Eclisse di Sole dell'11 agosto 1999
Risultati preliminari

A cura di Giorgio Bressan e Dario Giaiotti



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Il gruppo di radioastronomia dell'A.F.A.M. ha osservato l'eclisse di Sole dell' 11 agosto 1999 presso l'Osservatorio di Remanzacco (Lat. 46° 05' 11'' N e Long. 13° 18' 59'' E). Per quanto riguarda le lunghezze d'onda della banda ottica, l'evento ha avuto una durata di circa tre ore, primo contatto alle 09h 18m UT, ultimo contatto alle 12h 06m UT, con il massimo della copertura del disco solare alle 10h 42m UT. L'insieme di osservazioni eseguite dal gruppo radio è stato programmato in modo tale da garantire la completa copertura dell'evento. L'eclisse è stata seguita con tutti gli strumenti che il gruppo gestisce, in più sono state eseguite delle osservazioni supplementari, non strettamente legate alle frequenze radio, ma di notevole valore per la validazione ed interpretazione di dati raccolti; in particolare si tratta di misure dei principali parametri meteorologici nell'ambiente circostante l'osservatorio e di una sequenza di fotografie delle diverse fasi dell'eclisse. La notevole mole di dati raccolti durante l'evento è in fase di elaborazione. Qui di seguito vengono riportati una sintesi delle osservazioni ed alcuni risultati preliminari, raggruppati per strumento usato.

Interferometro (l = 2 m)
L'interferometro, costruito dal gruppo, è composto di due antenne gemelle poste alla distanza di oltre 30 metri l'una dall'altra e lavora alla lunghezza d'onda di 2 m. La sua risoluzione angolare è dell'ordine di 3°. Con questo strumento il Sole è stato osservato a partire dal giorno 9 agosto fino al giorno 13 agosto; le frange di interferenza prodotte dallo strumento nei giorni precedenti e seguenti l'eclisse sono state utilizzate per costruire il valore medio del flusso energetico solare e la sua fluttuazione alla lunghezza d'onda di lavoro dell'interferometro. Fortunatamente non sono state riscontrate significative variazioni di flusso medio nel periodo considerato, quindi si è potuto confrontare il flusso misurato nel giorno dell'eclisse con quello medio ottenendo la curva di riduzione relativa dell'energia solare a 2 m di lunghezza d'onda. Tale curva è graficata in figura 1. Lungo l'asse delle X è riportato il tempo, in ore UT, del giorno 11 agosto; sull'asse delle Y c'è il rapporto tra il flusso misurato nel giorno dell'eclisse e quello medio del periodo. La comparazione tra i flussi è stata eseguita, in via preliminare, solo per le zone di massimo delle frange di interferenza, in quanto in tali zone l'incertezza sulla misura dei flussi è inferiore che nel resto del segnale. Si osservi che, in corrispondenza del momento di massimo dell'eclisse ottico (ore 10h 42m UT) si ha anche la massima diminuzione del flusso radio a 2m di lunghezza d'onda che si riduce a circa meta' del valore medio. Le parti iniziale e finale della curva sono affette da un notevole errore di misura in quanto sono state ricavate da dati ottenuti al limite della soglia di ricezione dello strumento. Ciò è dovuto ai vincoli imposti al guadagno delle antenne in direzioni periferiche rispetto alla direzione del massimo guadagno. Per tale motivo il valore superiore a 1 riportato all'inizio del grafico (ore 09h 22m UT) non può essere interpretato come un aumento del flusso solare rispetto al valore medio, almeno allo stato attuale dell'analisi. Discorso analogo vale per il valore delle ore 12h 54m UT che indica una diminuzione marcata nelle fasi finali dell'evento. Assumendo una distribuzione omogenea, a simmetria circolare, della brillanza del Sole alla lunghezza d'onda considerata, si può ottenere una stima grossolana del raggio solare a l=2m che nel nostro caso risulta essere circa 1.3, 1.4 volte il raggio solare alle lunghezze d'onda della banda ottica. Attualmente si sta valutando la possibilità di ottenete un profilo monodimensionale della brillanza solare grazie alle eventuali asimmetrie di curve analoghe a quelle di figura 1, ma ottenute con una più attenta valutazione degli errori di misura ed una maggiore risoluzione temporale, ciò permetterebbe di evidenziare le zone più attive della corona solare.

