La radiazione infrarossa (IR) è la radiazione elettromagnetica con una frequenza inferiore a quella della luce visibile , ma maggiore di quella delle onde radio. Il termine significa "sotto il rosso" (dal latino infra, "sotto"), perché il rosso è il colore visibile con la frequenza più bassa. La radiazione infrarossa ha una lunghezza d'onda  (che è uguale alla velocità della luce divisa per la frequenza) compresa tra 700 nm e 1 mm. Viene spesso associata con il concetto di radiazione termica, poiché ogni oggetto con temperatura superiore allo zero assoluto (in pratica qualsiasi oggetto reale) emette spontaneamente radiazione in questa banda (aumentando la temperatura, il picco si sposta sempre più verso il visibile finché l'oggetto non diviene incandescente).La fotografia infrarossa, che ciascuno di noi può oggi sperimentare con una fotocamera digitale alla quale sia stato tolto il vetrino  blocca IR sul sensore, si avvale di questa proprietà della sensibilità al calore, in particolare sfruttando il rilascio del calore solare della clorofilla degli alberi e della piante per ottenere immagini paesaggistiche di sicuro effetto come quelle sottostanti, scattata a Roma , Villa Ada, da chi scrive.Per effetto della radiazione infrarossa paesaggi comuni di tutti i giorni acquistano un aspetto drammatico ed altamente suggestivo.

L'inizio dell''astronomia infrarossa si data al periodo di Sir William Herschel, che misurò la temperatura di tutti i colori dello spettro elettromagnetico  osservando che questa aumentava andando dal colore rosso al violetto.  Herschel pose un termometro appena oltre il rosso e ancora con grande stupore misurò una temperatura dove non vedeva radiazione, concludendo che i raggi calorici che provengono dal Sole dovevano essere invisibili all'occhio e trovarsi appena al di la del rosso dello spettro visibile. Con questo celebre esperimento vennero scoperti i raggi infrarossi.Un grande ulteriore passo avvenne nel 1878 quando il fisico americano Samuel Pierpoint Langley inventò un'apparecchiatura chiamata bolometro, esso era costituito da una striscia di platino delle dimensioni di 1cm x 1 mm x 0,01 mm e colorato di nero, il filo di platino presenta una resistenza elettrica che è funzione della temperatura. Langley pose il bolometro sulla fenditura del suo spettroscopio e studiò lo spettro infrarosso del Sole.Nel 1973 un pallone sonda con un bolometro al germanio venne utilizzato per effettuare osservazioni infrarosse di Marte. Nei primi anni '70 venne scoperto che anche le galassie emettono nell'infrarosso mentre nel 1974 il Kuiper Airborne Observatory iniziò a volare e compiere osservazioni.Questo era un osservatorio infrarosso montato su un aereo della NASA e che è rimasto in funzione per oltre 20 anni. Negli anni '80 nascono i primi sensori allo stato solido sensibili nell'infrarosso, simili ai CCD ottici. Ciò permise nel 1983, ad opera di una collaborazione tra USA, Regno Unito e Olanda, di lanciare in orbita il primo telescopio infrarosso: IRAS, che permise di scoprire 500.000 nuove sorgenti infrarosse, un disco di polvere attorno a Vega, emissioni da galassie interagenti e nubi di polveri galattiche.Da allora numerosi telescopi infrarossi, operanti fuori dell'atmosfera terrestre, quali ISO, Spitzer, la camera NICMOS dell'HST. Altri telescopi e rivelatori IR sono stati collocati in Antartide,avvalendosi delle basse temperature e della scarsa umidità di alcune zone del continente.Tra le sperimentazioni effettuate vi è anche la ricerca dei pianeti extrasolari.Tra le surveys del cielo infrarosso più conosciute ed estese c'è quella del 2 Mass (Two Micron ALL Sky Surveys), che ha scansionato dal 1997 il 70% del cielo e scoperto oltre 5700 sorgenti IR usando due telescopi dedicati alla ricerca IR da 1,3 mt, sul monte Hopkins (Arizona) ed uno al CTIO (Cile).Nelle figure seguenti (fonte INAF, 2 MASS) sono riportate la posizione dell'IR nello spettro elettromagnetico,e le bande di indagine e la magnitudine limite della survey 2MASS.Dall'epoca dell'inizio di tale survey,  molti progressi sono stati fatti , ed è recente la notizia, del 17 luglio 2010, del completamento della prima survey di WISE (NASA Wide field infrared explorer).Il telescopio spaziale infrarosso della NASA ha una sensibilità centinaia di volte superiore al suo predecessore del 1983 , IRAS.Il campo applicativo di WISE è la ricerca dei NEO (asteroidi e comete vicino all'orbita terrestre), e, più avanti ed in profondità,delle nane brune, dischi protoplanetari e sorgenti galattiche ultraluminose nell'IR.

The beginning of infrared astronomy is due to Sir William Herschel who first measured the colors of solar spectrum, observing that its temperature increased from red to violet.Herschel put the termometer beyond the red, observing that there was a temperature where no radiation was visible, understanding that some rays coming from the sun, beyond the red were invisible to the eye.A further step in this field  happened in 1878, when the american scientist Samuel Langley built a device called bolometer, made of a platinum wire coloured in black.The wire had an electrical resistance that is function of temperature.Langley put the bolometer on its spectroscope and studied the infrared spectrum of the sun.In 1973 an atmospheric balloon with a germanium bolometer was used for infrared observations of Mars.In 1974 the Kuiper Airborne Observatory, an infrared telescope mounted on a NASA airplane, begun to fly and made observations.In 1983, a collaboration between United States, Holland and United Kingdom allowed to launch in orbit IRAS, the first infrared satellite, that discovered more than 500000 infrared sources.From then, many infrared telescopes were launched and operated out the terrestrial atmosphere, as ISO, Spitzer, and HST Nicmos camera.Some other telescopes and IR detectors were set in Antarctica, using the low temperatures and the humidity absence of some places of that continent.Among the most popular infrared surveys of the sky  there is the 2 MASS (Two Micron All Sky Surveys), which since 1997 has scanned 70% of the sky and found more than 5700 IR source using two telescopes devoted to IR research one of   1,3 m on Mount Hopkins (Arizona) and one at CTIO (Chile). The following figures (source INAF, 2 MASS) shows the position of infrared in the electromagnetic spectrum, and bands of research and the limiting magnitude of the Survey 2MASS.From the beginning of this survey, much progress has been made, and the recent news of  July 17 2010,is the completion of the first survey of WISE (NASA Wide Field Infrared Explorer). The NASA infrared space telescope has a sensitivity a hundred times higher than its predecessor of 1983, IRAS.The field  of application of WISE is the search for NEOs (near Earth's orbit asteroids and comets), and, further and deeper, brown dwarfs, protoplanetary disks and  galactic sources ultraluminous in the IR.

