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FILTRI SOLARI
SOLARMAX
La luce del Sole ha una sua "firma" inconfondibile, derivante dai vari elementi che lo
Quando se ne osserva lo spettro si possono notare molte linee scure (linee di
CHE COSA E’ compongono.
assorbimento) dovute all'azione di filtraggio esercitata sulla luce continua (quella che va dal
lontano rosso al violetto) da quegli stessi elementi a diversi livelli della struttura solare mentre
la luce procede verso lo spazio esterno. Alla lunghezza d'onda di 656.28 nanometri (nm) si ha l'emissione più
importante: quella da parte dell’elemento Idrogeno (H). Poiché questa e stata la prima linea mappata nello spettro
solare, gli si e dato il nome di Idrogeno-Alfa (Ha).
Proseguendo nel profondo violetto, esiste un'altra importante riga di emissione: quella del Calcio-K (CaK) alla
lunghezza d’onda di 393.3 nm. Queste due sole linee consentono di trarre informazioni sulla maggior parte dei
fenomeni veramente importanti che avvengono nel Sole: le protuberanze, le strutture che circondano le macchie
solari (facole), la granularita, i flare, e molte altre. Poiché l'elemento che costuisce in maggior misura il Sole e
l’Idrogeno, la più importante di queste righe e proprio quella dell'Ha. Di seguito, la lista dei fenomeni visibili.
Spicole - Sono strutture a forma di spighe
osservabili nella cromosfera solo con i filtri halfa. Nella fattispecie, sono particolarmente
visibili col filtro Solarmax 90.
Cromosfera - E’ uno strato di gas che circonda
la fotosfera, spesso alcune migliaia di chilometri.
Può essere considerata la parte inferiore
dell’atmosfera solare.
Protuberanze - Sono enormi getti di gas che si
innalzano dalla cromosfera e appaiono come
gigantesche lingue di fuoco. E’ forse il fenomeno
solare più spettacolare osservabile con i filtri halfa. Si vedono molto bene coi filtri SolarMax 40,
60 e 90, nonchè col telescopio solare MaxScope.
Quando le protuberanze non si stagliano sullo
sfondo del cielo, ma vengono proiettate verso
l’osservatore, all’interno del disco solare, si parla
di filamenti.
Fotosfera – E’ uno strato di gas molto sottile (dello spessore di circa 200 Km), che circonda la zona interna e che
emette radiazione nella banda ottica. Può essere considerata la superficie del Sole, anche se in realtà il Sole non
possiede una superficie fisica ben definita, perché gassoso. La temperatura della fotosfera è di circa 4700K.
Macchie solari - Sono fenomeni che compaiono sulla fotosfera, sulla quale sono facilmente visibili sia con i filtri in
luce bianca (es. AstroSolar) sia con quelli h-alfa. Le macchie risultano più scure rispetto alla fotosfera perché la loro
temperatura e più bassa (circa 4500K). Il loro numero sembra variare secondo un ciclo di 11 anni. Possono avere
forma e dimensioni molto differenti. La loro origine sembra dovuta al campo magnetico solare: le macchie sono
infatti caratterizzate da intensi campi magnetici.
Facole - Sono aree brillanti visibili intorno alle macchie solari. Esse sono prodotte da gas convogliato dall'interno
lungo le linee del campo magnetico.
Brillamenti - Sono esplosioni di brevissima durata durante le quali dalla cromosfera (nelle vicinanze delle macchie)
vengono emesse radiazioni e getti di gas a temperature elevatissime. La frequenza di questo fenomeno è legata
all'attività solare, in particolare a quella magnetica.
•
TECNOLOGIA FILTRI SOLARMAX
I filtri solari Coronado sono basati sul principio dell'interferometro di
Fabry-Perot.
Tale strumento e costituito sostanzialmente da due strati altamente
riflettenti e non assorbenti, separati da uno spazio (gap) parallelo.
Questa struttura viene chiamata "etalon". Se si fa passare un fascio
parallelo di luce bianca attraverso un etalon, la maggior parte
dell'energia verra riflessa dagli strati riflettenti ma, se il gap tra questi
ultimi ha uno spessore esattamente uguale a un multiplo della meta
della lunghezza d'onda della luce incidente, quest'ultima attraversera
totalmente il sistema. I filtri Coronado sono progettati in modo tale
che questo picco di trasmissione si verifichi in corrispondenza di una
delle righe significative dello spettro, come ad esempio quella
dell'Idrogeno alfa. Se poi la struttura del filtro e tale che il picco di
trasmissione dell'etalon non sia piu largo della riga spettrale
desiderata e vi sia la presenza di un filtro ausiliario che elimini tutti gli
altri picchi di trasmissione, si ottiene un sistema che fa passare solo la
luce dell'Idrogeno alfa.
Queste strutture di tipo etalon sono componenti ottici fra i piu critici che si possano costruire. Pensate che, per
isolare la sola lunghezza d'onda desiderata, le lastre su cui vengono depositati i trattamenti riflettenti e il gap
parallelo fra di esse devono essere realizzati con tolleranze inferiori a 1/100 di lambda (lunghezza d'onda). In parole
povere, nessuna componente può avere imperfezioni o scostamenti dal parallelismo superiori a 0.005 micron!