Radiometro (l = 3 cm)
Il radiometro, di recente costruzione, è composto da una parabola di circa due metri di diametro con montatura alto-azimutale per l'inseguimento automatico del Sole. La lunghezza d'onda di lavoro dello strumento è di 3 centimetri e la sua risoluzione angolare è di circa 1°. La figura 2 riporta la curva del flusso misurato dal radiometro durante le fasi centrali dell'eclisse; sull'asse X c'è il tempo, in ore UT, sull'asse delle Y il flusso misurato in unità opportunamente fissate per motivi tecnici e direttamente proporzionali alla misura in unità Jansky. Si noti che il minimo del flusso cade in corrispondenza della fase di massimo dell'eclisse ottica, ma la curva è spiccatamente asimmetrica rispetto al minimo stesso. Attualmente si sta lavorando per studiare la natura della asimmetria osservata e per ottenere una stima del raggio solare alla lunghezza d'onda di 3 cm. Il valore medio del rumore del segnale è stato stimato essere costante e attorno alle 310, 315 unità, perciò, la riduzione del segnale solare durante il massimo dell'eclisse è stata quasi totale, cioè molto simile a quella osservata nell'ottico (circa 95% del disco coperto). Ulteriori indagini verranno effettuate sulla natura dei picchi che caratterizzano la curva di figura 2, soprattutto su quelli più pronunciati, in quanto ad una prima analisi non sono tutti inquadrabili nel modello di rumore che ci si aspetta disturbare la ricezione del flusso. A tale proposito saranno utilizzate le misure raccolte ad alta risoluzione temporale che riportano il flusso con una frequenza di 5 campionamenti al secondo.

Radar meteorico (l = 6 m)
L'antenna dedicata abitualmente all'osservazione degli sciami meteorici attraverso il metodo del forward scatter di un segnale generato artificialmente presso una stazione a terra è stata utilizzata per l'osservazione del rumore ionosferico durante l'eclisse. Il radar meteorico raccoglie i segnali, alla lunghezza d'onda di 6 metri circa e provenienti da una regione estesa parecchi gradi quadrati la quale contiene lo zenit. Le misure sono soggette ad un rumore di fondo che è generato dalla riflessione delle onde elettromagnetiche da parte degli strati più alti dell'atmosfera terrestre. L'intensità del rumore non è costante ma varia durante il giorno e di giorno in giorno a seconda della densità di ioni negli strati ionosferici responsabili della riflessione. L'energia solare è uno dei fattori che regola la densità ionica sopra citata e per questo motivo, il radar meteorico ha registrato il rumore ionosferico nei giorni precedenti, seguenti e durante l'eclisse. Allo stato attuale della riduzione dei dati raccolti non si hanno evidenze di significative variazioni del rumore che possano essere associate all'eclisse. Le figure 3, 4 e 5 mostrano il segnale registrato prima, durante e dopo l'eclisse. L'asse delle ascisse riporta il tempo, come per i grafici precedenti, in ore UT, in ordinate si ha l'intensità del segnale in unità arbitrarie che sono proporzionali alla differenza di potenziale rilevata dall'apparato di misura. La figura 3, cioè la prima fase dell'eclisse, è caratterizzata da un forte rumore ionosferico nella prima parte, si noti che viene raggiunta la portata dello strumento (4095 unità arbitrarie). Tale rumore cala rapidamente verso le 09h 25m UT portandosi successivamente a valori inferiori alle 1000 unità fino alla fine della registrazione (vedi figure 4 e 5). Il drastico calo osservato durante la prima fase dell'eclisse non ha un corrispondente aumento nelle fasi finali del fenomeno o in quelle successive, perciò potrebbe trattarsi di una semplice coincidenza di fatti. Attualmente non si hanno tesi ragionevoli a descrizione delle misure eseguite e prima di formularne alcuna saranno eseguite analisi più approfondite del segnale e dei rumori misurati nei giorni precedenti e seguenti l'eclisse. I picchi che si osservano emergere dal rumore nella registrazione successiva alle 09h 25m UT sono di natura meteorica.

Esperimento sulle onde kilometriche
Alcuni esperimenti sulla propagazione delle onde elettromagnetiche, con lunghezza d'onda superiore al kilometro, sono stati svolti durante l'eclisse in un sito montano poco distante dall'osservatorio di Remanzacco. Attualmente i dati sono in fase di riduzione e tale operazione si sta rivelando estremamente difficile a causa della notevole quantità di segnali spuri che sono stati raccolti. Per il momento non ci sono risultati.

Conclusioni
L'eclisse dell' 11 agosto 1999 è stato un evento unico che il gruppo radio ha vissuto con grande impegno, specie nei mesi di preparazione all'evento, e grande soddisfazione durante e dopo la presa dati. Si è trattato di un test molto importante per tutti gli strumenti utilizzati nelle osservazioni e per la capacità organizzativa del gruppo. Le misure eseguite sono il punto di partenza per l'analisi e l'elaborazione delle informazioni raccolte, tale lavoro ci impegnerà notevolmente nei prossimi mesi.


Per informazioni piu' approfondite sui risultati conclusivi dell'osservazione in banda radio dell'eclisse, consigliamo il lettore di consultare il libro "Il Sole nero" pubblicato dall'A.F.A.M. nel 2000.