 

 

                                                                          Classificazione Astronomica dell'IR

 

vicino	0,7 - 1 µm - 428-300 THz	5 µm - 60 THz
medio	5 µm - 60 THz	25-40 µm - 12-7,5 THz
lontano	25-40 µm - 12-7,5 THz	250-350 µm - 1,2 THz-428 GHz

 

                                                                                                              2MASS Survey

• 		Magnitude Limits
  Band	Wavelength (µm)	Point Sources (SNR=10)	Extended Sources
  J	1.25	15.8	15.0
  H	1.65	15.1	14.3
  Ks	2.17	14.3	13.5

  
   

  Riporterò ora, qui di seguito, le mie esperienze di amatore nel campo dell'astronomia IR, con particolare attenzione per le Galassie e gli oggetti nebulari.Caratteristica particolare dell'IR in astronomia è data dalla capacità di penetrare le nubi di polvere e di gas, per evidenziare i nuclei di galassie, le zone di formazione stellare e quant'altro.Le camere CCD che ho usato, e che uso per tale attività, sono la Atik 16 HR e la Sbig ST8 XME, quest'ultima si è dimostrata notevolmente più sensibile dell'altra in tale regione spettrale, e quindi è quella da me più usata nell'ultimo periodo.E' bene precisare che la capacità del proprio setup a raccogliere l'IR dipende da vari fattori, quali la sensibilità della camera , l'esistenza o meno del vetrino IR-cut sul sensore,lo strato antiriflesso ed in generale il tipo di coating delle ottiche.Inutile quindi tentare riprese IR con una DSLR non opportunamente modificata per tale uso, vale a dire senza alcun vetrino blocca IR sul sensore.E' bene precisare che l'indagine amatoriale in tale campo può unicamente sfruttare la finestra NIR tra 700 e 1000 nm (nella migliore delle ipotesi), dato che oltre tale limite la capacità del sensore delle camere CCD per uso amatoriale e l'assorbimento atmosferico, per non parlare della temperatura a livello del suolo od a bassa altitudine, rendono impossibile ogni indagine. Entro tale finestra, comunque, i sensori ed i filtri disponibili possono dare notevoli soddisfazioni all'astronomo amatore che si addentra in tale appassionante settore di ricerca astronomica.Tra i filtri da utilizzare ho sperimentato con successo Il Baader Planetarium IR pass > 685 nm e l'Astronomik Ir pass > 742 nm, con una leggera preferenza per quest'ultimo, più selettivo.Ho anche sperimentato, per curiosità, un filtro in gelatina Kodak 87C > 800 nm, che tuttavia , dato il notevolissimo assorbimento, richiede sensori molto sensibili nell'IR ed ottiche di grande diametro.Riguardo a quest'ultimo punto, riterrei che già con diametri dell'obiettivo di 200 mm si possono ottenere risultati interessanti con filtri selettivi.Per obiettivi più piccoli e teleobbiettivi sono preferibili i passa IR a banda più larga come il Baader 685.Ma in definitiva, qual'è il vantaggio dell'uso di filtri NIR selettivi per l'amatore? la risposta è, a mio avviso,semplice: la possibilità di bypassare l'inquinamento luminoso, che alle maggiori lunghezze d'onda non disturba le riprese CCD,e di usufruire di un seeing medio più vantaggioso.

  I'll take back now, here below, my experiences of amateur  in the IR astronomy, with particular attention to the galaxies and nebular objects .A  particular feature of the IR is the ability to penetrate the clouds of dust and gas , to highlight the nuclei of galaxies, regions of star formation and so on. The CCD cameras I've used, and that I use for this activity are the Atik 16 HR and SBIG ST8 XME, that has proved remarkably more sensitive than others in this spectral region, and the one I used most in the last period.It's useful to specify that the capabilities of your setup to collect the IR depends on various factors such as the sensitivity of the camera, the existence or otherwise of the IR-cut glass over the sensor, the reflective layer and in general the type of coating of the optics .It's then useless IR shooting with a DSLR not  suitably modified for this use, ie with no IR cut filter on the sensor . It's clear that the good amateur observation in this field can only take advantage of the NIR window between 700 and 1000 nm (at best), because above that limit the ability of the sensor of CCD cameras for amateur  and the atmospheric absorption , not to mention the temperature at ground level or low altitude, make impossible any research. Within that window, however, sensors and filters available by amateur astronomer can give the great satisfaction to go into this exciting field of astronomical research. About the filters to use, I have experienced success with the Baader Planetarium IR pass> 685 nm and the Ir Astronomik pass> 742 nm, with a slight preference for the latter,  more selective.I've also experienced a, a  Kodak gelatin filter 87C> 800 nm,that, however, given the very substantial absorption, requires very sensitive CCD sensors and high diameter optics.About last point, I would think that even with diameters of 200 mm lens can be obtained interesting results with selective filters .For smaller telescope objective and telephoto lenses are preferable  broader band pass IR filters as the Baader 685.But ultimately, what is the advantage of using NIR-selective filters for the amateur? the answer , in my opinion, is simple: the ability to bypass the light pollution, which at high wavelenghts does not disturb the CCD imaging, and enjoy  a more favorable medium seeing .              

