USNO A – 2.0 un catalogo stellare da sogno

oltre la magnitudine 21 (!!!!)

<< ….Per arrivare la dove nessun catalogo era mai giunto prima >>

a cura di Massimiliano Mannucci & Nico Montigiani
Articolo apparso sulla rivista Coelum Astronomia

Negli ultimi anni l’astronomia ha fatto passi da gigante, e questa “rivoluzione” si è vista sia nell’ambito dei professionisti che in quello amatoriale. La causa principale è da attribuire ai notevoli progressi tecnologici ottenuti nel campo dell’acquisizione delle immagini tramite supporti elettronici, che hanno finalmente raggiunto costi sostenibili anche dalla gran parte degli astrofili. Appena pochi anni fa l’astrofilo medio riusciva ad ottenere immagini fotografiche di oggetti fino alla magnitudine 15 o 16 soltanto a costo di grandi sacrifici: ore e ore di posa fotografica e tanta abilità durante la fase di sviluppo in camera oscura. Oggi, con l’avvento delle camere CCD, gli amatori riescono a cogliere oggetti fino alla magnitudine 18 (e oltre) senza grandi problemi, con una conseguente crescita esponenziale del numero di stelle rilevate nelle immagini. A questo punto è diventato difficile addirittura trovare un catalogo di riferimento con cui poter controllare tali immagini.
Forse tutti abbiamo utilizzato o comunque conosciamo il famoso Sky Atlas 2000 con le sue 43 000 stelle e la sua magnitudine limite di 7,75, oppure il SAO con una magnitudine limite di 9, o, ancora, il più evoluto Uranometria 2000 (che, con le 332 556 stelle che mostra, raggiunge magnitudini come la 9,5). Un valido aiuto per gli osservatori visuali viene dal recente Millennium Star Atlas che ha una magnitudine limite di 11. Tuttavia, per gli astrofotografi che avessero voluto controllare le loro immagini più “profonde” fino al limite di magnitudine, non rimanevano che i costosissimi ed a volte difficilmente reperibili cataloghi professionali.
Un grande passo avanti è stato fatto poi con la messa in commercio dei CD ROM del GSC, il Guide Star Catalog creato per l’Hubble Space Telescope che arriva intorno alla magnitudine 16. Con la diffusione dei CCD, tuttavia, anche tale catalogo è diventato troppo poco “profondo” per poter essere usato come valido ausilio nello studio di immagini che coprono magnitudini oscillanti dalla 18 per giungere fino alla 21, poiché normalmente la maggior parte degli oggetti stellari presenti su immagini CCD così profonde non figurano minimamente nel GSC. Fortunatamente, da un paio di anni è stato messo in circolazione (GRATUITAMENTE! Anche questa è una piccola rivoluzione) un catalogo eccezionale che può soddisfare la “sete” di magnitudini sia dell’astrofilo che dell’astronomo professionista: si tratta dell’USNO A – 1.0, realizzato dall’US Naval Observatory (U.S.N.O.). Nel settembre del 1998 è stata poi rilasciata una nuova versione, aggiornata e migliorata, di tale catalogo che ha preso il nome di USNO A – 2.0.

