Pianificazione avanzata delle eclissi solari

Se non hai ancora preso confidenza con il materiale dell’articolo Pianificazione delle eclissi solari, dovresti consultarlo prima.

Cosa tratteremo

• Come usare il simulatore di eclissi in modalità pagina intera
• Come visualizzare il profilo del bordo lunare in modalità contorno
• Come visualizzare le perle di Baily
• Come regolare il valore del raggio solare
• Simulazione della cromosfera

A chi è rivolto?

Se sei un esperto cacciatore di eclissi, probabilmente hai già osservato molti fenomeni delle eclissi solari, come l’anello di diamante, la corona e le protuberanze. I cacciatori di eclissi più esperti cercano spesso deliberatamente località verso il margine della fascia di eclissi, dove sono possibili osservazioni prolungate delle perle di Baily e della cromosfera.

Detto questo, le perle di Baily sono spesso visibili vicino alla linea centrale, ma di solito per una durata più breve. La chiave per catturarle è sapere cosa aspettarsi, dove guardare e quando.

Gli strumenti di pianificazione avanzata descritti qui ti mostrano come fare proprio questo.

Se conosci già software per eclissi che tiene conto del bordo lunare, potresti anche voler leggere la Nota tecnica.

Accesso alla pagina del simulatore di eclissi

Puoi espandere il mini simulatore di eclissi mostrato nella pagina Mappa per visualizzarlo in dimensioni molto maggiori:

Quando fai clic sul pulsante Espandi, vedrai una pagina simile a questa – puoi fare un rapido tour delle funzionalità della pagina facendo clic su ‘Avvia tour’ o sul pulsante info:

La pagina del simulatore di eclissi offre una visualizzazione più ampia dei dettagli della simulazione e mette a disposizione diversi strumenti aggiuntivi utili per la pianificazione avanzata delle eclissi.

Potresti anche voler consultare questi suggerimenti sulla gestione delle prestazioni grafiche durante l’uso del simulatore.

Controlli di riproduzione

I controlli di riproduzione dell’eclissi e le informazioni principali sono visualizzati in basso a sinistra:

• Riproduci/Pausa ti consente di riprodurre l’eclissi in tempo reale o a velocità accelerata (per maggiori dettagli, consulta Pianificazione delle eclissi solari)
• Salta indietro/avanti: salta indietro o avanti di 10 secondi alla volta usando i pulsanti con doppio chevron ai lati dell’ora visualizzata – possono essere usati in qualsiasi momento, anche durante la riproduzione.

Grafico e cursore

Nella pagina del simulatore di eclissi, il grafico cambia come segue:

• L’intervallo di tempo copre soltanto da C1 a C4
• Il grafico mostra la magnitudine dell’eclissi nel tempo
• La risoluzione del cursore temporale è ridotta a 0,1 secondi (anziché 10 s nella pagina Mappa), consentendo un controllo molto più preciso – usa i tasti cursore sinistra/destra per modificare l’ora di 0,1 s a ogni pressione quando la maniglia del cursore è selezionata.

Mini-mappa

La mini-mappa in basso a destra mostra la località per cui è configurata la simulazione. Puoi spostare e ingrandire questa mappa proprio come nella pagina Mappa. Inoltre, puoi trascinare e rilasciare il segnaposto sulla mappa per modificare la località senza dover tornare alla pagina Mappa.

Usa il pulsante espandi in alto a destra della mini-mappa per tornare alla pagina Mappa.

Modalità simulatore

Il pulsante in alto a destra alterna la modalità del simulatore tra ‘fotorealistica’ (l’impostazione predefinita) e ‘contorno’. La schermata mostra la stessa località di sopra con la modalità contorno abilitata. L’ora selezionata è appena dopo C3:

Perle di Baily e bordo lunare

Ingrandiamo una parte della visualizzazione a contorno per vedere più nel dettaglio ciò che viene mostrato:

Le perle di Baily si osservano principalmente (ma non esclusivamente) intorno ai momenti di C2 e C3. Si vedono quando la fotosfera del Sole non è completamente oscurata dalla Luna e appare nelle valli della superficie lunare.

In un’eclissi totale, la durata delle perle di Baily è tipicamente più breve perché la maggiore dimensione angolare della Luna copre completamente il Sole più rapidamente. In un’eclissi anulare possono essere visibili più a lungo (Francis Baily documentò per la prima volta le sue perle dopo aver osservato un’eclissi anulare nel sud della Scozia nel 1836). Se ti trovi vicino al margine della fascia centrale, puoi osservare le perle molto più a lungo, poiché i bordi sia del Sole sia della Luna rimangono molto vicini per tutta la durata dell’evento.

