L’osservazione delle eclissi

(A cura di Alberto Villa – AAV & AAAV) 

Nei prossimi articoli di questa serie dedicata alle eclissi affronteremo l’argomento della loro fotografia, ma è sicuramento utile avere anche qualche indicazione su come le possiamo osservare nel modo migliore, ed in sicurezza quando si tratta di una eclisse di Sole. 

Per quanto riguarda la frequenza di questo evento, osservando la fig. 1 possiamo renderci conto che mentre l’eclisse di Luna è visibile da tutto l’emisfero della Terra in cui è notte, quella di Sole interessa una porzione estremamente più piccola del nostro pianeta: per una determinata località sono pertanto moto più frequenti le eclissi di Luna rispetto a quelle di Sole, effetto ancora più accentuato se ci limitiamo a considerare le rispettive eclissi totali, alle quali fa particolare riferimento questo articolo. 

L’eclisse totale di Luna non necessita di alcuna precauzione dal punto di vista della nostra sicurezza, in quanto la massima luminosità dell’evento è semplicemente quello della Luna piena: sia che vogliamo seguire l’evento a occhio nudo, con un binocolo (meglio su un cavalletto) o con un telescopio possiamo pertanto agire in tutta tranquillità. E questo vale anche per quanto concerne la durata della totalità: infatti la “Luna Rossa” è osservabile per tempi che – quando il nostro satellite attraversa l’ombra della Terra passando in prossimità della sua zona centrale – raggiungono l’ora e 40 minuti, mentre il “Sole Nero” solo in casi davvero eccezionali ed alquanto rari può arrivare a 7 minuti! 

L’aspetto più “critico” e a volte sottovalutato dell’eclisse totale di Luna è che il nostro satellite durante la fase centrale diventa davvero molto molto debole, al punto che – come sì è verificato il 27 luglio 2018 (Fig. 2) – per riuscire a vedere la Luna Rossa è necessario disporre di un cielo davvero molto limpido e buio: se per un verso dobbiamo confidare in un meteo favorevole, la scelta di un sito osservativo senza inquinamento luminoso ci aiuta sicuramente a godere di un bellissimo spettacolo. 

Un’eclisse totale di Sole è probabilmente l’evento astronomico più spettacolare al quale si possa assistere: anche per questo motivo negli ultimi anni c’è stato un interesse crescente nell’osservazione delle eclissi, e migliaia di appassionati (sia professionisti che astrofili, piuttosto che semplici curiosi) attraversano il globo per osservare e fotografare questo fenomeno. 

Un’eclisse di Sole è molto interessante anche dal punto di vista didattico, in quanto offre la rara opportunità di assistere ad un fenomeno naturale che illustra i principi di base della matematica e delle scienze che sono insegnate nella scuola di primo e di secondo grado; l’osservazione dell’esatto istante del contatto in diverse località lungo la fascia dell’eclisse è utile per perfezionare le nostre conoscenze sui moti orbitale della Terra e della Luna. Le eclissi possono essere utilizzate per mostrare come le leggi della meccanica e la matematica legata ai moti orbitali consentono di prevedere in anticipo il loro verificarsi. 

Peraltro, molti scienziati (inclusi alcuni astronomi) sono stati ispirati allo studio delle scienze proprio dopo aver vissuto l’esperienza di una eclisse totale di Sole! L’uso non passivo di un telescopio o di un binocolo per osservare una eclisse ci permettono anche di apprezzare le caratteristiche ottiche degli strumenti stessi e – volendo riprendere il fenomeno – di misurarci con problematiche molto particolari per quanto concerne la fotografia, aspetto che verrà trattato nei prossimi articoli in tema. L’aumento e la diminuzione della luce ambientale durante una eclisse seguono i principi della radiometria e della fotometria; ai biologi è invece offerta la possibilità di verificare le particolari reazioni legate a modi-fiche ambientali inattese che si manifestano nel comportamento delle piante e degli animali. 

Tuttavia, l’osservazione di una eclisse può essere pericolosa se non si prendono le adeguate precauzioni. La radiazione solare che raggiunge la superficie della Terra va dalla radiazione ultra-violetta (UV) con una lunghezza d’onda più lunga dei 290 nm, alle onde radio dall’ampiezza dell’ordine del metro. I tessuti dell’occhio trasmettono alla retina gran parte della radiazione compresa tra 380 e 1400 nm. Mentre è ormai noto che l’esposizione ambientale ai raggi UV contribuisce ad accelerare l’invecchiamento degli strati più esterni dell’occhio e a sviluppare la cataratta, il risultato di una non corretta osservazione del Sole nel corso dell’eclisse è la “cecità da eclisse”, ovvero l’ustione della retina. L’esposizione della retina a una luce intensa nella banda del visibile danneggia i suoi sensori visivi (le cellule dei coni e dei bastoncelli). La luce scatena una serie di complesse reazioni chimiche tra le cellule che inibiscono la loro possibilità di rispondere agli stimoli visuali, e in casi estremi, le possono distruggere. Il risultato è la perdita della funzione visiva che può essere sia temporanea che permanente, in funzione della gravità del danno subito. Quando si guarda il Sole ripetutamente o per molto tempo senza una adeguata protezione per gli occhi, il danno foto-chimico alla retina può essere accompagnato da una lesione termica: l’elevata intensità della radiazione nel visibile e nel vicino infrarosso causa un tale riscaldamento che cuoce letteralmente i tessuti esposti. Questo danno termico (o fotocoagulazione) distrugge i coni e i bastoncelli, creando una piccola area di cecità. Il pericolo per la vista è rilevante perché il danno apportato dalle radiazioni alla retina si verifica senza alcuna sensazione di dolore (non ci sono ricettori del dolore nella retina), e le conseguenze negative vengono rilevate anche diverse ore dopo l’inconveniente. 

