Realizzazione e utilizzo di un fotometro per la misura della brillanza notturna del cielo

Esperimento realizzato per la laurea triennale in Fisica ed Astrofisica.

L'obiettivo di questa dissertazione e' stato realizzare un fotometro per misurare la brillanza notturna del cielo, abbastanza preciso da poter valutare il contributo dato dalla Via Lattea alla brillanza del Cielo.
Lo strumento che si e' realizzato e' costituito da un fotodiodo con area attiva di 100mm2, capace di inquadrare un'area di cielo di 11° x 11° tramite una lente obiettivo di 2,7 cm di diametro. Il fotodiodo puo' essere raffreddato fino a 20°C in meno rispetto alla temperatura ambiente tramite un sistema di raffreddamento, basato su una cella Peltier, e controllato da pc tramite una scheda con microcontrollore. Il puntamento in altezza del fotometro e' effettuato tramite un servomotore, anch'esso interfacciato al PC tramite una scheda con microcontrollore. La conversione della fotocorrente che scorre nel fotodiodo in tensione e' stata effettuata tramite un amplificatore operazionale a basso rumore, e la lettura della tensione in uscita dall'amplificatore effettuata tramite un multimetro dotato di porta seriale per acquisire le misure in automatico sul pc. Alcune delle misure sono state effettuate ponendo manualmente dei filtri ottici davanti alla lente obiettivo. Tramite un test in laboratorio e' stata controllata la riproducibilita' delle misure, che e' stata valutata mediamente dell'1,0 %.
Le prime misure sono state effettuate in montagna a 2200 m.s.l.m. (Cervinia) senza filtri e con 8 differenti filtri. In alcune acquisizioni perpendicolari alla Via Lattea e' stata misurata una struttura compatibile con La Via Lattea per dimensione, intensita' e componente di velocita' nella direzione di misura, ma ad una ventina di gradi di differenza rispetto alla posizione attesa per la Via Lattea. E' possibile che ci fosse un errore sistematico sulla determinazione della posizione in gradi dello strumento rispetto al cielo.
Sono state effetuate delle misure a Roma che hanno permesso di confrontare le misure del cielo con quelle di un lampione stradale con lampada al sodio ad alta pressione, non trovando alcuna differenza nella direzione del centro cittadino.
Le ultime misure sono state effettuate a Frasso Sabino (500 m.s.l.m.), dove e' stato possibile misurare il contributo della Via Lattea alla brillanza notturna del cielo, confermando che lo strumento e' in grado di misurare questo debole contributo (in queste misure e' di appena il 4% del valore del fondo del cielo).

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