Quando la distanza dal bordo del Sole al bordo lunare supera la profondità delle valli lunari visibili, non stiamo più realmente osservando delle “ perle ”, ma torniamo nell’ambito dell’eclissi parziale. Tuttavia, la formazione di perle resta possibile nelle aree (uno o due archi) in cui i due bordi rimangono molto vicini. L’arco giallo mostrato sopra identifica approssimativamente queste zone.

Arco delle perle potenziali

L’arco delle perle potenziali, mostrato in giallo, ha due funzioni:

• Offre un semplice indizio visivo di dove, sul bordo solare, potrebbero essere osservate le perle durante un’eclissi.
• Costituisce un’ottimizzazione delle prestazioni per il simulatore, che deve così considerare soltanto un sottoinsieme del bordo solare per visualizzare la simulazione avanzata delle perle (descritta di seguito)

Con l’aumentare del tempo da C2 o C3, l’arco si dividerà in due e si accorcerà, poiché gli angoli delle cuspidi all’intersezione del bordo solare con quello lunare diventano maggiori. In questa immagine, l’area tra gli archi è semplicemente fotosfera esposta, senza possibilità di formazione di perle (ossia non c’è alcuna montagna lunare abbastanza alta da dividere in due l’arco di fotosfera visibile):

Dati del bordo lunare

I dati del profilo del bordo lunare provengono dalla missione giapponese “ Kaguya ” o SELENE, e sono stati adattati da David Herald specificamente per i calcoli delle eclissi e delle occultazioni lunari. Siamo grati a entrambi per aver reso disponibili questi dati.

Il bordo visibile della Luna cambia nel tempo e in base alla posizione dell’osservatore a causa del fenomeno della “ librazione ” lunare, più facilmente immaginabile come un “ oscillamento ”. Per prevedere l’aspetto delle perle di Baily durante un’eclissi, è necessario prima determinare la librazione lunare e poi selezionare i dati del profilo del bordo corretti da usare nel calcolo o nella simulazione. TPE Web esegue questa operazione automaticamente.

Sebbene l’irregolarità del bordo lunare abbia un impatto significativo sull’aspetto e sulla tempistica delle eclissi, può essere difficile da vedere senza un’esagerazione verticale. Per aiutarti, mostriamo in blu il bordo “ liscio ” idealizzato della Luna e in arancione un profilo in rilievo esagerato del bordo reale. Questi sono mostrati con un raggio lunare artificialmente ingrandito (×1,2) per evitare di oscurare la scala effettiva del bordo.

Le aree in cui il bordo è più irregolare o si discosta maggiormente dal bordo liscio idealizzato sono quelle che danno origine a un maggior numero e/o a durate più lunghe delle perle di Baily. Questa è una considerazione importante nella scelta delle località di osservazione delle eclissi ai fini dell’osservazione delle perle di Baily.

Controlli delle perle di Baily

In alto a sinistra del simulatore si trova un cursore per controllare la “ esposizione ” nominale delle perle. Per impostazione predefinita è impostato su “ -16,6 EV ” (equivalente a disattivato). Quando viene abilitato, l’aspetto delle perle cambia (“ Perle avanzate ”) e diventano disponibili alcuni controlli aggiuntivi:

Le perle avanzate vengono mostrate entro ±30 secondi da C2/C3 in modalità contorno ed entro ±12,5 secondi in modalità fotorealistica. In tutti gli altri momenti vengono mostrate perle standard (ossia senza “ bagliore delle perle ”) indipendentemente dall’impostazione del controllo dell’esposizione. (Ci farebbe piacere ricevere il tuo parere su questo approccio – potrebbe esserci un modo migliore…)

Cursore dell’esposizione

L’aspetto delle perle di Baily nelle fotografie e nei video dipende dall’esposizione. Se le fotografi con un filtro solare (che in genere equivale a un filtro ND da 16⅔ stop, con ulteriore protezione UV e IR), le perle appaiono piatte e non esagerate, senza “ bagliore ”, come in questa fotografia dell’eclissi anulare del 14 ottobre 2023 dal Nuovo Messico intorno al momento di C3:

ASE2023 alle Bisti Badlands, Nuovo Messico (© Stephen Trainor)

Tuttavia, durante un’eclissi totale, e per alcuni osservatori concentrati specificamente sul fotografarle durante le eclissi anulari, le perle di Baily vengono generalmente fotografate senza filtri solari, nel qual caso appaiono più simili a queste:

Località: Madras, Oregon. Crediti: NASA/Aubrey Gemignani, Fonte

Il cursore dell’esposizione ci consente di simulare entrambe le situazioni.