Gli etalon della Coronado sono disponibili in due versioni base: spaziato in aria oppure in solido.
Partendo da queste due alternative fondamentali, sono
disponibili una grande varietà di schemi e materiali
speciali per ottenere una sintonizzazione stabilita, bande
passanti modificate ed altre specifiche, cosi come modelli
utilizzabili in zone dello spettro che vanno dal profondo
UV (<190 nm) fino all’infrarosso lontano (>30mm).
Qui di fianco si riporta una tabella che riassume i
parametri fondamentali con le tolleranze.
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Procedure di trattamento proprietarie per ottenere
trattamenti a bassissima perdita
Tolleranza di planarità superficiale
Fino a 0.003 lambda
Tolleranza di rugosità superficiale
< 1 lambda RMS
Tolleranza di parallelismo
< 0.02 arcsec
FILTRI CORONADO SOLARMAX (SM)
Oltre ai telescopi solari per l’h-alpha denominati MaxScope, gia
configurati e pronti all'uso, la Coronado produce una serie di filtri solari Halfa da applicare sui telescopi. Si tratta dei filtri SolarMax.
Questi filtri, che vengono installati anteriormente al telescopio, sono
caratterizzati da una struttura e un montaggio piuttosto semplici. Possono
essere adattati a qualsiasi strumento, preferibilmente rifrattori a corta e
media focale. Ideali per l’uso visuale, sono eccellenti anche per l’imaging
con camere CCD e con le fotocamere digitali. Funzionano ottimamente
anche con le videocamere per astronomia in b/n e con qualunque camera
CCD.
Sono utilizzabili (ad eccezione del SM40) anche sui telescopi SchmidtCassegrain, che normalmente presentano notevoli difficoltà di
adattamento per i filtri Ha. Un altro vantaggio della serie SolarMax è che i
filtri sono termicamente molto stabili e possono essere quindi utilizzati
senza un dispositivo di controllo della temperatura.
I filtri SolarMax (SM40, SM60 e SM90 aventi, rispettivamente, 40, 60 e
90mm di apertura libera) hanno una larghezza di banda <1 Å (Angstrom)
centrata sulla lunghezza della riga Ha e sono ottimizzati per
l'osservazione delle protuberanze solari e di altri fenomeni superficiali.
•
FUNZIONAMENTO FILTRI SOLARMAX (SM)
I filtri CORONADO SolarMax sono costituiti da diversi elementi, ciascuno dei quali assolve una funzione particolare.
Il gruppo anteriore (front cell) è costituito da 3 elementi:
•
Una lamina frontale che agisce da filtro di reiezione
(ERF). Questo filtro taglia le lunghezze d'onda
dell'infrarosso e del blu fino all'ultravioletto, evitando che
il calore penetri all'interno dello strumento. Qui di seguito
si riporta il diagramma di trasmissione.
•
Un elemento interno a banda stretta (etalon). Esso
opera un secondo taglio, generando una serie di picchi di
trasmissione con larghezza di banda ridottissima intorno
alla lunghezza d'onda dell'H-alfa.
•
Il filtro di bloccaggio (BF) esegue un ultimo taglio,
eliminando i picchi di trasmissione generati dall'etalon e
lasciandone passare solo uno, quello centrato sulla riga dell’H-alfa.
Il filtro di bloccaggio BF può essere scelto tra 3 possibili varianti:
1.
I modelli BF5, BF10 e BF15 (rispettivamente con 5, 10 e 15mm di diametro) vengono montati all'interno
di un diagonale da 1.25". Particolarmente indicati per l'uso visuale, sono meno costosi del modello BF30.
Foto in basso a sinistra.
2.
Del modello BF10 esiste una versione diretta, che puo' essere utilizzata esclusivamente con il Solarmax
40 nei telescopi Meade ETX 60 e 70. Foto in basso al centro.
3.
Il modello BF30 a visione diretta da 2 pollici e molto utile nella fotografia e nell'imaging.
Questo filtro consente infatti di evitare il fastidioso posizionamento del dispositivo di ripresa sul diagonale
dei filtri di bloccaggio BF10 e BF15. Foto in basso a destra.
I dispositivi di sintonia (T-MAX)
sono dei sistemi meccanici che
consentono di inclinare con
precisione la cella frontale
contenente il filtro a banda
stretta in modo da sintonizzarlo
alla perfezione.
In questo modo e' possibile
osservare anche i dettagli piu'
critici di quei fenomeni che
avvengono lungo l'asse di
osservazione e che vanno fuori
banda a causa dell'effetto
Doppler.
I dispositivi di sintonia T-Max
vanno montati tra la cella
frontale e la flangia di
adattamento all'obiettivo del telescopio. Sono disponibili nei tre diametri da 40, 60 e 90 mm.
Cromosfera solare. Cortesia Giovanni Quarra
Sinistra - Immagine catturata in afocale con Nikon Coolpix 995 e SolarMax 60
Destra - Immagine catturata in afocale con Nikon Coolpix 995 e MaxScope 90 da 0.5A
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