dell’assunto, da me sempre seguito e rispettato, che in campo scientifico  (e non solo in questo), tali caratteristiche permettono spesso risultati di tutto rispetto.

I visited by chance, some years ago, the Paton Hawksley website, an UK firm specialized in instruments to teach spectroscopy, and was immediately interested by a very simple and useful device to begin an inexpensive approach to astronomical spectroscopy.This is called "Star Analyser" and is a well made 100 g/mm transmission grating inserted in a 31,8 filter cell, male threaded, to be screwed in a 31.8 eyepiece barrel or  CCD camera " nose".

Quando, dopo qualche giorno dall’ordine, il reticolo mi è arrivato, sono stato  colpito da tre elementi positivi:

-         La solida costruzione del filtro/reticolo e la sua ottima trasparenza, indice di buona qualità dei materiali impiegati e della incisione;

-         L’esistenza di un anello filettato maschio , sempre della filettatura per gli oculari, che ha il compito di fissare il reticolo in modo che lo spettro sia parallelo al alto più lungo della webcam o della camera CCD: un particolare che può sembrare banale, ma che non lo è;

-         La ottima documentazione a corredo, su CD Rom, con un manualetto d’uso veramente chiaro e ben fatto.

Tutto ciò per una spesa di  74 sterline, più 5,50 di spedizione , equivalenti a ca. 115 €.Oggi il filtro è commercializzato anche da altri venditori, tra cui Shelyak, all'incirca  a tale prezzo.

When a few days after the order, the device arrived, I found the following positive elements in it:

     - Strong assembly, and very good transmission of the grating,evidence of its good quality ;

    - A threaded ring, in the package,whose function is to hold the Star analyser in the proper orientation respect to the camera chip, in order to    permit to image the spectrum's  whole extension.

     - A well made CD Rom with essential informations on spectroscopy and on spectra analysis and processing.

Ma torniamo ora ai motivi che consigliano l’acquisto, nonostante la bassa risoluzione:

-    Il nome, star analyser, analizzatore di stelle, sembra appropriato, dato che lo spettro a bassa risoluzione entra pienamente e totalmente nel campo del chip di una CCD di medie dimensioni .Anzi, nel campo del CCD rientra sia lo spettro di ordine 1, che quello di ordine 0 , che è l’immagine della stella nel visibile.E tale ovvia caratteristica permette di autoguidare su questa, ottenendo spettri di stelle anche piuttosto deboli.Nelle prove da me effettuate, il reticolo è stato avvitato sul “naso” da 31,8 mm della camera con una distanza dal chip di circa 32mm.Occorre specificare, a tale riguardo, che più si avvicina il reticolo al chip del CCD o della webcam,, più concentrato (ossia meno disperso) e brillante sarà lo spettro ottenuto.Ciò a parità di focale.Aumentando la focale del telescopio, la risoluzione dello spettro aumenta, ma diminuisce la sua luminosità e , quel che conta, il medesimo può uscire dal campo del CCD.

-   Per quanto bassa, la risoluzione permette di apprezzare normalmente le principali linee di stelle  di 4/5 magnitudine, senza autoguida,  ed addirittura alcuni oggetti deboli di ridotta dimensione come alcune planetarie, vedi lo spettro di M57 sottoriportato.Con strumenti di diametro adeguato e con autoguida, si possono ottenere spettri molto più deboli, sino alla 12^ mag circa.

E' bene precisare che il reticolo va usato solo per le stelle od oggetti a debole luminosità e non per il sole, dato che, come ho detto, è pienamente visibile nel campo l'ordine 0 che è l'immagine del disco solare, abbagliante anche con l'uso di una ridotta fenditura, e tale immagine può causare seri danni alla vista.

Now, let's go back to the reasons that, in my opinion, make the item an interesting buy, notobstanding the low resolution:

-   Is now necessary to say that the star analyser is to be used  with faint object only and not for the sun, for, as I said before, it intercept the zero order image , that's the real image of sun disk, that, notobstanding the use of a narrow slit can be very harmful for your eyes.

                                                                   Spettri di stelle BE

 lo spettro a bassa risoluzione di Gamma Cassiopea, stella di classe B0, mag 2, presenta marcate linee di emissione dell'idrogeno, particolarmente dell'idrogeno Beta e Alfa, dovute ad un inviluppo di idrogeno eccitato dalla intensa radiazione UV emessa dalla stella.

Gamma Cassiopea, facilmente visibile nell'omonima costellazione è infatti una stella molto particolare,cd "BE" dalla temperatura elevata ( superiore ai 20.000 °), variabile e che si supponeva anche doppia spettroscopica con una compagna molto debole,una stella di neutroni, cosa che avrebbe giustificato anche la notevole emissione nel dominio X.Le ricerche recentemente effettuate non hanno tuttavia confermato l'esistenza della compagna, e si suppone ora che la forte emissione termica ed  X sia dovuta a delle vere e proprie eruzioni magnetiche con lobi di gas caldissimi (100 milioni K) , per certi versi simili alle eruzioni solari ma in scala enormente più grande. Il periodo di tali eruzioni dovrebbe essere 27 giorni ed il meccanismo dell'emissione X non è ancora chiaro.

Lo spettro seguente è stato ripreso con un Celestron 14 @ 7, con lo Star Analyser, ed elaborato con IRIS.

Gamma Cassiopea (BO mag2 star) low resolution spectrum shows strong Hydrogen emission lines, particularly Beta and Alpha, due to a gas envelope excited from intense UV radiation emitted from the star.

Gamma Cas, easily visible in the relative constellation, is a very peculiar star,, cd. "BE", with a very high surface temperature (over 20.000°), variable, formerly supposed to be a binary with a neutron star companion.Recent researches didn't anyway confirm the existence of such a companion,and it seems that the strong thermal and X emission  might be due to real , very strong hot gas (over 100 millions K) eruptions, similar, but in a higher scale, to those of our sun.

The following spectrum was taken by a Star Analyser and a Celestron 14 @ 7, IRIS processed.

Lo spettro che segue è stato ottenuto, sempre con un C14 e lo star Analyser, sulla Nova in Eridano del 25 ottobre 2009

The following spectrum of Nova in Eridanus was obtained, on october 2009, by a C14 and Star Analyser.