Nota sull’accuratezza numerica: sebbene il cursore riporti i valori -16,6 EV e 0 EV, è meglio interpretarlo qualitativamente piuttosto che come un controllo dell’esposizione rigorosamente accurato: passando dalla ripresa con filtro solare a quella senza filtro, anche le altre impostazioni di esposizione della fotocamera cambieranno in modo significativo. Il controllo dell’esposizione cerca semplicemente di riflettere la gamma di aspetti delle perle di Baily comunemente osservati in fotografie e video.

Selettore bordo parziale/completo

Quando il controllo dell’esposizione è impostato su -16,6 EV, il simulatore non esegue alcuna elaborazione speciale aggiuntiva per visualizzare le perle di Baily. Visualizza il bordo lunare accurato (PRO subscription richiesta per le future eclissi solari) e tutti i pixel del disco solare non oscurati vengono disegnati normalmente.

Quando il controllo dell’esposizione viene aumentato da -16,6 EV a un valore superiore, viene eseguita un’elaborazione aggiuntiva per rendere l’aspetto “ luminoso ” delle perle. A seconda del computer, della risoluzione selezionata (vedi sotto) e delle circostanze dell’eclissi, ciò può richiedere molte risorse. Per impostazione predefinita, il simulatore mostrerà il “ bagliore delle perle ” soltanto nelle zone indicate dagli archi delle perle di Baily (vedi sopra).

In genere questo va bene per le eclissi totali, nelle quali l’area di potenziale formazione di perle è limitata, ma può produrre un aspetto visivo inatteso per le eclissi anulari, a causa della diversa geometria di questi eventi; in tal caso puoi attivare il controllo per mostrare il bordo completo:

Nell’immagine a sinistra, la vera formazione di perle è possibile soltanto nell’area limitata sotto l’arco giallo, ma poiché la distanza del Sole dal bordo della Luna aumenta verso le estremità degli archi, l’aspetto luminoso scompare inaspettatamente. Se abiliti ‘bordo completo’ mediante il pulsante a destra del cursore dell’esposizione, il simulatore mostrerà il “ bagliore ” lungo l’intero bordo del Sole – tieni presente che ciò può richiedere molte risorse (da qui l’icona di avviso GPU rossa).

Cursore della risoluzione

Il terzo controllo, il cursore della risoluzione delle perle, determina quale risoluzione dei dati del bordo lunare viene utilizzata per visualizzare le perle avanzate. Quando è impostato al massimo, vengono usati tutti i 1800 punti dei dati del bordo lunare (ossia ogni 0,2° dell’angolo dell’asse). A meno che tu non stia esaminando i dati ai livelli di zoom più elevati, in genere non è necessario e si consiglia un’impostazione inferiore. Le impostazioni corrispondono alla risoluzione numerica come segue:

• Max: 1800 punti, 0,2°
• **H:**900 punti, 0,4°
• M: 600 punti, 0,6°
• L: 450 punti, 0,8°
• Min: 360 punti, 1,0°

Se utilizzi un computer meno recente, potrebbe essere necessaria un’impostazione Min o L per evitare problemi di prestazioni. Quando usi impostazioni a risoluzione inferiore, in genere otterrai risultati visivi migliori con un’impostazione di esposizione più alta (un’esposizione più alta non comporta alcuna penalizzazione aggiuntiva delle prestazioni, una volta superato -16,6 EV).

Perle in modalità fotorealistica

Quando il simulatore è in modalità fotorealistica, le perle avanzate vengono mostrate nello stesso modo. Al momento il simulatore non tenta di mostrare l’anello di diamante o la corona (vedi sotto per commenti sulla cromosfera), a meno che le circostanze locali dell’eclissi non siano di totalità. Pertanto, per un’eclissi quasi ma non del tutto totale, come questo spettacolare evento di breve durata del 1966, vedrai soltanto le perle:

Il raggio solare

Negli ultimi anni si è molto discusso del raggio solare. Il valore tradizionale di 959,63″ risale a un articolo del 1891 di Auwers. Negli ultimi anni, la IAU ha modificato il suo valore ufficiale a 959,22″.

