Le scale del seeing

Molti astrofili avranno notato sulle riviste, nella didascalia delle varie foto dedicate alla Luna o ai pianeti, la parola "seeing"
Questa parola deriva dal verbo inglese "to see" che significa vedere. Una traduzione non letterale ma abbastanza reale può essere "condizione di osservazione".
In parole povere il seeing è la condizione in cui si osserva il cielo ed è influenzato da svariati fattori, fra i quali rientrano la turbolenza atmosferica a bassa e ad alta quota, l'umidità, il tipo di strumento utilizzato, le sue condizioni, ed altri ancora.
Alcuni di questi fattori possono essere misurati oggettivamente ma, nella stragrande maggioranza dei casi tale possibilità ci è preclusa dalla mancanza di strumenti adeguati e perciò ci troviamo costretti a fare una stima "ad occhio".
Vediamo di analizzare un po' questi fattori di disturbo: 
1) la turbolenza atmosferica: questo fattore è spesso preponderante, specie nel caso in cui lo strumento che utilizziamo sia in perfette condizioni (vedi oltre). Si distingue in turbolenza di bassa quota e di alta quota. La prima è dovuta principalmente a fenomeni convettivi di scambio di calore fra il terreno e l'aria. Il Sole, durante il giorno, scalda il terreno che accumula calore. Durante la notte questo calore viene restituito all'aria causando la formazione di "colonne" di aria agitata che pregiudica l'osservazione. Per rendere un esempio pensate a come si vede l'orizzonte se lo osserviamo interponendo tra questo e noi un falò. Le immagini saranno molto distorte, agitate, prive della possibilità di scorgere dettagli. La turbolenza di alta quota, invece, è dovuta alla presenza di zone di scambio di masse d'aria a diversa temperatura e pressione. Anche in questo caso i flussi d'aria (generalmente orizzontali a differenza di quelli di bassa quota tendenzialmente verticali) disturbano il passaggio della luce causando una perdita di dettagli.
2) l'umidità: la presenza di microgocce d'acqua in sospensione nell'aria comporta una diffrazione dei raggi luminosi. Maggiore è la presenza e la dimensione di queste goccioline e maggiore sarà il disturbo che arrecheranno. Se in condizioni di scarsa turbolenza le dimensioni di una stella possono essere dell'ordine del potere risolutivo dello strumento (circa mezzo secondo d'arco per un 25 cm di diametro), in presenza di umidità consistente potremo vedere raddoppiare tale valore.
3) il tipo di strumento: come abbiamo detto all'inizio il seeing è una condizione di osservazione. Al variare di alcuni parametri osservativi varia anch'esso. Se infatti osserviamo la Luna a bassi ingrandimenti l'immagine sarà quasi sempre buona o ottima, ma nel mentre che andremo ad incrementare gli ingrandimenti vedremo un incremento dei dettagli ma anche un'immagine sempre più tremolante, disturbata. Se inoltre utilizziamo due strumenti completamente diversi tra loro (un rifrattore da 10 cm e uno Schmidt Cassegrain da 25 cm (per esempio), e a parità di ingrandimenti avremo che l'immagine dello strumento più piccolo appare più incisa, anche se meno luminosa. Ciò è dovuto al fatto che un rifrattore è uno strumento di regola più adatto alle osservazioni planetarie. La minore luminosità è dovuta al diametro minore.Ma se incrementiamo gli ingrandimenti vedremo che piano piano il rifrattore non permetterà di osservare ulteriori dettagli (siamo al limite del potere risolutivo) mentre lo strumento più grande fornirà immagini ancora definite. Logicamente aumentando gli ingrandimenti aumentiamo il disturbo dovuto alla turbolenza atmosferica. Perciò, spesso, avremo l'impressione di osservare meglio nello strumento più piccolo in quanto, potendo sfruttare minori ingrandimenti, la turbolenza sarà meno evidente. Ma ricordiamo che, se diminuiamo gli ingrandimenti dello strumento più grande, la visione sarà comunque buona anche in quest'ultimo.