   

                                                              

                        

   

           Osservazioni di Galassie in luce NIR (742 - 950 nm)

         Galaxies observations in near IR light (742 -950 nm)

   

                                                        Il Gruppo Maffei 

                                                                  The Maffei Group

  Le galassie del Gruppo Maffei , esclusa IC 342,  sono situate sul piano della nostra  galassia e sono state tutte scoperte in tempi recenti, a causa dell'oscuramento procurato dalle stelle e dai gas e polveri interstellari interposti tra noi e la sorgente.Esse sono in numero di dieci,come di seguito elencate, in ordine di magnitudine (nel blu),Tengo a precisare che per le galassie situate sul piano galattico, ossia tutte quelle in elenco esclusa, come si è detto, la prima, le magnitudini risultano spesso controverse, probabilmente a causa dell'estinzione, della rilevazione IR, ed altri fattori, quelle qui riportate mi sembrano quelle effettive, anche sulla base della esperienza da me effettuata :

  The Maffei group galaxies - except IC 342 - are situated in the galaxy plane and their discovery has been done in last years, due to dust and stars interposed among us and the source.They are in number of ten, as hereunder shown, in (blue) magnitude order.It's useful to underline that for these galaxies a precise mag measurement it's difficult to do, may be for the light estinction, IR search, and so on, and it is easy to find different mag classifications.

  0 -  IC 342                         9.2

  1-  Maffe1 -                     14.4

  2-  Maffei 2 -                   16.0

  3 - Perseus 1                 16.2

  4 - Perseus 2                 16.8

  5 - Dwingeloo1             18.8

  6 - MB 1                          19,5

  7 - MB 2                             ?

  8 - MB 3                          19.8

  9 - Dwingeloo 2            20.5

  Le due galassie principali del gruppo, Maffei 1 e 2 (esclusa, come si è detto, IC 342), estese rispettivamente  18.2 e 21.4 ', sono state scoperte nel 1968 dall'astronomo italiano Paolo Maffei, con l'uso di lastre all'infrarosso, che poterono penetrare  il pulviscolo ed il gas interstellare interposto. Esse si trovano ad una distanza di circa 10 e 16 milioni di anni luce e sono morfologicamente una ellittica ed una spirale barrata.l due oggetti erano stati precedentemente classificati come nebulose ad emissione nel catalogo Sharpless delle regioni HII del 1959.Seguono immediatamente dopo, come estensione angolare, Dwingeloo 1 e 2, rispettivamente di 8.0 e 5.4 ', scoperte ancora più recentemente, nel 1994 e nel 1995.

  The two main galaxies of the group, Maffei 1 and 2, have, respectively an  extension of 18.2 and 21,4' , and have been discovered in 1968 by italian astronomer Paolo Maffei, using infrared film, capable to see beyond the interstellar dust of galactic plane.They are placed at a distance of about 10 and 16 millions light years and are, from the morphological point of vue, an elliptical and a barred spiral galaxy.The two objects were previously classified as emission nebulas in the Sharpless catalogue of HII regions, in 1959.Follow, as angle extension, Dwingeloo 1 and 2, respectively of 8.0 and 5.4 ', recently discovered in 1994 and 1995.

  L'osservazione di tali oggetti costituisce già una bella sfida da località che godono di cieli cristallini, figurarsi poi da quelli di una città come Roma.Comunque, ho raccolto ugualmente tale sfida, nella convinzione che il mio ultimo acquisto, un Celestron 14 XLT,potesse essere vantaggiosamente utilizzato per una survey della zona del piano galattico nelle vicinanze di Cassiopea nell'IR vicino , tra 742 e 950 nm circa, allo scopo di superare l'emissione del pulviscolo e dei gas interstellari.Il filtro scelto è stato un Astronomik Ir pass 742 nm. La finestra utile per le riprese era quindi da tale valore ai 950 nm circa,quasi al limite della sensibilità spettrale del sensore Sony ICX 285 che equipaggia la mia camera Atik 16 HR,che risulta in quel punto di circa  il l2-13% (vedere il grafico che segue), a mio avviso il massimo per poter ancora distinguere il segnale in arrivo sul rumore, termico e non, di fondo cielo.Nessun problema dalle ottiche, nè dal trattamento XLT che lascia passare l'IR, perlomeno sino a tale limite.

  Observation of such objects is a true challenge from dark sky sites, imagine to try it from urban skies of a city like Rome!Anyway, i gave a try, hoping that my recent buy, A Celestron 14 XLT could be used for a  galactic plane survey near Cassiopea in near IR light.I choosed an Astronomik IR pass 742 nm filter, to bypass the interstellar dust and make the Maffei group galaxies visible.The useful window for CCD imaging was the one among 742 ad 950 nm, being this last value near the upper spectral response limit of the Sony ICX 285 sensor used by my Atik 16 HR CCD camera, with a sensitivity of about 12-13% (see the graphic below),in my opinion the very limit to separate the incoming light from the termic  environmental noise.No problem from neither the scope optics nor  XLT coating.

  Non ho ritenuto di usare filtri IR più selettivi, come il Kodak 87 C in gelatina, che pure posseggo, per il semplice motivo che le galassie in questione non sono vere e proprie sorgenti IR, e quindi l'uso del filtro ha, in questo caso , la sola finalità di bypassare l'oscuramento indotto dal pulviscolo e dai gas interstellari.Il segnale compreso in tale banda non viene infatti, a mio avviso a ragione, considerato come segnale termico propriamente detto.L'uso di un filtro più forte, da località cittadine, avrebbe avuto il solo effetto di oscurare anche la già debole luce delle galassie da osservare.

  I didn't decide to use more selective filters, as Kodak 87 C IR gelatine filter, that I own, for the simple reason thet the galaxies I tried to imagine weren't  true IR source,and  IR filtering  was done  to bypass the interstellar dust of galactic plane . Consequently the use of a stronger filter could cut the incoming  light of galaxies too.

  La montatura equatoriale utilizzata è stata una Losmandy G11, e questo ha posto una serie di problemi, costringendomi in pratica all'uso della tecnica della somma delle immagini singole, dato che la focale usata (2600 mm circa) non consentiva un uso proficuo dell'autoguida.Tuttavia, pur con questo ed altri accorgimenti, la montatura ha comunque svolto il suo compito.

  I used a Losmandy G11 equatorial mount ,that I first believed unfit to make CCD imaging with an ota of similar weight and focal lenght.Anyway, the mount, with some useful improvements and with the single frames sum technique, was equally able to do the job.

