ASTRONOMIA 2018

COME CAMBIA LA VISIONE DEL FIRMAMENTO SPOSTANDOSI SUL PLANISFERO

AL VARIARE DELLA LONGITUDINE E LATITUDINE.

Per quanto riguarda la LONGITUDINE, a parità di latitudine, essa determina soltanto l’anticipo della levata del sole e quindi del sorgere delle stelle per ogni ora di variazione (o variazione di 15°) di longitudine Est (+)

Ecco perché sarà sufficiente osservare come cambia il cielo al variare della LATITUDINE.

Riprendiamo alcuni concetti da dove li avevamo lasciati per coloro che già mi seguivano nel 2011

                                                                                                                                    Figura 1

OSSERVAZIONE DEL CIELO AL POLO NORD

Immaginiamo di essere al Polo, latitudine +90°. Ricordiamo che la Stella Polare è situata vicino al prolungamento dell'asse di rotazione terrestre e quindi è alta appunto circa 90° sull'orizzonte: la vediamo vicino allo zenit*. Tutte le altre stelle sono collocate a una certa distanza dalla Polare secondo la loro "declinazione" e il loro moto apparente è circolare in senso antiorario. Sono visibili tutte le stelle del cielo boreale e nessuna di quello australe. Ogni costellazione può essere definita "circumpolare". Da questa particolare posizione le stelle possono essere prese come strumento per misurare il trascorrere del tempo. Meglio prenderne una bassa sull'orizzonte come riferimento: essendo il periodo di rotazione della volta celeste di circa 24 ore, trascorso questo tempo la stessa stella si ritroverà nel punto di partenza, avendo percorso un intero giro di 360°. E così potremo verificare il trascorrere di un'ora quando avrà percorso 15° (360°/24 ore =15°/h). Due ore corrisponderanno a 30°, 12 ore a 180° ecc.

(*) La declinazione della Stella Polare e’ 89°15’ 51”

OSSERVARE IL CIELO ALL'EQUATORE

Se ci troviamo all'equatore, cioè a latitudine 0°, il cielo cambia totalmente aspetto.

La Stella Polare sfiora la linea del nostro orizzonte, naturalmente in direzione nord, mentre in posizione diametralmente opposta (lato sud) c'è il polo sud celeste. Tutto il firmamento, imperniato sui poli, ci appare sorgere da tutto il semicerchio d'orizzonte che va da nord a sud passando per l'est. Le stelle che sorgono esattamente a est passano per lo zenit. Tutto quanto poi va a tramontare sull'intero semicerchio d'orizzonte racchiuso tra nord e sud, dal lato ovest. Dunque, per la prima volta nel nostro immaginario viaggio, abbiamo la possibilità di osservare contemporaneamente costellazioni del cielo boreale e australe, non solo, ma nel volgere di un intero anno tutta la volta celeste si renderà visibile.

OSSERVARE IL CIELO DALLE LATITUDINI BOREALI INTERMEDIE

Alla nostra latitudine le costellazioni che formano cerchi di raggio più piccolo si chiamano circumpolari e le vediamo verso Nord tutto l’anno. Esempi notevoli sono il Grande Carro e Cassiopea. Quelle che fanno i cerchi più ampi sorgono a Est (E), tramontano ad Ovest (W), e cambiano durante l’anno andando a caratterizzare le stagioni, per questo vengono dette stagionali. Durante lo scorrere della notte, con il nostro viso rivolto verso Sud, le vediamo muoversi da Est verso Ovest.

L'EMISFERO AUSTRALE E IL POLO SUD CELESTE

Dai paesi più a sud dell'equatore terrestre, non è più visibile la Stella Polare, e in sua vece si mostra il Polo Sud Celeste, purtroppo non contrassegnato da alcuna stella di buona luminosità. Il polo si trova nella costellazione dell'Ottante, privo di stelle che diano un riferimento di rilievo; e d'altra parte la famosa "Croce del Sud", ben riconoscibile, è piuttosto lontana dal Polo (circa 30°): in sostanza per individuarlo con precisione… bisogna arrangiarsi un po', imparando la disposizione delle stelle più vicine.

Le costellazioni e le stelle da qui si vedono ruotare sempre intorno al loro polo, però questa volta in senso orario. Come già visto per il nostro emisfero, le costellazioni australi appaiono sempre più alte nel cielo a mano a mano che ci allontaniamo dall'equatore, mentre le costellazioni boreali tendono a nascondersi sotto l'orizzonte.

Anche dal POLO SUD le costellazioni visibili sono quelle di metà del cielo (le australi), che possono essere definite tutte circumpolari.

Ai fini di migliorare le nostre conoscenze abbiamo bisogno di distinguere circonferenze importanti aiutandoci con una foto da me scattata nell’estate 2017 alla SFERA ARMILLARE montata al Tropico del Capricorno, nella città di S. Carlo in Brasile (figura 2/3)

 Ringrazio qui il dott. Jorge Hönel per l’aiuto e la disponibilità a me riservati all’Observatório Astronômico da USP - Dietrich Schiel di S. Carlo.

ORIZZONTE (circonferenza bianca figura 2/3): circonferenza massima visualizzabile sulla volta celeste intorno all’osservatore, la definizione è la stessa da qualunque punto della terra. Su essa s’individuano i punti cardinali N, S, E, W Dal centro della circonferenza nasce una perpendicolare, l’osservatore che guarda il cielo troverà il punto più in alto sulla sua perpendicolare e lo chiamerà Zenith (Z). Ricorda: all’equatore il sole passa per lo zenith agli equinozi sorgendo esattamente a E, tramontando a W. Ai tropici il sole passa per lo zenith al solstizio d’estate, sorge e tramonta in punti 23°30’ più a S. Fuori della fascia intertropicale il sole non è mai allo zenith.