4) le condizioni dello strumento: quando vogliamo effettuare osservazioni ad alta risoluzione dobbiamo essere certi che tutti gli anelli della catena siano nelle migliori condizioni possibili. Se osserviamo in una serata pressoché perfetta ma il nostro telescopio non è in perfette condizioni non potremo certamente cogliere quelle sfumature che tutti gli altri fattori ci avrebbero permesso di raggiungere. Per poter sfruttare al meglio la nostra serata osservativa dovremo perciò avere il telescopio ben acclimatato con la temperatura ambiente (in modo da evitare l'insorgere di fastidiosi flussi di aria all'interno del tubo dovuti alla diversa temperatura fra le pareti del tubo e l'aria circostante), una perfetta collimazione delle ottiche (in modo da concentrare tutto il fascio di luce nelle dimensioni più piccole possibili. In questo modo diventeranno visibili particolari più minuti). Se terremo conto anche di questi fattori la nostra osservazione sarà migliore. In definitiva il seeing sarà più favorevole.
Ma come si misura questo seeing? Esistono, fra gli astrofili, due metodi principali. Due "scale" redatte in tempi di versi da astronomi dediti all'osservazione planetaria. La prima e la più antica è quella di Antoniadi. Si compone di 5 livelli basati sul modo in cui viene osservata l'immagine planetaria:
SEEING I: visibilità perfetta, senza un tremito
SEEING II: leggere ondulazioni, con momenti di calma che durano anche diversi secondi
SEEING III: visibilità moderata, con larghi tremolii
SEEING IV: immagine cattiva, con persistenti e fastidiosi tremolii
SEEING V: visibilità molto cattiva, che a stento consente di preparare schizzi approssimativi delle osservazioni planetarie
Oltre alla scala di Antoniadi, ne esiste un'altra, detta di Antoniadi modificata, composta da 6 livelli espressi in numeri romani. Tale scala, però, è molto più imprecisa nella sua descrizione:
SEEING 1: immagini ottime
SEEING 2: immagini buone
SEEING 3: immagini sufficienti
SEEING 4: immagini insufficienti
SEEING 5: immagini cattive
SEEING 6: immagini pessime
Come vediamo la scala di Antoniadi modificata è molto più imprecisa rispetto a quella originale. Ciò nonostante anche l'originale è soggetta a troppe valutazioni soggettive. Per ovviare a ciò l'astronomo William H. Pickering, usando in rifrattore da 13 cm, determinò una nuova scala, basata su 10 livelli, che faceva riferimento all'aspetto di una stella:
SEEING 1: pessimo. L'immagine della stella è oltre due volte il diametro del terzo anello di diffrazione (>13").
SEEING 2: molto cattivo. L'immagine della stella arriva a due volte il diametro del terzo anello.
SEEING 3: cattivo. L'immagine della stella ha circa il diametro del terzo anello (6.7") ma è più brillante al centro.
SEEING 4: mediocre. Il disco di Airy è quasi sempre visibile ma gli archi degli anelli sono visibili a tratti.
SEEING 5: discreto. Disco di Aity sempre visibile. Archi degli anelli quasi sempre.
SEEING 6: buono. Disco di Airy stabile, archi sempre visibili.
SEEING 7: molto buono. Disco di Airy ben definito, anelli completi o lunghi archi sempre vosibili.
SEEING 8: ottimo. E' visibile l'intera figura di diffrazione (disco e anelli), ma gli anelli si muovono debolmente.
SEEING 9: quasi perfetto. Il primo anello appare stabile, gli altri leggermente mossi. 
SEEING 10: perfetto. Tutti gli anelli di diffrazione sono visibili e stabili.
Per una migliore comprensione della scala di Pickering vi invitiamo a voler visitare il sito di Damian Peach in cui potreta ammirare una visualizzazione animata delle varie condizioni di seeing.