   

  Relativamente alla camera CCD, ho utilizzato una Atik 16 HR con sensore Sony ICX 285 AL, che presenta, come si vede dal grafico sottostante (fonte Sony) una risposta spettrale nell'IR tra 750 e 1000 nm  che va dal 55 al 6% circa; valori di tutto rispetto,che permettono di sfruttare la capacità delle ottiche.Non ho dati sulla banda passante della finestra ottica di chiusura della camera, quindi faccio riferimento ai soli dati del sensore, pur tenendo conto che questi vanno probabilmente ridotti in funzione dei valori di trasmissione di questa.

  The CCD camera used was a n Atik 16 HR  with a Sony ICX 285 sensor, whose spectral response from 750 to 1000 nm, how you can see from the graphic (courtesy Sony) range from 55 to 6 %, with a good use of optical capability.I've no data about the optic window of the camera, so I refer exclusively to the sensor values, taking in account that probably these are to be reduced.

            

  Sono stato spronato ad effettuare il tentativo in questione in quanto riprese digitali delle galassie di Maffei in alta risoluzione ( tra i 2 e 3 metri di focale) non mi sembrano essere state effettuate in campo amatoriale.Nell'ambito professionale, sono state effettuate riprese dalla survey 2 MASS , ma nella zona spettrale di 2 micron.Sicuramente si è trattato del primo tentativo dalla zona centrale di una metropoli.

  I had the idea to try such kind of galaxy imaging due to the fact that amateur observations of Maffei group from a big city seems never be done until now: it is an interesting approach to test the capability of CCD high resolution near infrared imaging   from high polluted areas.

  Relativamente alla tecnica usata, ho effettuato, come detto, riprese singole di 20 sec, sommando con Astroart 3 da un minimo di 134 ad un massimo di 274 frames,per integrazioni quindi dell'ordine di 45 - 90 min, ad una focale effettiva di 2600 mm circa (forse superiore) dato che il C 14 è stato accoppiato ad un riduttore di focale f 6.3 Meade, Devo dire che la resa dello strumento in accoppiata col riduttore ed il filtro Astronomik è stata eccellente: stelle puntiformi sino ai bordi, le uniche imperfezioni sono state dovute all'errore periodico ed agli "strappi " della montatura , visibilmente sotto stress, per quanto ancora perfomante sino ai 30 sec, e talvolta, a seconda delle zone di cielo, addirittura sino ai 60 secondi di posa non guidata.Mi sono tuttavia voluto mantenere sui 20 secondi per sfruttare tutti i frames (l'utilizzo ha sfiorato infatti il 99%).Inutile dire che le condizioni ambientali sono state le solite, con molte luci del palazzo di fronte accese, e quindi pessime.Delle quattro galassie del gruppo che ho ripreso , nella seconda metà di settembre 2007, sino ai primi giorni di ottobre, Maffei 1 è stata l 'unica chiaramente visibile anche con una posa di soli 20 secs, mentre Maffei2 era visibile a stento, Dwingeloo 1 visibile solo con la somma dei frames  e Dwingeloo 2 NON visibile nemmeno dopo la somma di 234 frames per ben 90 minuti di integrazione.Sul caso riferirò poi in seguito.

  The technique used was, as I said before, single 20 secs shots  stacked by Astroart 3 and ranging from a minimum of 134 to a maximum of 274 frames, at an effective focal lenght of 2600 mm , with the C14 coupled to a Meade F 6.3 focal reducer.The coupling gave excellent results, with pinpoint stars all across the field: some elongated stars were the consequence of mount periodic error, nonobstandig this, the overall perfomance of G11 was quite good, considering the weight and the F.L., with good unguided frames of 30, and, in some cases, of 60 secs.Anyway, I preferred to use a 20 secs integration time in order to use all the images being shot.The environmental conditions were as usual, with a lot of lights from the front building, and then very bad.Of four galaxies I tried to imagine , only Maffei 1 was clearly visible in a single 20 secs frame: Maffei 2 was quite invisible, Dwingeloo 1 visible only after all frames stacking, while Dwingeloo 2 was invisible also after 274 frames stacking.

  Qui di seguito sono mostrate le immagini e la loro analisi

  Here the images  with their analysis

   

             

  Maffei1 - IR G B    IR 134 frames stacked, green 32, Blue 30 la dominante Ir causa la resa cromatica spostata verso il rosso. Roma, settembre 2007.

  Maffei 1 IR G B - note the reddish color due to the infrared contribution.Rome, september 2007

     

  Qui di sopra è riportato il confronto con l'immagine della galassia ripresa dal Satellite Infrarosso  nell'ambito della survey 2 MASS (2 Micron All Sky Survey).Notare come la differenza di banda passante (2000 nm in media contro 850 circa in media della mia immagine non si traduca in una altrettanto evidente maggiore resa dei dettagli dell'oggetto, pur essendo, com'è ovvio , l'immagine del satellite qualitativamente migliore della ripresa da me effettuata.

  Here above is shown a comparison among my image and the one of 2 Micron All Sky Survey (2 MASS) satellite.Note as the different IR bandpass (2000 nm versus 850 in medium value)  is not enough to show many more details of the object, remaining, in every case, the 2 MASS image obviously far better than mine.

   

                    

  Maffei 2  -    IR - 184 frames da 20 sec stacked, falsi colori , dato che la intrinseca debolezza del segnale ha consigliato l'uso del solo IR.Roma, settembre 2007

  Maffei2 - IR - 184 frames  20 secs each  stacked -IR only- false colors.Rome, september 2007

      

   Qui di sopra è riportato, anche per Maffei 2 , il confronto con l'immagine della galassia ripresa dal 2 MASS .

  Above  , for Maffei 2 galaxy too, the comparison with 2 Mass IR survey image

   

  

  Dwingeloo 1 - somma di 175 immagini da 20 secs- Roma, settembre 2007

   

   Dwingeloo 1 - 175 20secs frames stacked- Rome, september 2007          

   

• Di sopra ho riportato il confronto con la Survey DSS2  in luce IR , dato che Dwingeloo 1 non risulta nel database 2 MASS, probabilmente in quanto eccedente la sensibilità degli strumenti della survey.

  Above is the comparison of Dwingeloo 1 with DSS2 IR image, for the galaxy doesn't appears in the 2MASS images database, perhaps because its magnitude exceed the limit of the survey.