COS’ È USNO A-2

L’USNO A 2.0 è un catalogo di ben 526 280 881 (!) stelle le cui posizioni sono riportate con accuratezza tale da poter essere usate come riferimenti astrometrici. Le stelle sono state catalogate dalla Precision Measuring Machine (PMM) dell’U.S. Naval Observatory Flagstaff Station, scansionando e processando le lastre della Palomar Observatory Sky Survey I (POSSI) per declinazioni superiori ai -30 gradi; quelle dell’UK Science Research Council (SRCJ survey) e quelle dell’European Southern Observatory (ESOR) per le declinazioni minori di -30 gradi. L’USNO contiene i dati di ascensione retta e declinazione precessati al J2000 e mostra una stima della magnitudine nel blu e nel rosso più precisa di quella della precedente versione, in quanto basata sui dati del catalogo Tycho. Per i dati derivanti dal POSSI, il sistema fotometrico usato è quello del sistema fotografico definito dalle emulsioni O e E con i relativi filtri, mentre per le stelle dell’emisfero Sud, il sistema è definito dalle emulsioni IIIaJ e IIIaF. L’errore astrometrico di posizione dovrebbe essere inferiore a 0,25 secondi d’arco e quello fotometrico a circa 0,25 magnitudini.  Il catalogo è stato calibrato a partire dai dati dell’ACT Catalog derivante a sua volta dai cataloghi AC2000 del Naval Observatory e Tycho dell’ESO. Questo ha consentito di aumentare la precisione astrometrica rispetto alla versione A 1.0 che era invece calibrata sui dati del GSC ver. 1.1.  L’USNO copre l’intera volta celeste ed arriva a magnitudini limite fino a 21 per le lastre O, 20 per le E, 22 per le J e 21 per le F.

Come in tutti i cataloghi che arrivano a magnitudini “spinte”, l’USNO contiene degli errori o delle lacune nelle vicinanze delle stelle molto luminose o delle nebulose, all’interno delle quali non vengono rappresentate tutte le stelle.

Fra questi errori vi sono quelli introdotti dai supporti che sorreggono lo specchio secondario del telescopio col quale sono state di volta in volta riprese le varie lastre. Bisogna comunque precisare che tali errori sono molto rari e sono presenti praticamente soltanto intorno alle stelle di magnitudine minore di 1, quindi raramente saranno presenti nei campi che solitamente vorremo analizzare. Difatti, a causa della grande profondità di tale catalogo, è facile trovarsi di fronte a campi stellari affollatissimi, diviene quindi necessario scegliere aree di appena qualche primo. È quindi abbastanza difficile far si che in quei pochi primi di nostro interesse sia presente una stella molto luminosa come ad esempio Aldebaran.

A causa dell’enorme mole di dati, dell’USNO A2.0 non esistono copie cartacee, tanto che per contenere tutti i dati sono stati necessari ben 11 CD ROM.

Ovviamente, il fatto di essere un catalogo non cartaceo implica forse qualche maggiore difficoltà dal punto di vista della fruibilità, ma a ben vedere questo ormai non è un problema poiché avere tutti i dati gestibili da computer offre notevoli vantaggi, come la possibilità di effettuare ricerche veloci di determinati dati, costruzione di mappe, ecc…, e ormai quasi tutti gli astrofili hanno la possibilità e la capacità di usare un computer. L’USNO, come del resto il GSC, non contiene oggetti non stellari come galassie, nebulose ed affini, ma questo non è un limite perché cataloghi di oggetti deep sky fino alle magnitudini più spinte si trovano ormai in qualunque pacchetto software o atlante cartaceo (che magari mostra galassie di magnitudine 16, ma per le stelle non va oltre la nona). Dopotutto lo scopo della creazione dell’USNO non è stato quello di fornire un vero e proprio atlante, ma di creare il più grande database di stelle esistente e per di più con elevata precisione astrometrica. Purtroppo gli undici CD non contengono un software in grado di disegnare mappe, ma in commercio o in rete esistono dei prodotti (alcuni di quelli in rete sono gratuiti) che permettono di accedere all’immensa mole di dati dell’USNO sia in forma di semplice database che di atlante stellare vero e proprio grazie al quale è possibile costruirsi cartine personalizzate che riproducono campi con stelle fino a magnitudini impensabili appena qualche tempo fa. Vorremmo sottolineare che a fronte della relativa difficoltà di utilizzo, comunque superabile facilmente con gli appositi software, c’è l’enorme qualità del prodotto e, aspetto non secondario per gli astrofili, la sua totale gratuità. In conclusione riteniamo che tale catalogo, se associato ad un software in grado di leggerlo e di disegnarne mappe, diventerà uno strumento fondamentale per la maggior parte degli hobbisti.

