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Immagine: ESO

Immagini astronomiche

Quando guardiamo lo spazio attraverso un telescopio, vediamo molto grigio e nero e solo ogni tanto un po' di colore. Le immagini che si trovano online e anche su questo sito web sono spesso molto colorate. Come è possibile? Due fattori giocano un ruolo importante: in primo luogo, come vengono scattate le immagini e, in secondo luogo, come vengono elaborate in seguito.

Ripresa di oggetti celesti

L'occhio umano vede solo una piccola parte delle onde elettromagnetiche. Le fotocamere dei telescopi catturano anche le radiazioni al di fuori dello spettro visibile. Per determinate lunghezze d'onda sono integrati dei filtri, in modo che per ogni tipo di radiazione si ottenga un'immagine separata. Ogni telescopio è attivo in un campo leggermente diverso: il telescopio spaziale James Webb, ad esempio, va dal campo rosso visibile al campo infrarosso medio. I telescopi differiscono dal nostro occhio anche per altri aspetti. Sono in grado di «raccogliere» la luce per molto più tempo per creare un'immagine, hanno quindi un tempo di esposizione più lungo e sono più sensibili, quindi possono catturare anche la luce più debole.

Elaborazione delle immagini

A seconda della lunghezza d'onda, l'immagine viene colorata in modo diverso durante l'elaborazione. Spesso vengono utilizzati questi colori: la radiazione a onde corte viene colorata di blu, quella a onde medie di verde e quella a onde lunghe di rosso. Anche le immagini nel campo ottico vengono solitamente abbellite in un secondo momento, poiché presentano pochissimi colori. A seconda di ciò che i-le ricercatori-trici vogliono scoprire, sovrappongono immagini con diverse lunghezze d'onda o ne osservano solo una. Un esempio di immagine combinata è visibile qui sotto con la galassia a spirale Messier 101.

  • Questa immagine della galassia a spirale Messier 101 è una composizione di immagini del telescopio spaziale Spitzer, del telescopio spaziale Hubble e dell'osservatorio a raggi X Chandra, ciascuna in diverse lunghezze d'onda.
  • La galassia a spirale Messier 101 in rosso: la vista a infrarossi del telescopio spaziale Spitzer. La maggior parte di questa luce proviene dalle sottili tracce di polvere della galassia. In queste dense nubi di polvere possono nascere nuove stelle. In questa immagine, la polvere riscaldata dalle giovani stelle calde brilla di rosso.
  • La vista del telescopio Hubble della luce visibile di M101 è rappresentata in verde. Questa luce proviene principalmente dalle stelle.
  • La vista del telescopio Hubble della luce visibile di M101 è rappresentata in verde. Questa luce proviene principalmente dalle stelle.
  • Questa immagine della galassia a spirale Messier 101 è una composizione di immagini del telescopio spaziale Spitzer, del telescopio spaziale Hubble e dell'osservatorio a raggi X Chandra, ciascuna in diverse lunghezze d'onda.Immagine: NASA, ESA, CXC, SSC, and STScI1/4
  • La galassia a spirale Messier 101 in rosso: la vista a infrarossi del telescopio spaziale Spitzer. La maggior parte di questa luce proviene dalle sottili tracce di polvere della galassia. In queste dense nubi di polvere possono nascere nuove stelle. In questa immagine, la polvere riscaldata dalle giovani stelle calde brilla di rosso.Immagine: NASA, Jet Propulsion Lab/Caltech, and K. Gordon (STScI)2/4
  • La vista del telescopio Hubble della luce visibile di M101 è rappresentata in verde. Questa luce proviene principalmente dalle stelle.Immagine: NASA, ESA, K. Kuntz (JHU), F. Bresolin (University of Hawaii), J. Trauger (Jet Propulsion Lab.), J. Mould (NOAO), Y.-H. Chu (University of Illinois, Urbana) and STScI3/4
  • La vista del telescopio Hubble della luce visibile di M101 è rappresentata in verde. Questa luce proviene principalmente dalle stelle.Immagine: NASA, CXC, and K. Kuntz (JHU)4/4
  • Questa immagine della galassia a spirale Messier 101 è una composizione di immagini del telescopio spaziale Spitzer, del telescopio spaziale Hubble e dell'osservatorio a raggi X Chandra, ciascuna in diverse lunghezze d'onda.
  • La galassia a spirale Messier 101 in rosso: la vista a infrarossi del telescopio spaziale Spitzer. La maggior parte di questa luce proviene dalle sottili tracce di polvere della galassia. In queste dense nubi di polvere possono nascere nuove stelle. In questa immagine, la polvere riscaldata dalle giovani stelle calde brilla di rosso.
  • La vista del telescopio Hubble della luce visibile di M101 è rappresentata in verde. Questa luce proviene principalmente dalle stelle.
  • La vista del telescopio Hubble della luce visibile di M101 è rappresentata in verde. Questa luce proviene principalmente dalle stelle.
Questa immagine della galassia a spirale Messier 101 è una composizione di immagini del telescopio spaziale Spitzer, del telescopio spaziale Hubble e dell'osservatorio a raggi X Chandra, ciascuna in diverse lunghezze d'onda.Immagine: NASA, ESA, CXC, SSC, and STScI1/4