   

  L'ultima delle galassie importanti del gruppo è stata oggetto,ai primi di ottobre, di un tentativo di ripresa effettuato più per forma che nella speranza di ottenere un risultato , improbabile in un oggetto nebulare di mag integrata 20.5 dal centro di Roma. Quindi non mi sono meravigliato quando nelle singole immagini da 20 secs centrate sulle effemeridi dell'oggetto non c'era traccia della galassia, e non mi sono ancora meravigliato quando nella somma di ben 274 frames pari a circa 1 ora e 30 min di integrazione non si scorgeva nulla.La logica faceva pensare che la galassia emettesse al di sotto della luminosità del fondo cielo, e quindi era tempo perso cercarla dalla città.Mi sono, invece, meravigliato, quando da ricerche sul web mi sono accorto che non c'erano immagini in cui l'oggetto fosse visibile, compresa la survey DSS2 IR.Qui di seguito è l'immagine da me ripresa ,con contrassegnata la zona dove dovrebbe trovarsi la galassia  ed immediatamente dopo quella del DSS2,  più profonda della mia.L'unica spiegazione che ho trovato è che la galassia stia quasi sovrapposta alla stella al centro del campo e quindi la sua debole luminosità sovrastata da questa.Mi sembra inoltre che, dopo la sua scoperta nel 1995 nel dominio radio alla riga da 21 cm dell'HI, nessuna osservazione in ottico sia stata effettuata.

  The last of important galaxies of the group, Dwingeloo 2, was imaged just for fun, knowing that there were very few chances to make the dim galaxy visible beyond the galaxy plane dust and the polluted sky fog of Rome.So, I wasn't surprised when in the single 20 secs frame were no sign of the presence of the object, I wasn't  one more time surprised when i didn't find  trace of it in a 274 stacked 20 secs images (about 1 hour and 30 minutes of integration).Anyway, I wonder why there's no trace of galaxy in the DSS2 IR image of the sky centered on its coordinates.A logical consideration may be that the galaxy lies near the star marked in the image, and its dim emission is completely drowned in star's stronger light.I have, furthermore, the impression that , after its discovery in 1995 in the 21 cm radio domain of HI, no optical observations were made.

   

                      

                       

               

  Nell'agosto 2010 ho nuovamente provato la ripresa di  Maffei 1 e 2 con un Celestron 8 XLT a f 6,3, da Arcinazzo in Ciociaria, anzichè da Roma, ed ho ottenuto le seguenti immagini:

  In  August 2010 I tried again to shot Maffei 1  and 2 by a Celestron 8 XLT at f 6,3 from Arcinazzo, a small town near Rome, and got the following images:

 

    

   

Potrebbe sembrare che la differenza  col C14 da Roma non  sia così evidente come avrebbe dovuto comportare la differenza di diametro,ma un fattore decisivo è dato dalla camera usata, stavolta una SBIG ST8 XME con il sensore Kodak KAF 1603, particolarmente sensibile nell'IR, con una QE di ben il 50% a 800 nm ed ancora del 15% A 950 nm !

It may seem that the difference with the C14 from Rome isn't so evident as the difference in diameter, but a decisive factor, in my opinion,is given from the camera used, now a ST8 XME, with the Kodak KAF 1603 sensor, particularly sensitive in the infrared, with a QE over the 50% at 800 nm ad  15 % at 950 nm!

 

 

Galassia irregolare IC 10 in Cassiopea

Irregular Galaxy IC10 in Cassiopea

L'uso di tale camera rende relativamente facile la ripresa CCD in IR anche dai cieli delle grandi città,  non solo di Galassie, ma anche di oggetti estesi.L'immagine sottoindicata è di un soggetto piuttosto difficile da cieli cittadini, la Galassia irregolare IC 10 in Cassiopea,membro del gruppo locale: essa è stata ottenuta con un'integrazione di 1h e 40 min al fuoco del mio C14 a f 7 da Roma Ponte di Nona ed un filtro Astronomik IR pass 742.

The use of the ST8 makes quite simple the Ir imaging  from urban high polluted skies  not only of galaxies, but also of extended objects.The following image is an object very difficult to image under urban skies as that of Rome, the irregular Galaxy IC10 in Cassiopea, a member of local group: it was obtained by an integration of 1 hour and 40 mins at the reduced f 7 focus  of my C14 at PNO (Ponte di Nona Observatory) in Rome,and with an Astronomik IR pass 742 filter.

 

 

M1: il famoso residuo di supernova in Infrarosso e Ha

Un oggetto nebulare che presenta nel vicino IR un'apparenza completamente diversa dal visibile è il residuo di supernova del 1054, nella costellazione del Toro, Messier 1.Le riprese sono state effettuate  in banda IR vicino > 742 nm con l’uso di un filtro Astronomik IR pass 742, ed in Ha con l’uso di un Astronomik Ha da 6 nm, usando il mio C14 a f 7 dal mio osservatorio di Ponte di Nona a Roma.E’ stata quindi effettuata una compositazione delle due immagini con una elaborazione in falsi colori (falso RGB)   assegnando l’IR al canale R; lo stacking IR-Ha al canale verde e l’Ha al blu, modificando l’Hue con Psp, in modo da evidenziare sia le caratteristiche dell’IR che penetra nel cuore di M1 “tagliando” buona parte di gas e polveri, sia quelle dell’immagine Ha che riprende in massima parte le strutture filamentari della shell gassosa della supernova originaria.Si nota come queste ultime siano “rinforzate” nell’immagine composita, , nella cui parte centrale, cosa strana, si nota anche leggermente la controparte ottica della struttura centrale a forma di disco a suo tempo ripresa da Chandra che da origine all’emissione X della nebulosa. Nell’immagine allegata  sono riportate le tre immagini, la IR, l’Ha e la loro compositazione falsa RGB.

 

 

 

 

Cosa strana, come si è detto, è che la parte  centrale dell'immagine composita richiama la struttura indotta dalle particelle ad alta energia emesse dalla pulsar situata nel cuore di M1,struttura ripresa dal satellite X Chandra.Tale struttura appare visibile anche nella sola immagine NIR che precede.

As said. the central part of composite image recalls the structure caused by high energy particles emitted by pulsar in the center of nebula,structure shot by Xrays satellite Chandra (source NASA).

