ASTRONOMIA primavera 2015

CIELO

In qualunque momento dell’anno, osservando a occhio nudo il cielo notturno alla nostra latitudine, possiamo vedere i seguenti oggetti celesti: costellazioni costanti dette circumpolari, costellazioni stagionali e zodiacali visibili solo in determinate stagioni, pianeti il cui numero che può variare da zero a quattro. Può inoltre esserci o no la luna.

Volgendoci verso Nord in ogni stagione possiamo individuare la Polare, che fa da perno e per questo ha posizione costante. Attorno alla Polare, a disegnare circonferenze complete, in tutti i mesi dell’anno troviamo le costellazioni dette circumpolari, due delle quali molto facili da individuare, il Grande Carro e Cassiopea, che fanno da guida per tutto il cielo.

Se, ruotando di 180° rispetto alla Polare, ci volgiamo a Sud, con Est a destra e Ovest a sinistra, i corpi celesti che osserviamo si muovono tutti da Est verso Ovest.

Ora cerchiamo di visualizzare il cammino –apparente- che il sole fa in cielo durante il giorno su un tracciato che viene detto eclittica. In una fascia di 16 gradi (8° sopra e 8°sotto) centrata sull’ecclittica, nel corso dell’anno, si possono osservare le 12 costellazioni zodiacali e i pianeti. Nella zona di cielo restante possiamo osservare le costellazioni stagionali, la cui visione cambia al variare delle stagioni.

Anche le costellazioni zodiacali sono tra quelle variabili e ognuna di esse accompagna il sole durante i vari mesi dell’anno. Sono le stesse utilizzate in Astrologia, ad esempio in marzo la costellazione zodiacale è quella dei Pesci. In Astronomia ciò si lega al fatto che il sole a mezzogiorno è in Pesci, perciò nelle notti di marzo vediamo le costellazioni zodiacali più lontane da Pesci, cioè Leone, Vergine, Cancro e Gemelli. Si osservi però che le costellazioni zodiacali occupano porzioni diverse di eclittica, ad esempio la Vergine prende una fetta di eclittica 5 volte maggiore dello Scorpione, che invece è la costellazione più lunga. Di conseguenza, in una sola osservazione notturna si possono osservare anche 3 o 4 costellazioni zodiacali spaziando con lo sguardo da Est a Ovest.

GIOVE

Essendo visibile ad occhio nudo nel cielo terrestre, Giove è noto fin dall'antichità; i Romani gli dettero il nome del dio Giove. Il suo simbolo astronomico è una stilizzazione del fulmine del dio (). È un pianeta gassoso, esterno, stella mancata ed è il gigante del sistema solare.

Il moto di rotazione intorno a se stesso dura circa 10 ore, il che lo rende il più veloce del sistema solare. Invece la durata del moto di rivoluzione intorno al sole, detta periodo siderale,  è di circa 12 anni.

Questo grande pianeta è bello da osservare dato che permane per circa un anno nella stessa costellazione zodiacale ed è quindi anche facile da localizzare.  Nel 2007 era in Ofiuco, nel 2008 in Sagittario, nel 2009 in Capricorno, nel 2010 in Acquario, nel 2011 in Pesci, nel 2012 in Ariete, nel 2013 in Toro, nel 2014 in Gemelli, nel 2015 in Cancro e Leone.

Osservato dalla Terra, per ritornare nella stessa posizione del cielo rispetto al Sole impiega 399gg (periodo sinodico), e passa da condizioni di inosservabilità o magnitudine minima, quando è in congiunzione col sole, a condizioni via via migliori che culminano con l’opposizione al sole.  In quel momento la magnitudine è massima così come massimo è il tempo di permanenza in cielo, dato che esso sorge a Est e tramonta a Ovest nella stessa notte.  La magnitudine varia da -1 a -3.

La struttura a strisce ed anche la famosa macchia rossa sono dovute al fatto che Giove è gassoso e ruota su se stesso con gran velocità. In effetti, se sulla terra i punti mantengono nel tempo la stessa longitudine, sui pianeti gassosi ciò non avviene perché i gas all’equatore girano a velocità maggiore rispetto ai poli, con conseguente formazione di disequilibri e cicloni che da terra appaiono come strisce e macchie.

Il colore dei pianeti gassosi varia con le percentuali dei gas, in particolare Giove, che appare rosso, giallo e azzurro, è soprattutto ricco in H, He, ma anche NH₃, CH₄, H₂O.