Potresti chiederti se differenze così piccole siano importanti. Ai fini delle perle di Baily e degli orari di contatto delle eclissi corretti per il bordo lunare, lo sono. Un Sole più grande rimane eclissato per un tempo più breve.

Diversi ricercatori di eclissi hanno sostenuto l’uso di un valore di raggio maggiore in relazione all’osservazione delle eclissi solari. Sebbene valori maggiori possano non essere applicabili in altre circostanze astronomiche (ad esempio, osservazioni del Sole effettuate dall’esterno dell’atmosfera terrestre), un raggio maggiore si è dimostrato coerente con molte osservazioni reali di eclissi.

Nel simulatore utilizziamo per impostazione predefinita un valore di 959,95″ (Quaglia, Irvine et al.). Tuttavia, puoi modificare questo valore usando il menu a discesa in alto a destra:

I valori disponibili sono presentati con collegamenti alle fonti.

A meno che tu non sia un esperto cacciatore di eclissi, è consigliabile mantenere il valore predefinito di 959,95″.

La cromosfera

La cromosfera è uno strato relativamente sottile (~2500 km) dell’“ atmosfera ” solare, situato sopra la fotosfera (l’area intensamente luminosa che produce la nostra luce diurna – e anche le perle di Baily). Nei momenti in cui puoi vedere le perle di Baily, nonché all’inizio e alla fine della totalità, spesso puoi vedere anche la cromosfera. Appare rosa a causa della frequenza della luce prodotta dagli atomi di idrogeno (emissioni H-alpha).

Non esistono misurazioni precise dello spessore della cromosfera – infatti, potrebbe variare in diversi punti della superficie del Sole e anche nel tempo. Tuttavia, 2.500 km è un valore intermedio generalmente accettato. Basandoci su un raggio medio “ di eclissi ” di 959,95 secondi d’arco per la fotosfera, assumiamo che lo spessore visibile della cromosfera sia di 3,45 secondi d’arco.

Entrambe le modalità del simulatore mostrano la cromosfera approssimativamente in scala reale, ma con alcune importanti differenze:

• Modalità fotorealistica: la cromosfera viene visualizzata soltanto per le eclissi totali (magnitudine > 1,0) e soltanto da 5 s prima di C2 fino a 5 s dopo C3; viene visualizzata indipendentemente dall’impostazione dell’esposizione delle perle di Baily
• Modalità contorno: la cromosfera viene visualizzata sia per le eclissi totali sia per quelle anulari (non soltanto parziali), da 30 s prima di C2 fino a 30 s dopo C3 – inoltre, viene mostrata soltanto quando l’esposizione delle perle di Baily è prossima al massimo (densità ottica tra 0,0 e 1,0, oppure tra ~ -3,0 e 0,0 EV)

Ecco due esempi, rispettivamente fotorealistico e a contorno, entrambi dall’eclissi totale del 2017 (link):

Formazione di perle cromosferiche

Oltre alle perle di Baily – segmenti interrotti di fotosfera esposta – è anche possibile che le montagne lunari causino la formazione di perle cromosferiche, ad esempio (modalità fotorealistica a sinistra, modalità contorno a destra):

Questo mostra valli lunari che lasciano visibili parti della cromosfera durante la totalità al massimo dell’eclissi nel 2017.

Puoi usare lo strumento per valutare diverse potenziali località di ripresa in base al fatto che offrano una visibilità più lunga della cromosfera, oppure immagini potenzialmente più interessanti con un numero maggiore di segmenti di cromosfera interrotta – un affascinante soggetto per eclissi con teleobiettivo!

Nota: le schermate immediatamente sopra mostrano un’altra differenza tra la modalità fotorealistica e quella contorno. In modalità fotorealistica, i punti del bordo lunare vengono interpolati per offrire un aspetto più uniforme. In modalità contorno, vengono utilizzati i valori discreti grezzi, così da evitare di suggerire che i dati abbiano una risoluzione maggiore di quella effettiva (intervalli di 0,2° intorno al bordo lunare).

Cosa c’è dopo?

• Puoi vedere come abbiamo verificato la simulazione delle perle di Baily: Verifica della simulazione delle perle di Baily
• Consulta la Nota tecnica: funzionalità delle eclissi solari
• Valuta l’iscrizione alla Solar Eclipse Mailing List per accedere alle discussioni di esperti di eclissi di tutto il mondo (ma tieni presente che non è il luogo per domande da principianti – è più adatta ai cacciatori di eclissi più impegnati)