SPETTROELIOGRAFO

SPETTROELIOGRAFO

. Quando nello spettro del Sole si desidera investigare le particolari radiazioni rappresentate da una riga di Fraunhofer, nelle varie parti del disco solare, si può prendere uno spettrografo (v.), isolare la detta riga con una fessura, che chiameremo seconda fessura, e fotografare attraverso a essa la riga in esame, successivamente nelle diverse parti del disco solare. Su questa idea è basato il principio dello spettroeliografo, già suggerito da J. Janssen e K. Braun e costruito per la prima volta da G. E. Hale nel 1889 all'osservatorio di Harvard negli Stati Uniti d'America. Nella primavera del 1891 egli ottenne le prime fotografie su lastre ordinarie delle protuberanze solari, usando le righe di Fraunhofer H e K del calcio ionizzato, che sono, come è noto, le più intense dello spettro solare. Nel giugno 1892, dopo aver perfezionato lo strumento, ottenne fotografie di tutta la superficie del Sole nella luce dell'una o dell'altra riga, che mostrano la presenza dei flocculi. Nello stesso tempo H. Deslandres, che studiava lo spettro della cromosfera e del disco solare, ideò il suo spettrografo della velocità, che un anno dopo egli sviluppò in spettroeliografo. Con questo nuovo strumento la struttura dell'atmosfera solare è rivelata dai vapori che producono le righe più intense nello spettro solare, come quelle del calcio e dell'idrogeno, a varî livelli della superficie solare. L'uso della riga rossa dell'idrogeno (H_α della serie di Balmer), reso possibile dall'impiego di lastre fotografiche sensibili ai raggi rossi, mostrò la distribuzione dell'idrogeno portando a nuove scoperte (v. sole).

Come si è detto, lo spettroeliografo non è che uno spettrografo, munito, davanti alla lastra fotografica, di una seconda fessura e provvisto di opportuno movimento. La seconda fessura può essere puntata su una qualsiasi riga di Fraunhofer, come appunto quelle dell'idrogeno e del calcio, per modo che soltanto la radiazione ad essa appartenente possa passare attraverso la fessura stessa e impressionare la lastra fotografica. Se poi si muove lo strumento per modo che il suo asse ottico resti sempre parallelo a sé stesso, tutta l'immagine del Sole passerà attraverso alla seconda fessura gradualmente e si otterrà una fotografia del Sole, che potremo chiamare monocromatica. Evidentemente essa rappresenta la integrazione di tutto il disco solare per mezzo di successive immagini della prima fessura. Lo stesso risultato può essere ottenuto tenendo fisso lo spettroeliografo e dando alla lastra fotografica un moto corrispondente a quello dell'immagine solare attraverso la prima fessura. Il moto relativo del Sole rispetto alla prima fessura deve essere tale che la luce da tutte le parti del disco solare passi successivamente attraverso alla fessura; nel tempo stesso alla lastra fotografica si deve dare un moto corrispondente relativamente alla seconda fessura. Si capisce che la larghezza di questa deve essere esattamente quella della riga in esame, così da escludere tutta la luce proveniente dallo spettro continuo. Gli spettroeliografi possono essere così di due tipi: nel primo lo strumento si muove mentre l'immagine del Sole e la lastra fotografica stanno ferme: nel secondo lo spettroeliografo è fisso, mentre l'immagine del Sole si muove davanti alla prima fessura e la lastra fotografica si sposta con moto simultaneo davanti alla seconda fessura. Appartengono al primo tipo lo spettroeliografo di Monte Wilson, attaccato al telescopio orizzontale Snow, e quello di Arcetri, annesso alla torre solare di questo osservatorio. Al secondo tipo appartengono lo spettroeliografo Rumford, attaccato al rifrattore di 40 pollici dell'osservatorio Yerkes, e quelli dell'osservatorio di Meudon, annessi a telescopî orizzontali.

Lo spettroeliografo unito al telescopio Snow ha una distanza focale di 152 cm.; le due fessure sono lunghe 22 cm. La seconda fessura è mobile indipendentemente e può essere puntata su qualsiasi riga dello spettro nel centro del campo, rotando il treno ottico, che consiste di 4 prismi di vetro di Jena di 21 12 cm. Fessure di diverse curvature possono essere adattate secondo la dispersione data da 2 0 da 4 prismi e secondo le varie righe spettrali. Quando si vuol fotografare la cromosfera e le protuberanze, la luce del disco solare viene occultata a mezzo di schermi di giusta grandezza. L'obiettivo del collimatore e quello della camera sono astrofotografici, ciascuno di 20 cm. di apertura e 152 cm. di distanza focale. Il telaio che porta la fessura e le parti ottiche dello spettroeliografo si muove su sfere di acciaio che corrono su guide a V; il moto è dato da un motorino elettrico e il peso delle parti mobili, che supera i 600 kg., è equilibrato da immersione nel mercurio.

Lo spettroeliografo della torre di Arcetri, che si può cambiare rapidamente in spettrografo, ha una distanza focale di 4 m. e ha il vantaggio di poter essere rotato attorno al suo asse verticale, così che in tutte le stagioni la fessura viene sempre collocata perpendicolarmente all'equatore solare.

All'osservatorio di Meudon è in uso uno spettrografo multiplo disegnato da Deslandres, che consiste di 4 spettroeliografi raggruppati attorno allo stesso obiettivo e collimatore, i quali possono venire usati con prismi o reticoli. Lo strumento è del tipo orizzontale; l'obiettivo, che dà l'immagine del Sole, ha 25 cm. di apertura e 4 m. di distanza focale; motori elettrici sincronizzati forniscono il moto all'obiettivo e alla lastra fotografica. Dei quattro spettroeliografi il più grande ha la distanza focale di 14 metri con tre fessure, e per mezzo di esse un grande numero di righe oscure può venire isolato e usato.

Bibl.: Annales de Meudon, IV, 1910; Handbuch der Astrophysik, IV, Berlino 1929; G. Abetti, Il Sole, Milano 1936.