MERIDIANO LOCALE (arco nero figura 2/3): circonferenza massima che passa per i punti N e S e per lo Z, quando il sole lo tocca abbiamo il mezzogiorno locale.

Sul meridiano locale la differenza tra l’alzata massima del sole estiva e invernale è SEMPRE 47° che è il doppio di 23° 30’ (poli esclusi).

EQUATORE CELESTE: circonferenza massima che giace sul piano perpendicolare all’asse di rotazione terrestre e taglia l’orizzonte nei punti E e W. Essa divide la sfera celeste in emisfero boreale e australe. L’inclinazione dell’equatore celeste cambia da luogo a luogo seguendo la latitudine ma, fissato il punto di osservazione, non cambia nel corso dell’anno. Ai poli coincide con l’orizzonte (figura 1). All’equatore è perpendicolare all’orizzonte (figura 1) e passa per Z.  Ai tropici (arco giallo figura 2/3) è inclinato di 23° 30’ rispetto alla perpendicolare,  non passa per Z e coincide con l’eclittica agli equinozi . Alle latitudini intermedie è inclinato rispetto all’orizzonte tanto quanto la latitudine (figura 1),  e così in cielo le costellazioni si distinguono in:

Circumpolari dell’emisfero di appartenenza

Stagionali dell’emisfero di appartenenza

Zodiacali comuni ai due emisferi

Stagionali dell’altro 

emisfero.

La figura 4 rappresenta questa situazione

ECLITTICA: rispetto al riferimento delle stelle considerate fisse, circonferenza costituita dai punti attraverso cui passa il sole nel corso dell’anno, interessante per l’osservazione del cielo notturno perché pianeti e costellazioni zodiacali “passano” di lì. S’individua così una fascia zodiacale di una decina di gradi a cavallo dell’eclittica entro cui sono osservabili le costellazioni zodiacali. Tale fascia è comune ai due emisferi celesti.

All’equatore il sole percorre nel cielo una semicirconferenza che coincide con l’equatore celeste agli equinozi, passa per lo zenith, taglia l’orizzonte in E e W. Ai solstizi lo spostamento lungo il meridiano è di 23° 30’ verso S in estate e a N in inverno, 47° in tutto, (per questo motivo, stando i due archi da parti opposte rispetto all’equatore celeste non c’è gran differenza di altezza massima del sole e la durata del dì in vicinanza dell’equatore è sostanzialmente uguale, circa 12 h). Una curiosità: a Macapò, capitale dello stato di Arapà (Brasile), a 6 km dalla città, c’è un monumento che si chiama Marco Zero e un campo di calcio (Zero) proprio a cavallo dell’equatore, la linea di mezzo taglia a metà il campo in modo che le porte si trovano nei due emisferi opposti.

Ai tropici nel solstizio d’estate (arco rosso figura 2/3) l’eclittica raggiunge lo zenith nel cielo diurno (massima durata del dì, 13 ^h 15’) e il punto più basso nel cielo notturno (minima durata della notte, 10^h 45’). Nel solstizio d’inverno (arco blu figura 2/3), quando il sole in cielo descrive l’arco più breve e a mezzogiorno dista 47° dallo zenith, di notte le stelle dello zodiaco e i pianeti passano per lo zenith. Il sole sorge 23°30’ più a S di E d’estate e sempre 23°30’ più a N di E d’inverno. Qui la differenza di altezza e quindi di durata del dì è grande. Agli equinozi (arco giallo figura 2/3), il sole percorre nel cielo una semicirconferenza che coincide con l’equatore celeste, taglia l’orizzonte in E e W, ma non passa per lo zenith, raggiungendo il mezzogiorno a 23° 30’ dallo zenith, il sole sta in cielo 12^h.

A tutte le latitudini se il percorso del sole è alto nel cielo di giorno, “prosegue” basso di notte dalla parte del cielo da noi non vista. In vicinanza degli equinozi il sole si trova rispetto alle stelle fisse vicino ai punti gamma e omega dove eclittica ed equatore celeste s’intersecano.

Ciò fa in modo che in certe stagioni si scoprano alla vista boreale più costellazioni australi che in altre. Per esempio in Italia nelle notti d’estate l’eclittica è bassa, così vediamo vicino all’orizzonte costellazioni zodiacali come Scorpione e Sagittario situate appena sotto l’eclittica, mentre nelle notti d’inverno, con eclittica alta, vediamo alte nel cielo le zodiacali Toro, Gemelli e sotto di esse, ben leggibili e alte, costellazioni stagionali australi come Orione, Cane minore e Cane maggiore (con Sirio).

Ai poli (es N) ed entro i circoli polari cioè a latitudini superiori a 67° le regole cambiano e in modo non lineare. L’inclinazione dell’asse fa in modo che il sole per buona parte dell’anno non scenda sotto l’orizzonte, la terra ruotando sull’asse inclinato fa sì che agli equinozi il sole si muova lungo l’orizzonte che coincide con l’equatore celeste; il solstizio d’estate è a metà dei 6 mesi di luce, si vive un lungo giorno con sole sopra l’orizzonte con polo N esposto verso il sole; al solstizio d’inverno la terra si è portata, nella rivoluzione intorno al sole, dall’altra parte rispetto all’astro e l’inclinazione ora sfavorevole tiene il sole coperto. Un po’ come se l’anno fosse un lungo giorno e la rivoluzione, una rotazione. È nella lunga notte invernale che si vedono le stelle, strettamente quelle dell’emisfero boreale, tutte circumpolari.