Giuseppe Piccioni

Il mondo è a colori.

Dimmi di che “colore” sei e ti dirò

chi sei.

Giuseppe Piccioni (INAF-IASF)giuseppe.piccioni@iasf-roma.inaf.it

Giuseppe Piccioni

Qualche cenno preliminare sulla

spettroscopia…

Giuseppe Piccioni

Come è fatta la luce bianca ?

Giuseppe Piccioni

Spettro continuo (luce bianca)

Giuseppe Piccioni

Spettro in assorbimento

Giuseppe Piccioni

Spettro in emissione

Giuseppe Piccioni

Lo spettro: l’impronta digitale degli

atomi e della materia

Giuseppe Piccioni

Spettro visibile e non

Giuseppe Piccioni

Radiazione riflessa, trasmessa e

assorbita

Radiazione Trasmessa

Radiazione IncidenteRadiazione Riflessa

Solido, liquido, ecc…

Giuseppe Piccioni

Perchè gli oggetti sono “colorati” ?

Radiazione Trasmessa

Radiazione IncidenteRadiazione Riflessa

Solido, liquido, ecc…

Perché riflettono o

trasmettono solo il colore

che li caratterizza

Giuseppe Piccioni

…e gli altri colori ?

Radiazione Trasmessa

Radiazione IncidenteRadiazione Riflessa

Solido, liquido, ecc…

Vengono assorbiti e

trasformati in calore

Giuseppe Piccioni

Cosa ci dice lo spettro ?

Esempio: datazione del legno

Giuseppe Piccioni

Cosa possiamo vedere con la luce

invisibile ?

Giuseppe Piccioni

Cosa possiamo vedere con la luce

invisibile ?

Giuseppe Piccioni

Cosa possiamo vedere con la luce

invisibile ?

Il camaleonte si

mimetizza anche

nell’IR !

Giuseppe Piccioni

“Colori” diversi corrispondono a proprietà

chimiche e/o fisiche diverse

– ad esempio, diversa composizione o

temperatura dell’oggetto osservato

Giuseppe Piccioni

Un esempio…

– La missione ESA Venus Express

Giuseppe Piccioni

La missione Venus Express

• Data di lancio : 9 Novembre 2005

• Inserimento in orbita: 11 Aprile 2006

• Missione nominale partita il 4 Giugno 2006,

missione estesa in fase operativa

Giuseppe Piccioni

Giuseppe Piccioni

Giuseppe Piccioni

Giuseppe Piccioni

Lancio di Venus Express 9

Novembre 2005

Giuseppe Piccioni

Lancio di Venus Express 9

Novembre 2005

Giuseppe Piccioni

Come osserviamo

Caso 1,

osservazione al

pericentro

Caso 2, osservazioneOff-pericentro

Caso 3,

osservazione

all’apocentro

Giuseppe Piccioni

Spettro tipico di Venere nel lato non

illuminato (lato notte)

Le finestre atmosferiche venusiane

permettono lo studio fino alla

superficie

Giuseppe Piccioni

Acido Solforico (H2SO4) + ?

Lato

giorno

Lato notte, infrarosso

(finestre

atmosferiche)

Strati delle nuvole

Strato

Nebbia

Alto

Medio

Basso

Nebbia

90 km

68

57

51

48

32-10

Dimensione

particelle

[micron]

<0.5

2.7-3.2

3.2-3.8

1.8-32

<0.5

Questa parte non è accessibile

attraverso la luce visibile, né

nel lato notte, né in quello

giorno.

Occorre l’infrarosso !

Cosa osserviamo “da orbita”

Giuseppe Piccioni

Immagine a colori “veri” di Venere

acquisita il 19 Aprile 2006 da VIRTIS; e il

contrasto ?

Giuseppe Piccioni

Stessa immagine ma nel Blu-UVIl contrasto è molto migliore a causa dell’assorbitore-UV

“sconosciuto”

Giuseppe Piccioni

Venere si svela di notte !Immagine nell’infrarosso (1.7 micron) del lato notte di Venere acquisita il

12 Aprile 2006. La radiazione infrarossa ha la sua origine negli strati molto

caldi posti al di sotto delle nubi e modulati dalla presenza delle nubi stesse.

