Di Luca Volpone – Rosso, azzurro, verde, a volte quasi viola. In trenta puntate di Sotto questo cielo abbiamo fotografato oggetti molto diversi tra loro e, inevitabilmente, ci siamo imbattuti in tutti questi colori. Abbiamo visto il rosso intenso delle grandi nebulose a emissione, l’azzurro di M78, le sfumature verdi e rossastre di M27, fino alla Pellicano e alla Nebulosa Mago delle ultime puntate. A questo punto una domanda viene abbastanza spontanea: ma se potessimo trovarci davanti a questi oggetti e guardarli con i nostri occhi, li vedremmo davvero così? La risposta è un po’ meno semplice di un sì o di un no. I colori che registriamo hanno un’origine fisica reale, ma i nostri occhi, davanti alla debolissima luce di molti oggetti del cielo profondo, non riuscirebbero a percepirli nello stesso modo in cui li vediamo in fotografia. Il motivo parte proprio da come siamo fatti. Quando c’è molta luce utilizziamo soprattutto i coni della retina, che ci permettono di distinguere bene i colori. Quando invece la luce diminuisce entrano maggiormente in gioco i bastoncelli, molto più sensibili ma poco utili per distinguere i colori. Chiunque abbia guardato il cielo attraverso un telescopio conosce bene la sensazione: una nebulosa che nelle fotografie è spettacolarmente colorata può apparire all’oculare come una debole macchia grigia, magari con qualche sfumatura appena percettibile. La macchina fotografica ha un grande vantaggio su di noi: può aspettare. Può raccogliere luce per secondi, minuti o ore e sommare moltissime esposizioni. Il nostro occhio non può fare altrettanto. Ecco perché nelle fotografie cominciano lentamente a emergere strutture e colori che osservando direttamente il cielo non riusciamo a vedere.
Un buon esempio è M27, la Nebulosa Manubrio, protagonista della puntata 19. Nella fotografia sono ben visibili zone rossastre e altre che tendono al verde, al ciano e all’azzurro. Non sono colori scelti a caso. Una parte importante delle tonalità verde-azzurre è dovuta all’ossigeno doppiamente ionizzato, [O III], che emette intensamente intorno ai 500,7 nanometri. Nelle regioni rossastre troviamo invece il contributo dell’idrogeno, in particolare dell’H-alfa a 656,3 nanometri, insieme alle emissioni di altri elementi presenti nella nebulosa. Questi colori, quindi, sono anche informazioni. Gli elementi presenti nel gas lasciano nella luce delle vere e proprie firme. Studiandole possiamo capire la composizione di un oggetto lontanissimo senza andarci, ovviamente, a raccogliere un campione. Dalla luce possiamo ricavare informazioni sulla composizione chimica, sulla temperatura e persino sul movimento della materia che stiamo osservando.
Poi c’è M78, la nostra “Casper”, e qui la storia cambia. M78 è una nebulosa a riflessione. In questo caso sono soprattutto le polveri della nube a diffondere la luce delle stelle vicine. Le lunghezze d’onda più corte della luce visibile vengono diffuse più efficacemente e il risultato è quella caratteristica tonalità azzurra. Con tutte le differenze del caso, il principio ricorda qualcosa che vediamo ogni giorno sopra le nostre teste: anche il cielo terrestre ci appare azzurro perché la luce del Sole viene diffusa dall’atmosfera con maggiore efficacia alle lunghezze d’onda più corte. Ed è interessante confrontarla proprio con M27. In entrambe le fotografie troviamo dell’azzurro, ma quell’azzurro non sta raccontando la stessa cosa. In M27 osserviamo soprattutto emissione prodotta da gas ionizzato, mentre in M78 vediamo luce stellare diffusa dalle polveri. Il colore, insomma, non serve soltanto a rendere bella una fotografia. Può dirci che cosa sta succedendo dentro quella fotografia.