L’unico momento in cui il Sole può essere osservato senza pericolo ad occhio nudo è la fase della totalità (Fig. 3), quando la Luna copre completamente il disco del Sole. Guardare senza adeguate precauzioni un’eclisse anulare o parziale, o comunque le fasi parziali di un’eclisse totale, presenta sempre dei rischi. Anche quando risulta oscurato il 99% della superficie solare (fotosfera), la minima parte scoperta è sempre abbastanza luminosa da causare un’ustione alla retina, anche quando il livello di illuminazione è comparabile a quello del crepuscolo. Il mancato rispetto delle regole di una corretta osservazione si può tradurre in un danno permanente all’occhio o in una grave perdita della vista. Per guardare senza strumenti il Sole parzialmente o interamente scoperto in maniera sicura si utilizzano fondamentalmente due metodi: 

➢ l’impiego di appositi filtri, normalmente realizzati in mylar alluminato e appositamente pro-dotti da ditte specializzate per uso astronomico (nella versione più comoda vengono forniti proprio a forma di occhialini) 

➢ la proiezione attraverso un foro per formare una immagine del Sole su uno schermo posto a circa un metro dietro l’apertura. Utilizzando un cartone con più fori si ottengono gruppi di immagini del Sole: i fori possono essere disposti a piacere per ottenere anche effetti particolari e gradevoli. 

Oltre ai filtri commercializzati, per l’osservazione diretta del Sole è possibile utilizzare protezioni più facilmente reperibili, prestando ovviamente la massima attenzione ad utilizzarle con tutte le cautele del caso: tra i filtri più sicuri per l’uso in questione c’è ad esempio il vetro da saldatore (acquistabile in una rivendita al dettaglio di utensileria) che abbia un indice di opacità compreso tra 12 e 14. 

Nella categoria dei filtri inaffidabili ricadono tutte le pellicole a colori, quelle in bianco e nero che non contengono argento, i negativi che riproducono immagini (raggi “X” e istantanee), i vetri affumicati, gli occhiali da Sole (anche se più paia sovrapposti), i filtri fotografici a densità neutra e i filtri polarizzatori. La maggior parte di essi trasmette una elevata quantità di radiazione infrarossa invisibile che può causare una ustione termica della retina. Il fatto che il Sole appaia pallido o che non si percepisca disagio guardando il Sole attraverso un filtro, non è garanzia di sicurezza per gli occhi. 

Osservando il Sole e le eclissi con binocoli e piccoli telescopi si può operare senza filtri ricorrendo alla proiezione dell’immagine ingrandita su uno schermo bianco. Questo sistema è agevole nel caso in cui si voglia offrire a un gruppo di osservatori una visione sicura delle fasi parziali di una eclisse, ma diventa difficilmente gestibile nel momento in cui – sopraggiungendo la totalità – si debbano cambiare completamente e molto velocemente le modalità di osservazione. La proiezione su schermo per osservare le eclissi è pertanto da limitare alle eclissi parziali o anulari, durante le quali abbiamo sempre una porzione di Sole non coperta dalla Luna. 

Per l’osservazione delle eclissi totali con binocoli e piccoli telescopi è sicuramente più agevole utilizzare gli appositi filtri che devono essere rimossi appena prima della totalità, per essere ricollocati immediatamente al termine della totalità stessa. 

È importantissimo sottolineare che con le apparecchiature ottiche (es. binocolo, telescopio, mac-china fotografica) si devono utilizzare esclusivamente filtri “a tutta apertura” appositamente realizzati allo scopo, da montare nella parte anteriore dello strumento (per intenderci verso il Sole). 

Filtri di questo tipo vengono detti “a tutta apertura”) e sono prodotti utilizzando il già citato mylar alluminato o appositi vetri: in entrambi i casi questi filtri lasciano passare circa 1 / 10.000 della radiazione solare complessiva. 

I filtri solari da avvitare sugli oculari che vengono spesso forniti con telescopi economici sono inaffidabili e soprattutto molto pericolosi, in quanto la luce del Sole in questa configurazione raggiunge il filtro dopo essere stata amplificata dall’obiettivo dello strumento. A causa dell’elevata temperatura indotta dalla messa a fuoco del disco solare ingrandito, il vetro di questi filtri si può rompere improvvisamente per l’alta temperatura e il danno alla retina in tale situazione spesso si verifica in una frazione di tempo inferiore a quella impiegata dall’osservatore per togliere l’occhio dall’oculare: assolutamente da evitare. 

A dispetto di tutte le precauzioni di cui si è detto finora, la fase totale può e deve essere osservata senza alcun filtro. La visione senza filtri ad occhio nudo (o attraverso binocoli e telescopi) della totalità non solo è completamente sicura, ma è anche realmente ed assolutamente meravigliosa! Nei pochi minuti di totalità si possono osservare eventi tanto emozionanti quanto rapidi e sfuggenti nel loro evolversi. Per questo motivo è necessaria una buona preparazione teorica che – già sapendo cosa dovrà accadere e cosa potremo vedere – ci consentirà di gustare appieno l’evento, durante il quale appariranno dettagli del Sole mai visibili in condizioni normali.