Dobsoniani

SQM, estinzione e qualità del cielo nel senso di Bortle.

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view post Posted on 31/8/2012, 18:16

Giant elliptical galaxy

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21.6 in riva la mare non è 21.6 a 2000 metri. Più o meno lo sappiamo, ma quale relazione esiste esattamente fra la misura fatta con lo SQM, l'estinzione e la qualità del cielo?



Quando osserviamo un oggetto, la sua luce arriva al sito osservativo ridotta dell'estinzione. Allo stesso tempo si somma la luce dovuta all'inquinamento luminoso. Lo SQM misura il totale (IL+oggetto comprensivo della estinzione). Data la misura dello SQM, possiamo calcolare quanto è il contributo dell'IL come segue (bisogna tenere conto che SQM, l'estinzione "ex" e l'intensità del soggetto "Sky" sono in magnitudini, convertire in scala lineare, sottrarre e riconvertire in magnitudini "IL").



In sostanza la formula dice che l'inquinamento luminoso (IL) è la differenza fra il valore misurato con lo SQM e quello del cielo naturale misurato sempre al suolo (comprensivo dell'estinzione).

Facciamo un esempio: se lo SQM misura 21.4, se l'estinzione fosse 0.2 (alta quota) e il cielo fuori dell'atmosfera fosse 21.9, allora la quota di inquinamento luminoso sarebbe pari a 22.2 magnitudini per secondo d'arco quadrato. In altre parole se ci fosse solo l'IL il cielo sarebbe di 22.2; se ci fosse solo il cielo lo SQM misurerebbe 22.1 (21.9+0.2 di estinzione). Sommando 22.2 con 22.1 si ottiene 21.4 misurato dallo SQM.

Ora, la cosa interessante è il rapporto segnale rumore, cioè il rapporto fra l'intensità dell'oggetto (SKy+ex) e l'intensità dell'IL.



Nell'esempio di prima, l'IL valeva 22.2, il cielo al suolo sarebbe stato 22.1, quindi c'è un rapporto S/N pari a +0.1 magnitudini ovvero S/N vale 1.10441.

Facciamo alcuni casi:

a) SKy=21.9, ex=0.2, SQM=21.4 -> S/N = 1.0441

b) SKy=21.9, ex=0.4, SQM=21.6 -> S/N = 1.0441


Il primo caso potrebbe rappresentare la situazione di un cielo di 21.4 in quota, con estinzione di 0.2 magnitudini. Il secondo caso è un cielo di 21.6 al livello del mare, con estinzione 0.4 magnitudini. In termini di contrasto fra oggetto e inquinamento sono uguali! (*).

Ecco un grafico che mostra il rapporto S/N in funzione della lettura SQM in due casi: a) con estinzione 0.4 magnitudini (curva inferiore) b) con estinzione 0.2 magnitudini (curva superiore).



Un cielo di 21.4 in quota offre lo stesso contrasto degli oggetti di uno da 21.6 a livello del mare. Un cielo di 21.6 in quota equivale a uno da 21.8 a livello del mare.

Notare anche come, in entrambi i casi, passando da 21.4 a 21.9 il rapporto S/N quintuplica. Ecco perché 21.9 è molto diverso da 21.4!

(*) Il primo è anche complessivamente più luminoso (quindi ancora meglio in termini di Blackwell
 
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view post Posted on 31/8/2012, 19:45

Dwarf galaxy

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Per avere dei dati precisi però dovrei sapere almeno il valore di estinzione o almeno quello del IL. Come faccio a sapere se la causa del mio 21,4 è dovuta dall'estinzione o dal IL. C'è un modo per rilevarli?
 
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view post Posted on 31/8/2012, 20:25

Giant elliptical galaxy

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In teoria misurando la luminosità di stelle note si misura l'estinzione. In media l'estinzione in quota è su 0.2 mag (allo zenit). Al livello del mare 0.4.
 
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view post Posted on 1/9/2012, 09:07
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Mammifero Bipede

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Mauro, l'analisi che fai è valido allo zenit, dove l'estinzione è al minimo, ma scendendo verso l'orizzonte il cielo a bassa quota peggiora molto più rapidamente di quello in quota, quindi per oggetti che non salgono mai oltre i 45° il cielo in quota è sempre migliore di quello al livello del mare.
Per confronto con l'esperienza diretta, al binocolo quest'estate da Lastovo (400mslm) la Velo non era troppo peggiore che dal Roque de Los Muchachos (2400mslm), ma la Helix sì, nettamente. ;)
 
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view post Posted on 1/9/2012, 10:02

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Sì è per lo zenit.
 
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Mystral_
view post Posted on 2/9/2012, 09:59




All'estinzione non si può dare un valore una tantum da usare per tutte le occasioni.
Lo stato del cielo varia, basti pensare all'effetto delle eruzioni vulcaniche o agli effetti dell'inquinamento e della Tramontana.
Il suo valore varia e l'unico modo per conoscerlo sarebbe misurarlo di volta in volta.
In una delle riunioni di Veneto Stellato di alcuni anni fa, si era parlato di un procedimento molto accurato per misurare l'estinzione e la brillanza del cielo che implicava l'uso del CCD.
Non avendo CCD non mi sono interessato della cosa.
 
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view post Posted on 2/9/2012, 10:18
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dagli Appennini alle Alpi basta che sia BUIO

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Magari é stato redatto un documento in merito!
 
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Mystral_
view post Posted on 2/9/2012, 10:38




Si può chiedere a Dalla Gassa, presidente di Veneto Stellato.

Il metodo forse è quello presente in questo articolo di Cinzano e Falchi.
 