MODALITA’ DI RICHIESTA

Come già accennato una delle caratteristiche che rendono unico tale catalogo è la sua totale gratuità.
Così come la versione precedente, l’USNO A2.0 è in tutto e per tutto figlio dell’era telematica in quanto non solo esiste unicamente su CD Rom – ed è quindi utilizzabile solo da chi possiede un computer ma ogni genere di notizia ad esso concernente è praticamente disponibile solo su Internet.
Presso il sito dell’U.S. Naval Observatory USNO (http://www.usno.navy.mil) è disponibile una grande quantità di informazioni, fra cui la modalità per richiederne una copia. La cosa è estremamente semplice: basta inviare una mail nella quale si richiede esplicitamente una copia del catalogo; attenzione però, perché esiste una condizione da soddisfare e cioè spiegare come mai non è sufficiente al richiedente il catalogo USNO SA2. Non è nostra intenzione creare confusione nel lettore, quindi spieghiamo subito di che si tratta. L’U.S. Naval Observatory possiede un budget ristretto relativamente alla produzione di copie del catalogo completo (quello contenuto su 11 CD per intenderci). È stato quindi realizzato un catalogo ristretto contenuto in un solo CD e denominato USNO SA2. Relativamente a quest’ultimo non ci sono limiti nella distribuzione quindi USNO gradisce sapere all’interno della mail con la quale si richiede copia dell’A 2.0 per quale motivo riteniamo non essere sufficiente la versione ristretta SA2. Ovviamente SA2 ha le stesse caratteristiche di precisione astrometrica del fratello maggiore, ed essendo entrambi questi cataloghi nati con la precisa intenzione di dare origine ad un riferimento comune dal punto di vista astrometrico, SA2 può comunque essere un valido strumento per chi fa uso di immagini a medio campo. Il limite di quest’ultimo è comunque palese, dal momento stesso che in un unico CD è stato sintetizzato il contenuto di 11. Per chi volesse approfondire l’argomento relativo al metodo di selezione delle stelle inserite nella versione SA2, è disponibile su internet una pagina molto approfondita il cui indirizzo è riportato nella tabella riassuntiva. Questa pagina fu realizzata per l’USNO SA1 ma è perfettamente applicabile anche per la sua revisione SA2. Ma non vogliamo dilungarci troppo su tale argomento, considerato che il nostro soggetto principale vuole essere USNO A2.0 e non il fratello minore.
Ciò che è importante sapere è che esiste anche SA2 e che al momento della richiesta di A2.0 si deve giustificare la necessità della versione completa. La cortesia ed efficienza dei funzionari USNO si è finora dimostrata unica, e con estrema cortesia e rapidità potreste vedervi rifiutare la vostra richiesta, nonostante abbiate giustificato l’insufficienza dell’SA2. Sì, perché mentre quest’ultimo viene inviato a chiunque ne faccia richiesta, l’A2.0 viene distribuito in base ad un criterio geografico di copertura del territorio mondiale. Un esempio pratico è quello che gli scriventi hanno verificato personalmente: essendo già state inviate due copie a copertura del territorio fiorentino e rispettivamente all’Associazione Astrofili Fiorentini e all’Osservatorio Astrofisico di Arcetri, una terza persona che ne aveva fatto richiesta si è vista rispondere dall’USNO che – a causa della scarsità di copie a loro disposizione lo pregavano gentilmente di rivolgersi a uno dei due enti sopracitati al fine di farsene fare una copia. È infatti questa la politica dell’USNO: distribuzione gratuita e libertà di copia, ovviamente nel rispetto di una “policy” fatta di buon senso, come, per esempio, citare la fonte dei dati nel caso in cui se ne stia facendo un uso pubblico (non fosse altro per puro senso di gratitudine), e il non utilizzo a scopo di lucro, nel rispetto dello spirito con cui è stata realizzata l’intera opera.
Insomma, un sforzo encomiabile e mastodontico realizzato a puri fini scientifici e didattici per l’intera comunità mondiale composta di professionisti ed amatori: dagli americani non ce lo saremmo mai aspettato!