Mi sono chiesto più volte di come tale struttura fosse visibile in IR anzichè a lunghezze d'onda minori, come nel vicino UV, e l'unica spiegazione  logica è data dalla risposta dei filtri Astronomik Ha da 6 nm e IR planet 742 , che riportano entrambi un picco di intensità intorno ai 370 nm.

Nella figura sottostante è riportato un collage con la risposta quantica dei filtri IR da me usati Baader 685 (blu) , Astronomik 742 e 807(rosso) come desunta dai grafici riportati sui siti dei produttori, paragonata a quella del sensore Kaf 1603 che equipaggia la camera Sbig ST8.Anche se il grafico della QE del sensore 1603 termina a 400 nm, è facile vedere come, con tutta probabilità esso intercetta anche il picco di risposta dei filtri IR Astronomik a 370 nm per una percentuale stimabile intorno al 35-40%.

 

 

 

                            

 

 La nebulosa M42 in Orione nel vicino infrarosso

M42 nebula in Orion in Near IR

 

 

La nebulosa  classificata nel catalogo Messier come  M42 è una nebulosa diffusa situata a sud della cintura di Orione,la grande costellazione che domina i cieli invernali e dista circa 1345 anni luce dalla terra.Essa è probabilmente uno degli oggetti più osservati e fotografati del cielo, sia dagli astronomi professionisti che dagli amatori.I colori predominanti della nebulosa nel visibile, che costituiscono un'irresistibile attrattiva per i neofiti dell'astronomia sono il rosso , il blu-violetto ed il verde. Il rosso è dovuta all'intensa radiazione nel dominio dell'Idrogeno Alfa,mentre il blu-violetto è effetto della massiccia radiazione blu ed Uv della stelle di classe O al centro della nebulosa,ed il verdognolo è dovuto all'Ossigeno doppiamente ionizzato.La parte centrale della nebulosa, dove si trova un vero e proprio conglomerato di polveri e gas è quella della cd."zona del trapezio", che prende il nome dalla forma della struttura che ospita le caldissime stelle della zona.La zona centrale della nebulosa è una vera e propria zona di creazione stellare, nella quale oltre 700 stelle si trovano in stato di formazione a diversi stadi, e nella quale nei dischi protoplanetari, molti dei quali scoperti dall'HST, che si formano quando le nubi di gas e polveri delle regioni H II si contraggono e collassano sotto la propria massa convertono l'energia potenziale gravitazionale in energia termica  innescando la fusione nucleare che da vita alle stelle.La coltre di polveri e gas oscura tuttavia nel visibile le zone di formazione stellare e le stelle giovani al centro della nebulosa, nascondendole alla nostra vista nell'osservazione visuale ed ai sensori CCD nell'imaging nel visibile.Nel vicino IR, invece, la capacità di penetrazione della radiazione IR consente di osservare in tutto il suo splendore questa nursery di stelle, come è dimostrato dalle immagini che seguono.Anche in tale settore quindi l'uso di filtri IR pass mette a disposizione dell'amatore  un potente mezzo d'indagine.

The Messier nebula classified as M42 is a diffuse nebula situated south of Orion's belt, the big constellation that dominates the winter sky and it is about 1345 light  years far from earth.It is probably one of the most observed and photographed objects in the sky, both by professional astronomers and amateurs.The predominant colors of the nebula in the visible, which are an irresistible attraction for newcomers to astronomy are red, blue-violet and green. The red is due to the intense radiation in the domain of Hydrogen Alpha, while the blue-violet is the result of the massive blue and UV radiation of the stars of class O at the center of the nebula, and the greenish due to the doubly ionized Oxygen.The central part of the nebula, where there is a real mix of dust and gas is that of so called. "trapezium area," which takes its name from the shape of apparent structure of very hot central star of the nebula.This is a real area of stellar creation, in which more than 700 stars are in a state of formation at different stages, and in which the protoplanetary disks, many of them discovered by HST, which are formed when clouds of gas and dust of H II regions are shrinking and collapsing under its own mass, convert the gravitational potential energy into heat energy by triggering nuclear fusion that gives life to stars.The blanket of dust and gas obscure, however, in the visible wavelenghts the star formation zones and young stars in the center of the nebula, hiding them from view both in visual observations and CCD imaging.In the near IR, however, the penetration ability of IR radiation let this nursery of stars to be observed in all its glory, as it is demonstrated by the following images ,so the use of IR pass filter provides a powerful means of investigation for serious amateur astronomers.

 

Nell'immagine che segue è mostrato un confronto tra l'apparenza del "core" della nebulosa nel visibile, in Ha e nel vicino IR tra 740 e 1000 nm, limite superiore delle ottiche e della camera usata per la raccolta di radiazione IR.Come si può osservare, l'immagine centrale,> 742 nm, che è quella che , anche per la maggior trasmissione ed ampiezza di bandpass del filtro, mostra il maggior numero di stelle, un vero e proprio tappeto di stelle giovani.Le immagini sono state ottenute con lo strumento principale dell'Osservatorio, il Celestron 14, con focale ridotta a f 7, ed una camera CCD Sbig ST8 XME, usando filtri Astronomik Ha e Ir pass.

Salta subito all'occhio la drammatica differenza, quanto a stelle visibili, tra l'immagine nel visibile  e quella IR, entrambe virate in falsi colori.

At a glance, the dramatic difference between the visible and IR image, both in false colors:

 

 

Per rendere meglio visibile la impressionante differenza tra le stelle visibili in entrambe l'immagine in visibile è stata sottratta da quella in IR e le stelle relative (enfatizzate in negativo), colorate in rosso, quindi le stelle in Vis sono min rosso e quelle in IR in nero.E ciò considerando un'immagine IR di soli 270 secondi, ovvero 4 ,5 minuti di integrazione!

 

To make better evident the impressing difference between the stars in the IR and visible images, these have been substracted from each other, and the star present in the visible one colored in red.And this with an IR image of only 270 secs, say 4 ,5 mins of integration!

 

Nell'immagine che segue è invece riportata una falsa LRGB ottenuta assegnando il colore rosso all'immagine IR> 807 nm; il verde a quella IR > 742 nm, ed il blu a quella Ha ed usando come luminanza l'immagine IR 742 cui è stato applicato un filtro DDP.Il risultato permette di osservare buona parte del "velo" dell'Ha (in blu)sovrapposto alle zone di formazione stellare al centro della nebulosa.Una Nebulosa di Orione piena di stelle!