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view post Posted on 2/9/2012, 12:48
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Mammifero Bipede

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L'articolo è del 2004, per la brillanza oggi abbiamo gli SQM ma misurare l'estinzione mi sembra molto più problematico.
Forse potrà avere un senso per un osservatorio con postazione fissa, ma dubito ci si possa portar dietro tutta l'attrezzatura necessaria (ed avere poi anche il tempo di osservare).
Oltretutto l'assorbimento e l'IL entrano in sinergia (letale) facendo sì che a basse altezze sull'orizzonte il cielo sia contemporaneamente più illuminato e meno trasparente, con conseguenze disastrose su tutti gli oggetti deep che vi si trovino... in pratica dalle nostre latitudini non potremo mai osservare al meglio niente che si trovi sotto l'equatore celeste! :(
 
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view post Posted on 2/9/2012, 13:53
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dagli Appennini alle Alpi basta che sia BUIO

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A me basta l'SQM standard, lo reputo migliore della versione-L in quanto abbraccia più cielo (con i suoi pro e contro) ma rende meglio la media della qualità del cielo.
Come dici tu Mistral, l'estinzione é difficile da quantificare, troppe variabili in gioco.
Sarebbe interessante invece un apparecchio che misuri la trasparenza/ nitidezza del cielo. Un fattore determinante per osservare come si deve anche se la maggior parte delle volte é correlato con le misure SQM, non sempre é così.
 
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view post Posted on 3/9/2012, 08:12
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Mammifero Bipede

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CITAZIONE (Longastrino @ 2/9/2012, 14:53) 
A me basta l'SQM standard, lo reputo migliore della versione-L in quanto abbraccia più cielo (con i suoi pro e contro) ma rende meglio la media della qualità del cielo.

Ho avuto modo di riflettere a lungo sulla correttezza o meno della scelta di prendere la versione "L". Anche gli astroimagers sloveni concordano con quanto hai espresso qui sopra: i dati del tipo standard sono più facilmente confrontabili tra loro. Inoltre la versione "L" obbliga ad effettuare più misure in diverse zone del cielo per avere un quadro complessivo.

Tuttavia le condizioni in cui mi sono trovato a Lastovo sono state sufficientemente atipiche (e variabili nel corso della notte) da farmi rivalutare la scelta della versione "L", che consente un'analisi puntuale dell'IL.
Senza SQM-L probabilmente avrei preso per buone le sole letture allo zenit, 21,4, confrontabili con quelle di diversi buoni siti in Italia, ma non avrei avuto modo di apprezzare i 21,6 in direzioni specifiche (sud, sud-est), né di ragionare sul fatto che il gradiente dell'IL, dalla media dei siti nostrani, è invertito (SQM crescente andando verso lo zenit).

Per le prossime uscite sto ragionando di effettuare diverse letture e riportarle in una mappa tipo quella sottostante.

gennaio-carta-del-cielo

 
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view post Posted on 3/9/2012, 08:40
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dagli Appennini alle Alpi basta che sia BUIO

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Strano, solitamente sono gli astroimagers ha prediligere la versione L in quanto interessati solamente ad una determinata porzione di cielo per la durata della sessione fotografica, noi visualisti invece (almeno io) scorrazziamo più nel cielo, anche se prediligiamo osservare da levante al meridiano passando dallo zenith,
 
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view post Posted on 4/9/2012, 07:40
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Mammifero Bipede

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Scaricando la nuova versione di Stellarium ho trovato tra le "features" aggiunte di recente:
- (experimental) modelling of atmospheric extinction for point objects. ;)
 
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view post Posted on 4/9/2012, 08:33
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dagli Appennini alle Alpi basta che sia BUIO

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Acci.... Mi si é fulminato il pc... O meglio qualche cosa dentro... Altrimenti lo provavo subito!
 
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view post Posted on 10/2/2018, 11:59
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Lorenzo Burti

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Ho l'impressione che l'estinzione giochi un peso diverso a seconda degli oggetti in visuale. E quindi che la visibilità sia da rilevare molto empiricamente. La maggior parte delle mie osservazioni sotto un cielo veramente buio, SQM 21,7 e qualche volta anche di più, le ho effettuate a Linosa, a livello del mare. La mag limite mi risulta 6 anche allo Zenit, M33 mai vista. Se vado a vedere la classificazione di Bortle e la sua corrispondenza con l'SQM (https://en.wikipedia.org/wiki/Bortle_scale) rimango molto perplesso. Linosa è certamente una classe 2 (l'SQM discende a 21,5 quando manca poco al sorgere della luna), ma anche supponendo che sia una classe 3, me lo sogno di vedere le stelle di 7^ e, ripeto, M33 non l'ho mai vista ad occhio nudo. Eppure, tutto il resto ci sta: some light pollution evident at the horizon,
clouds are illuminated near the horizon, dark overhead nearer surroundings, are vaguely visible, the summer Milky Way still appears complex, M15, M4, M5, and M22 are naked-eye objects.
Supponiamo pure che la scarsa magnitudine limite delle stelle dipenda dalla mia mancanza di pazienza e da un cristallino certo non più ventenne, ma neanche catarattico, e nelle osservazioni in compagnia, beh, non ho notato handicap di qualche rilievo. Insomma c'è molto che non mi torna nella scala di Bortle classica. Ho esordito avanzando il dubbio che al livello del mare l'effetto pratico dell'estinzione sia superiore a quanto atteso dalle formule, e soprattutto che abbia un'influenza maggiore su mag limite delle stelle e sulle galassie. Ma poi sono passato a manifestare le mie perplessità riguardo la coerenza interna, a ciascun livello, sui criteri della scala di Bortle. Cosa ne pensate? Lorenzo

Edited by lburti - 10/2/2018, 15:39
 
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