Il segnale registrato molto debole nonostante le alte temperature della

sorgente e’ l’indicazione del tentativo estremo del pianeta di lottare contro

l’effetto serra.

Osservando l’emissione termica intorno a 5um si puo’ invece misurare la

temperatura delle nubi, ad esempio in figura e’ mostrato il vortice polare

nella sua configurazione di “dipolo”

Intorno ad 1 micron e’ possibile persino “vedere” la superficie, penetrando

la densissima coltre di nubi.

Il “dipolo” è lungo circa 3700 km !

Giuseppe Piccioni

Caratteristiche globali viste nei

raggi ultravioletti, lato giorno

Principali regimi dinamici:

• Equatore -> caotico

• Medie latitudini -> laminare

• Polare -> spiraleggiante

Real time ~8 hours

Nuvole allungate

Vortice polare sud

Regione convettiva

Bande luminose a medie

latitudini

Atmosfera bollente di giorno

per il riscaldamento solare

Giuseppe Piccioni

Orbita 306

20 Febbraio

2007

Lato notte

@ 1.7 μm

Distanza

50000 km

circa

Lato notte, simili regioni dinamiche

(ma altitudine diversa)

Atmosfera bollente di notte per

l’alta temperatura superficiale

Giuseppe Piccioni

Lato notte

Giuseppe Piccioni

1.74 mm

Orbita 157

Lato notturno, infrarosso

Distanza da 65000 a 37000 km

“Cumuli e temporali” nella notte di Venere

Mini vortice

Giuseppe Piccioni

Occorrono almeno

due immagini

sovrapposte della

stessa zona

Es. orbita 157 da

VIRTIS

Lato notte @ 1.7 μm

Distanza da 65000 a

37000 km

Lato notte di Venere: osservare le nubi

per misurare la velocità dei venti

Giuseppe Piccioni

e con un “uragano” al

polo grande 2700km

Un’atmosfera 60 volte più veloce della parte solida del

pianeta, ovvero la super-rotazione

Esempio di venti misurati nella zona equatoriale:

• circa 400 km/h a 70 km altitudine

• circa 200 km/h a 50 km altitudine

Giuseppe Piccioni

Dinamica istantanea interna molto complessa

Vortice polare sud

Giuseppe Piccioni

Idunn Mons

Lat -46°

Long 214.5°

Lava “recente”,

più scura nell’ IR

e più efficace ad

emettere calore

Quantità di calore

emesso per radiazione

tempo

Capacità di

emettere calore

come radiazione

IR (emissività)

Immagine Radar

Immagine VIRTIS

L’ erosione

schiarisce il

materiale nel tempo

Link movie

Giuseppe Piccioni

Il vortice polare e la sua temperatura

T = -30°C

T = -45°C

T = -60°C

La temperatura nel vortice è la più

alta di tutto il pianeta (a parità di

altezza): riscaldamento

adiabatico

ESA/VIRTIS-VenusX (G. Piccioni)

ESA/VIRTIS-VenusX (A. Cardesin Moinelo)

G. Piccioni et al., Nature 29 November 2007

Clouds top thermal radiation

ESA/VIRTIS-VenusX (A. Cardesin Moinelo)

Giuseppe Piccioni

Uso dei “traccianti”

per studiare la dinamica

e la composizione chimica

Es.: Ossigeno in emissione (“nightglow”)

Giuseppe Piccioni

“Nuvole” di ossigeno nella notte di Venere

Orbita 87, 16 Luglio 2006

Orbita 93, 22 Luglio 2006

Giuseppe Piccioni

Schema del meccanismo di nightglow

130 km

97 km

ESA/VIRTIS-VenusX (R. Hueso)

Giuseppe Piccioni

La “terza” dimensione, ovvero osservare il profilo di un

pianeta

Giuseppe Piccioni

Fenomeni luminosi nell’alta atmosfera

Emissione di

fluorescenza dell’

anidride carbonica

Luminescenza chimica dell’ossigeno

(lato diurno)(lato notturno)

Giuseppe Piccioni

Fine (della presentazione)