Attorno al pianeta ruotano 63 satelliti, di cui solo 16 hanno un nome. I più importanti, detti anche Galileiani o Medicei, furono scoperti da Galileo Galilei che li dedicò a Cosimo II de' Medici (1610), e sono: Io, che con la sua intensa attività vulcanica è il più attivo tra i corpi celesti; Europa, l'unico corpo del Sistema Solare, oltre alla Terra, sul quale è possibile trovare acqua in forma liquida nascosta sotto lo spesso strato di ghiaccio superficiale; Ganimede,  più grande di Mercurio, formato da ghiaccio e rocce; Callisto, composto da ghiaccio e roccia con una superficie intensamente craterizzata. È possibile localizzarli e apprezzarne gli spostamenti con un piccolo telescopio o anche con un buon binocolo.

LA LUNA

La Luna è l’unico satellite naturale della Terra, uno dei più grandi del sistema solare. Dista da essa 1” luce.  Il diametro apparente è ½ grado, come quello del Sole, ed è per questo che si possono verificare le eclissi di sole. Data la piccola massa, manca di atmosfera ed ha forti escursioni termiche: la temperatura varia dai 130° nelle regioni illuminate dal sole, ai -150° nelle regioni in ombra.

Da terra è possibile fare osservazioni della superficie e redigere mappe dettagliate della faccia visibile (the near side contrapposto al dark side). Il suolo lunare è cosparso di crateri e mari: quasi tutti i crateri si sono formati nel primo miliardo di anni dopo la nascita del sistema solare, periodo in cui i meteoriti impattavano con abbondanza sui corpi celesti privi di atmosfera. Talvolta l’impatto contro la giovane crosta provocava fuoriuscita di lava basaltica solidificata oggi in rocce lisce e scure, i cosiddetti mari, di cui il più grande è l’Oceano delle Tempeste. Dovuto a un impatto “recente” è invece Copernico, cratere di 100 Km. di diametro.

La composizione chimica della luna riecheggia quella originaria della terra con basalti ricchi in ferro e magnesio.

La luna si muove intorno al sole, intorno alla terra e intorno al proprio asse e il sole illumina sempre circa la metà della superficie lunare. Per ragioni gravitazionali complesse, cui sono legate anche le maree, il tempo impiegato dalla luna per ruotare intorno alla terra è pressoché uguale a quello impiegato a ruotare su se stessa, circa 28 giorni, perciò essa rivolge alla terra sempre lo stesso emisfero. Al mutare dell’angolo luna-terra-sole corrispondono le fasi lunari, che si caratterizzano per la parte della faccia illuminata dal sole che è possibile vedere da terra. Quando la luna è dalla stessa parte del sole rispetto alla terra, si dice che è in congiunzione, l’allineamento è sole-luna-terra; la faccia che ci rivolge è oscura, viene denominata luna nuova e c’è possibilità di eclissi di sole. Quando la luna e il sole si trovano da parti opposte rispetto alla terra, si dice che è in opposizione, l’allineamento è sole-terra-luna; la faccia che ci rivolge è illuminata,  viene denominata luna piena e c’è possibilità di eclissi di luna. Quando la luna si trova alla massima altezza, compie anche il percorso più lungo e sorge e tramonta più a nord di dove sorge e tramonta il Sole il giorno del solstizio d'estate.

Passando da 0° (luna nuova), a 180° (luna piena), ci sono fasi intermedie. Attraverso lo stadio di luna crescente, si arriva al primo quarto (con gobba a ponente) e alla luna piena. Dopo, attraverso lo stadio di luna calante, si arriva all’ultimo quarto (con gobba a levante) e ancora a luna nuova. Ogni giorno il sorgere e il tramontare della luna sono ritardati di circa 50’: per cui la luna nuova sorge e tramonta col sole; la luna al primo quarto sorge quando il sole culmina (circa a mezzogiorno), culmina al tramonto e tramonta circa a mezzanotte; la luna piena sta in cielo tutta la notte, sorge quando il sole tramonta, culmina a mezzanotte, tramonta al sorgere del sole, solcando il cielo da est ad ovest; la luna all’ultimo quarto sorge a mezzanotte per tramontare a mezzogiorno, culminando all’alba. La magnitudine della luna piena è -12,5.

Eclissi di luna: si può verificare solo a partire dalla situazione di allineamento tipica della luna piena, ossia Sole, Terra, Luna. 

Se il piano dell’orbita lunare non fosse inclinato, come invece è, rispetto a quello della terra, ogni mese ci troveremmo in condizioni di eclisse. Invece tale piano è inclinato di 5°, per questo la luna passa sopra o sotto il cono d’ombra o di penombra. Quando, dopo esser passata attraverso il cono di penombra, passa tutta nel cono d’ombra, si ha eclissi totale; quando vi passa solo parzialmente si ha eclissi parziale.

Eclissi di sole: è causata dall'oscuramento dell'intero disco solare da parte della Luna visto dalla Terra e si può verificare solo quando la Luna è in fase di Luna Nuova. Si tratta di un fenomeno raro: Sole, Luna e Terra devono essere perfettamente allineati.  Ed è possibile solo perché i diametri apparenti di sole e luna sono paragonabili.