In the following image is instead reported a false LRGB obtained by assigning the color red to the IR> 807 nm, the green to the IR> 742 nm, and blue to the Ha and using as luminance the IR 742 image to which a DDP filter has been applied.The result  allows to observe the great part of the "veil " of Ha (in blue)superimposed on the areas of star formation in the center of the nebula.

 

 

 

 

NGC 2024 - The flame Nebula

 

La celebre Ngc 2024 (nebulosa fiamma),in Orione, ripresa il 30 dicembre 2010 con un rifrattore da 80 mm di diametro e 560 mm di focale  in IR- Ha con la stessa tecnica di falso LRGB descritta in precedenza.Il risultato è analogo, visto il notevole numero di stelle visibili, nonostante il modesto diametro dell'ottica.Suggestivo il blooming della stella Zeta Orionis.

The famous NGC 2024 (Flame Nebula) in Orionis, shot on December, 30 2010, with an 80 mm 560 mm FL ED refractor with the same technique of false LRGB  previously described.

 

 

NGC 2841: Una galassia infrarossa

NGC 2841: an infrared galaxy

Una ripresa di NGC 2841, una galassia famosa per le sue regioni di formazione stellare nascoste dalle polveri , che l'infrarosso aiuta a penetrare.Stacking di 4 immagini da 5 min per i canali blu, rosso e IR,con la camera Sbig ST8 al fuoco del C14 ridotto ad f 7.Roma, 10 marzo 2011.

A shot of Ngc 2841 , a galaxy well Known for its star forming regions hidden by dust, that Ir help to penetrate.Stacking of 4, 5 mins each frames, for blue, red, IR channels by a Sbig ST8 camera at the focus of C14 @ 7.Rome, march 10 2011.

 

 

 

 

NGC 7814

 

Ngc 7814   NIR > 742 nm

 

 

NEW!

L'infrarosso come mezzo di controllo dell'inquinamento luminoso e del seeing sfavorevole

qui (Italian only):

IR e IL.pdf

 

 

Le stelle perdute di M57

The lost stars of M57

 

M 57, la nebulosa ad anello della Lira, è senza dubbio uno degli oggetti più fotogenici e fotografati del cielo estivo.Ciascun astrofotografo possiede sicuramente immagini più o meno belle, accattivanti o interessanti della nebulosa planetaria in questione. Pochi tuttavia sanno che le stelle visibili nell’intricato inviluppo di gas (essenzialmente OIII e Ha) non sono quattro, come appare nella stragrande maggioranza delle immagini amatoriali, ma 6, in quanto due di esse sono completamente occultate nella parte di emissione Ha sul bordo nord dell’ellissoide formato dalla nebulosa.

Il 6 giugno 2013, più per curiosità che per altro, o effettuato una ripresa CCD dell’oggetto in questione dal mio osservatorio di Ponte di Nona  a Roma, nonostante che il cielo fosse a tratti velato.

Ho effettuato e sommato tra loro:

1- due riprese in visibile (per la precisione una in visibile con un filtro Baader Neodymium ed una in Ha con un Astronomik da 6 nm) per un totale di 1560 sec di integrazione

2- due riprese in IR:una  con un filtro Astronomik >742nm ed uno con un filtro >807 nm per un totale di 2400 sec di integrazione.

Nell’immagine in IR (potenza della capacità di penetrazione della banda IR!) le due stelline, di magnitudine 15.6 e 16.2,situate nella parte nord della shell appaiono nettamente visibili, mentre non lo erano nell’immagine precedente.

 

 

 

 

 

La scomparsa della Nebulosa Testa di Cavallo e la strana storia di IC 434.

Fare imaging deep sky dai centri cittadini

 

The disappearance of Horsehead Nebula and the strange story of IC 434

How to shot images of deep sky objects from cities

 

La Nebulosa B33 in IC 434 è parte di un complesso di gas e polveri, sagomato come la testa di un cavallo, da cui il nome. È una delle nebulose maggiormente riconoscibili e note del cielo, anche se è

 difficile poterla osservare visualmente: la sua forma caratteristica si può individuare solo attraverso le fotografie della zona. La prima foto della nebulosa , presa presso l'Harvard College

 Observatory.risale al 1888.Da allora sono state migliaia le foto della nebulosa che hanno riempito giornali e siti web.

Essa è talvolta confusa con IC 434, che è in realtà la nebulosa a emissione alle sue spalle, di colore rosso, originato prevalentemente da idrogeno ionizzato (Ha).

Tuttavia pochi amatori hanno fatto caso ad una circostanza particolare, che la B 33 praticamente scompare quasi  completamente se osservata in luce IR, come si può notare dalle

 immagini seguenti.

 Due riprese, una con un filtro Ha da 6 nm Astronomik, l'altra con un IR pass 42, sempre Astronomik: il cambiamento è drammatico: la nebulosa semplicemente scompare a distanza di soli

 100-150 nm in lunghezza d'onda!Naturalmente questa è stata solo una prova fatta al volo (solo 2 frames da 10 min l'una) col mio TMB 115/800 e la Sbig ST8 XME, dal centro di Roma

 ,immagini virate in falsi colori.

The Nebula B33 is part of a complex of gas and dust, shaped like the head of a horse, from which the name. It is one of the most recognizable and known nebulae in the sky, even if itit can be difficult to observe visually: its

 shape can be detected only through photographs of the area. The first photo of the nebula  was taken from Harvard CollegeObservatory.in 1888. Since then  have been thousands photos of the nebula that filled newspapers

and websites. 

It is sometimes confused with IC 434, which is actually the emission nebula behind it, red, mainly originates from ionized hydrogen (Ha).

However few amateurs have made the case to a particular circumstance, that the B 33 virtually disappears almost completely when viewed in infrared light, as you can see from the following images.
 

 Two shots, one with a Ha 6 nm Astronomik filter , the other with an IR pass 742 filter, always Astronomik: change is dramatic: the nebula simply disappears after only100-150 nm in wavelength! Of course this was only a test

 done on the fly (only 2 frames of 10 min each) with my TMB 115/800 and SBIG ST8 XME, from the center of Rome ; images in false colors.
 