Un video con una spiegazione molto dettagliata e comprensibile di come si formano i colori nelle immagini astronomiche:

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I colori nelle foto astronomiche sono reali? Perché le immagini di nebulose, stelle e galassie sono così colorate?
Blue Marbel - Foto della Terra dalla missione Apollo 17 nel 1972
Blue Marbel - Foto della Terra dalla missione Apollo 17 nel 1972
Blue Marbel - Foto della Terra dalla missione Apollo 17 nel 1972Immagine: NASA Johnson Space Center Gateway to Astronaut Photography of Earth
Immagine: NASA Johnson Space Center Gateway to Astronaut Photography of Earth

Il significato delle immagini astronomiche va oltre le conoscenze scientifiche: aiutano noi esseri umani a comprendere meglio la nostra esistenza nell'universo. Le immagini dallo spazio offrono una prospettiva esterna sulla Terra. La foto Blue Marble (vedi sopra), che mostra la Terra illuminata, è stata scattata durante la missione Apollo 17. L'immagine è stata utilizzata da numerosi movimenti ambientalisti per mostrare quanto sia unica e fragile la Terra.

Questa opera d'arte mostra una veduta della Via Lattea. Una freccia indica la posizione del nostro Sole.
Questa opera d'arte mostra una veduta della Via Lattea. Una freccia indica la posizione del nostro Sole.
Questa opera d'arte mostra una veduta della Via Lattea. Una freccia indica la posizione del nostro Sole.Immagine: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC)
Immagine: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC)

Le dimensioni dell'universo sono inconcepibili per noi in termini numerici. Le enormi distanze in chilometri superano la nostra immaginazione. Tuttavia, con un'immagine del nostro sole all'interno della Via Lattea, possiamo comprendere un po' meglio quanto siano immense queste distanze.

I telescopi sulla Terra non sono in grado di catturare tutte le radiazioni. L'atmosfera terrestre assorbe determinate lunghezze d'onda, impedendo alle radiazioni gamma, ai raggi X o alle radiazioni infrarosse di raggiungere i telescopi terrestri. Inoltre, le turbolenze atmosferiche possono causare disturbi nelle immagini. I telescopi terrestri sono anche più limitati in termini di spazio e tempo. Dovrebbero essere posizionati in luoghi il più possibile isolati, in modo che nessuna luce estranea, come quella proveniente dall'illuminazione delle città, possa falsare le immagini. Inoltre, possono effettuare riprese solo di notte. Un telescopio spaziale ha maggiori possibilità di catturare le radiazioni. Ciò comporta però altre sfide: costruire un telescopio di questo tipo e lanciarlo nello spazio è molto più complesso e costoso che realizzare un telescopio sulla Terra. Il telescopio James Webb, ad esempio, è costato circa 10 miliardi di franchi svizzeri fino al lancio nello spazio, mentre l'Extremely Large Telescope, che è situato sulla Terra, costerà circa 1,3 miliardi di franchi svizzeri fino alla sua entrata in funzione. Inoltre, le missioni spaziali sono molto più critiche, poiché le riparazioni sono quasi impossibili nello spazio.