Prendiamo allora il terzo esempio, IC 5070, la Nebulosa Pellicano. Qui è il rosso a dominare nettamente la scena. La Pellicano è una grande regione H II, ricca di idrogeno ionizzato dalla potente radiazione ultravioletta prodotta dalle stelle giovani e calde presenti nella regione. Quando gli elettroni tornano a ricombinarsi con i protoni vengono emessi fotoni a precise lunghezze d’onda. Tra queste troviamo ancora una volta l’H-alfa, nel rosso dello spettro visibile. A questo punto però torniamo alla domanda iniziale. Se quei colori esistono, perché non li vediamo allo stesso modo mettendo semplicemente l’occhio al telescopio? Pensiamo a una parete rossa in una stanza quasi buia. La parete continua a essere rossa, ma se la luce diventa sufficientemente debole facciamo sempre più fatica a distinguerne il colore. Nel cielo profondo accade qualcosa di simile, soltanto su un altro livello: la quantità di luce che raggiunge i nostri occhi è spesso troppo piccola per consentire alla nostra visione dei colori di lavorare efficacemente.
Il sensore, invece, continua a raccoglierla.
Quando sotto una fotografia pubblicata in questa rubrica leggiamo 30, 80 o magari 100 minuti di integrazione, non significa che il telescopio abbia scattato semplicemente una fotografia lunghissima. Normalmente vengono realizzate tante esposizioni più brevi e poi combinate attraverso lo stacking. In questo modo il segnale proveniente dall’oggetto diventa progressivamente più evidente rispetto al rumore. È un po’ come ascoltare qualcuno che parla sottovoce in una stanza piena di rumori: più riusciamo a isolare la sua voce, più cominciamo a capire cosa sta dicendo. Poi, naturalmente, c’è l’elaborazione dell’immagine. E anche questa fa parte dell’astrofotografia. Contrasto, luminosità, bilanciamento cromatico, riduzione del rumore e saturazione possono essere regolati per far emergere meglio le informazioni registrate. Qui entra inevitabilmente anche la mano di chi elabora la fotografia. Si può scegliere un risultato molto naturale oppure accentuare maggiormente colori e contrasti. Con filtri specifici è inoltre possibile isolare determinate emissioni e, in alcuni tipi di astrofotografia, assegnare loro colori differenti per renderle facilmente distinguibili. Per questo anche le spettacolari immagini prodotte dai grandi osservatori non vanno necessariamente interpretate come una fotografia di ciò che vedrebbe un astronauta affacciandosi a un finestrino. Spesso lo scopo è un altro: mostrare informazioni che altrimenti non potremmo vedere. E qui il discorso diventa ancora più interessante, perché la luce visibile è soltanto una piccolissima parte di ciò che arriva dall’Universo. I nostri occhi non vedono l’infrarosso, l’ultravioletto, le onde radio o i raggi X. Eppure l’Universo emette radiazione anche in tutte queste regioni dello spettro. I telescopi costruiti per osservarle raccolgono informazioni che, per essere mostrate a noi, devono in qualche modo essere tradotte in qualcosa che possiamo vedere. In questi casi i colori diventano un vero e proprio linguaggio.
Forse allora la domanda “l’Universo è davvero di questi colori?” non è nemmeno quella più interessante. La domanda migliore potrebbe essere: che cosa ci sta dicendo quella luce?
Il rosso può raccontarci la presenza di idrogeno ionizzato. Il verde e il ciano possono rivelarci l’ossigeno doppiamente ionizzato. L’azzurro di una nebulosa a riflessione ci parla di polveri illuminate da stelle vicine. Persino una zona completamente nera può essere interessante, perché potrebbe non essere affatto vuota: potrebbe esserci una nube di polvere talmente densa da nascondere ciò che si trova dietro. Dopo trenta puntate passate a fotografare nebulose, galassie, ammassi, stelle e perfino una cometa, valeva la pena fermarsi per una settimana e guardare le nostre stesse fotografie in maniera un po’ diversa. Non soltanto per quello che mostrano, ma per come riescono a mostrarcelo. I nostri occhi vedono una parte della realtà. Un sensore riesce a raccogliere informazioni che a noi sfuggono. Altri strumenti possono spingersi ancora oltre, osservando forme di radiazione che per l’occhio umano semplicemente non esistono. Alla fine, dietro tutti quei rossi, verdi e azzurri non c’è qualcuno che ha deciso come dipingere il cielo. Ci sono atomi, molecole, polveri e radiazioni. C’è materia che assorbe luce, altra che la riflette e altra ancora che la emette.
Ed è forse questa la cosa più bella da ricordare la prossima volta che guarderemo una delle nostre fotografie. I colori dell’Universo non servono soltanto a farcelo vedere. Ci aiutano a capire cosa stiamo guardando.