 

 

 

 
 

 

 

 

 

Immagine col filtro Ha da 6 nm

Immagine con filtro IR pass 742 Astronomik

Ma la Horsehead Nebula in IC 434 è uno degli oggetti nebulari più suggestivi e fotografati del cielo.In realtà si tratta di una nebulosa ad emissione cui è sovrapposto un insieme di gas e polveri a forma di testa di cavallo, da cui il celebre nome Si tratta di una regione H II che si estende a sud di Alnitak, sul bordo sudoccidentale della grande nube Orion B; presenta una forma molto allungata in senso nord-sud e riceve il vento ionizzante direttamente dalla stella σ Orionis, un brillante membro della grande associazione Orion OB1. La nebulosa raggiunge i 70' di lunghezza e si mostra con facilità nelle foto a lunga posa o nelle riprese CCD, sebbene il suo spessore sia di pochi primi d'arco.I filtri H alfa mostrano molto bene sia la nebulosa ad emisione che la “testa di cavallo”.E’ un oggetto piuttosto elusivo, che è preferibile riprendere da cieli puliti e lontano dalla città.

Al di là di quanto detto prima ,lo scopo di questo articolo è di fornire un’ulteriore dimostrazione di come questo e moltissimi altri oggetti particolarmente tenui  possano essere ripresi con CCD dai centri cittadini. e, ancor di più, nelle peggiori condizioni possibili, ovvero con luna piena e cielo velato: sembra una mission impossibile, ma non lo è.

Tutti coloro che credono di dover subire IL e condizioni osservative negative senza poter effettuare imaging di oggetti celesti possono constatare come ciò sia vero solo in parte, e che anche dalle grandi città come Roma sia possibile fare imaging di molti oggetti deboli del cielo profondo.

La prima delle immagini che seguono è stata effettuata, in condizioni di normale IL (lampade al sodio ad alta pressione, cielo lattiginoso) da Roma, con un filtro Ha da 6 nm, e 2  integrazioni da 1200 sec ciascuna con una camera SBIG ST8  al fuoco del mio rifrattore apo TMB 115/800.

La seconda è ,  , stata invece ripresa con un filtro Astronomik  IR Pass > 742 nm con cielo parzialmente velato dalla forte umidità e la luna quasi piena a soli 67 ° dal target, come si vede dallo schema che segue.Senza il filtro l’immagine si sarebbe saturata dopo alcuni minuti per il cielo perfettamente illuminato; con questo è stato invece possibile sommare 4 integrazioni da 1200 sec per 1 h e 20 min complessivi.

 

 

 

La terza è formata dalle due immagini che precedono compositate in un'unica immagine Ha-NIR che mostra sia la nebulosa sia, grazie alla capacità di penetrazione dell’IR le delicate strutture della testa di cavallo in modo non dissimile da una ripresa da cieli montani, oltre ad una notevole quantità di stelle normalmente non visibili perché coperte da polveri e gas..

La quarta, infine, è un tentativo di ottenere un’immagine a colori RGB assegnando al frame IR il colore rosso, alla somma dei due frames (IR e Ha) il verde, ed all’Ha il blu.

 

 

 

 

 The Horsehead Nebula in IC 434, is one of the most attractive and interesting objects in the sky.In the fact it is an emission nebula to which is superimposed a complex of gas and dust in the shape of a horse head, from which the famous name.It’s  rather elusive, and preferably to shot from clean skies and away from the city.

The purpose of this article is yet to demonstrate how this and many other objects can be picked up by a  CCD from city centers of large cities. And, even more, in the worst possible conditions, ie with full moon and hazy sky: it looks like a mission impossible, but it is not.

This post is therefore aimed at all those who believe they must undergo IL and observing conditions without being able to make imaging of celestial objects from the cities.

The first image of the post has been carried out, in conditions of normal IL (high-pressure sodium lamps, milky sky) from Rome, with a Halpha 6 nm filter, and 2 integrations of 1200 secs each with a SBIG ST8 at the focus of my 115/800 TMB LZO apo refractor.

The second image , instead, was shot with a Astronomik IR Pass> 742 nm with sky partially veiled by the high humidity and the almost full moon just 67 degrees from target, as you can see from the scheme above situated.Without the filter the image would have been saturated after a few minutes for the sky perfectly enlightened;  but with this was  possible to stack 4 integrations of 1200 secs each for 1 hour and 20 minutes total.

The third is formed by the two preceding images into one Ha-NIR image showing both the nebula and, due to the penetration capacity of the IR, the delicate structures of the horse's head in a manner not unlike a shot from mountain skies ,and,  in addition, a significant amount of stars normally not visible because it is covered by dust and gas ..

The fourth, finally, is an attempt to obtain a color RGB image assigning to the frame IR  the red, to the sum of the two frames (IR and Ha) the green, and blue to HA.

 

 

 

 

 

 

L'uso dell'IR vicino nella fotografia solare

Use of NIR in sun astrophotography

 

Usare la radiazione infrarossa sul sole, ovvero sulla più grande fonte di radiazione termica potrebbe sembrare un'assurdità, ma non lo è, per un semplicissimo motivo: i filtri IR pass funzionano in pratica come filtri a banda medio-stretta , data la scarsa sensibilità dei sensori CCD all'IR, e contemporaneamente stabilizzano il seeing diurno che, come si sa, è infinitamente peggio di quello notturno.Di seguito due esempi di imaging CCD in IR del sole.

Using infrared  on the sun, or the biggest source of thermal radiation might seem absurd, but it is not, for a simple reason: the IR pass filters work in practice as narrow-band filters due to low sensitivity CCD Sensor IR, and at the same time stabilize the daytime seeing that, as you know, is infinitely worse than in the night.Hereunder two examples of Sun Imaging in IR

 

Immagine dell'AR 1877 ripresa il 23 ottobre 2013 con un Intes 180 f 10 con filtro solare Astrosolar 3.8, barlow 2X e filtro Ir pass Astronomik 742-Camera DMK 41 AS

 

Immagine dell'AR 2192  ripresa il 20 ottobre 2014 con un TMB 115 f 7 con  prisma di Herschel, barlow 5X e filtro Ir pass Baader 685- Camera DMK 41 AS

 

 

 

 

 

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