Come un grande progetto ha cercato di mappare il cielo senza computer

Di recente, l’Agenzia spaziale europea ha rilasciato il terzo lotto di dati dal satellite Gaia, un catalogo pubblico che fornisce le posizioni e le velocità di oltre un miliardo di stelle. Questo è il nostro ultimo tentativo di rispondere ad alcune delle domande di lunga data in astronomia: come si diffondono le stelle (e le nebulose) nel cielo? Quanti sono, quanto sono lontani e quanto sono luminosi? Cambiano posizione o luminosità? Ci sono nuove classi di cose sconosciute alla scienza?

Per secoli, gli astronomi hanno cercato di rispondere a queste domande e questo lavoro è stato scrupoloso e dispendioso in termini di tempo. Non è stato sempre facile registrare ciò che puoi vedere nell’oculare di un telescopio, se sei abbastanza fortunato da possedere un telescopio.

Ora immagina l’emergere di una nuova tecnologia che, a suo tempo, forniva alcuni dei vantaggi della tecnologia che ha consentito ai cataloghi Gaia. Può registrare ciò che vedi automaticamente e in modo imparziale e chiunque può usarlo.

Quella tecnica era la fotografia.

Questo articolo racconta la storia di come la fotografia abbia cambiato l’astronomia e di come centinaia di astronomi abbiano formato la prima collaborazione scientifica internazionale per creare la Carte du Sel (letteralmente, “mappa del cielo”), un’indagine fotografica completa del cielo. Questa collaborazione ha portato a una lotta secolare per elaborare migliaia di lastre fotografiche acquisite nel corso di decenni, poiché le posizioni di milioni di stelle sono state misurate manualmente per creare il catalogo più ampio del cielo notturno.

Sfortunatamente, il progetto Carte du Ciel è arrivato in un momento in cui la nostra capacità di raccogliere misurazioni del mondo naturale non era eguagliata dalla nostra capacità di analizzarle. Mentre il progetto era in corso, nuovi strumenti hanno permesso di studiare i processi fisici in corpi celesti distanti, distogliendo gli scienziati dal rilevamento, offrendo l’opportunità di creare nuovi modelli per spiegare il mondo.

Per gli astronomi che lavorano alla Carte du Ciel, non esisteva ancora un modello che potesse astrarre le posizioni di milioni di stelle in una teoria sull’evoluzione della nostra galassia; Invece, i ricercatori avevano solo la sensazione che le tecniche fotografiche potessero essere utili per mappare il mondo. Avevano ragione, ma ci volle più di un secolo e le carriere di molti astronomi perché la loro intuizione avesse i suoi frutti.

Fotografia e astronomia

Fu l’astronomo ed esploratore François Arago, capo dell’Osservatorio di Parigi, ad annunciare al mondo le tecniche fotografiche di Louis Daguerre. Daguerre, basato sul lavoro di Nicéphore Niépce, ha scoperto come realizzare immagini permanenti su lastre di metallo.

Per secoli, gli astronomi hanno lottato per registrare ciò che hanno visto nel cielo notturno con appunti e disegni disegnati a mano. Data l’ottica distorcente dei vecchi strumenti, non è stato sempre facile disegnare ciò che si vede. Potresti “notare” cose che non c’erano affatto; Quei canali e quella vegetazione su Marte che il povero Schiaparelli traeva dall’Osservatorio di Milano non erano altro che un’illusione ottica, causata in parte dall’atmosfera turbolenta. Solo pochi astronomi altamente qualificati, come Caroline e William Herschel, sono stati immediatamente in grado di scoprire una nuova stella in una galassia familiare – un segno di un lontano evento catastrofico?

La fotografia può cambiare tutto questo. Arago ha subito riconosciuto l’enorme potenziale di questa tecnologia: le immagini catturate di notte potevano essere comodamente e quantitativamente analizzate alla luce del giorno. Le misurazioni possono essere accurate e possono essere controllate frequentemente.

Daguerre ha ricevuto una pensione e ha permesso ad Arago di aprire i dettagli delle sue azioni, provocando un’esplosione di studi fotografici a Parigi e in tutto il mondo. Ma come si è scoperto, il metodo di Daguerre non era abbastanza sensibile o pratico per catturare nient’altro che le stelle più luminose, il sole o la luna. La prossima nuova tecnologia calda, emulsioni di collodio umido, non era molto migliore; Le lastre si asciugheranno durante la lunga esposizione richiesta per catturare deboli oggetti astronomici.

Gli astronomi hanno dovuto aspettare 40 anni, fino al 1880, perché le lastre fotografiche a secco altamente sensibili diventassero finalmente disponibili.