I SOFTWARES

Come abbiamo già accennato in precedenza, uno dei punti più critici dell’USNO A2.0 (e analogamente dell’ SA2) è la fruibilità dei dati in esso contenuto.
I files all’interno dei quali sono contenuti tutti i dati non sono in formato ASCII come ad esempio nel GSC, bensì in formato compresso in modo da ottimizzare il consumo dello spazio su disco (in tal caso su CD Rom), quindi, per poter ottenere i dati che si desidera, è necessario avvalersi di softwares specifici. Dobbiamo distinguere fra due tipologie di software: quelli di estrazione dati e quelli di estrazione e visualizzazione di mappe.  Per quanto riguarda la prima categoria si tratta di programmi totalmente freeware realizzati nella maggior parte dei casi in FORTRAN e disponibili su Internet. USNO mette a disposizione un semplice programma funzionante sotto DOS e denominato Serpca2, il quale, dopo avergli indicato le coordinate del centro del campo di nostro interesse e le relative dimensioni in secondi d’arco fino ad un massimo di 1800, produce un file di testo all’interno del quale sono elencate varie informazioni, le più importanti delle quali sono il numero di catalogo della stella, la sua posizione in A.R.  e Dec., nonché le magnitudini nel rosso e nel blu. La costante presenza dei sorgenti aggiornati all’ultima release è voluta per far sì che chiunque voglia poterli modificare ed ottimizzare per i propri usi, possa liberamente usufruire di quanto già fatto. Per chi non possedesse il catalogo è comunque possibile accedere a tutti i dati in esso contenuti grazie al Lowell Observatory, il quale ha depositato sul proprio server l’intero catalogo, interfacciato tramite pagina html. È quindi possibile interrogare il catalogo tramite web ed ottenere in risposta una schermata salvabile dal browser in formato txt. In pratica senza possedere il catalogo diventa così possibile ottenere quelle informazioni che altrimenti si otterrebbero usando i CD e software come Serpca2. Alternativamente si può chiedere al server di produrre una cartina stellare (vedi immagine di apertura). Tuttavia, spesso, ciò che necessita all’utilizzatore è la possibilità di convertire in una mappa i dati residenti sui propri CD. E qui le note si fanno dolenti. Nonostante che il catalogo USNOA 1.0 sia disponibile al pubblico da più di due anni, e che da alcuni mesi lo sia anche la sua successiva versione A2.0, a tutt’oggi nessuna delle più recenti versioni di celebri programmi come Starry Night, The Sky, Megastar, Skymap e Redshift,è in grado di estrarre e visualizzare cartine prodotte tramite i dati dell’ USNO. Ciò non vale invece per il programma Guide, che nella sua versione 6 era in grado di leggere i dati dell’USNO A1.0 e SA1.0, mentre la neonata versione 7 è anche in grado di leggere i dati dell’USNO A2.0 e SA2.0. Prima che Guide v.6 venisse distribuito sul mercato non esistevano però ausili di nessun genere per disegnare mappe, e quindi l’unica alternativa era realizzare autonomamente un programma in grado di far ciò: a tutt’oggi questa resta l’unica soluzione per chi non volesse o non potesse accollarsi la spesa necessaria per l’acquisto di Guide. Questa non è certamente una soluzione alla portata di tutti; abbiamo quindi ritenuto importante mettere a disposizione gratuitamente (nel rispetto della policy di Flagstaff) un programma da noi realizzato, reperibile tramite internet e chiamato USNOView. Si tratta di un software sviluppato in Visual Basic, nato in prima battuta esclusivamente per rispondere alle nostre personali esigenze e successivamente ampliato al fine di coprire una maggiore fascia di utenza. Per l’estrazione dei dati, sia dell’USNO A1/SA1 che di A2/SA2, si appoggia al programma Serpca2 realizzato dall’USNO, dopodiché è in grado di leggere il file txt e disegnarne una mappa. Si tratta fondamentalmente di un prodotto dalle scarse pretese ma funzionale ai fini per i quali è stato realizzato e include anche una funzione di stampa.

© 1998-1999 Associazione Astrofili Fiorentini