A. L. S. A.

 

Associazione Livornese Scienze Astronomiche

 


DISPENSA N. 42
ASTRONOMIA DI BASE (CORSO PER PRINCIPIANTI)
1
a LEZIONE - IL PLANETARIO 1
(a cura di Antonio Mercatali)
 

COS'E' UN PLANETARIO

Il planetario è costituito da una stanza con il soffitto a forma di semisfera sul quale, per mezzo di un particolare proiettore, viene riprodotta la volta celeste con stelle, costellazioni, pianeti ecc. Grazie ad esso è possibile simulare e mostrare il movimento degli astri dal sorgere al tramontare, riproducendo di volta in volta le porzioni di cielo visibili da ogni punto della Terra ed in qualunque momento.

 

INTRODUZIONE ALLA VOLTA CELESTE

Cominciamo innanzi tutto a parlare della posizione nello spazio del nostro pianeta: la Terra. Essa è come una stupenda palla azzurra sospesa nell'infinito, come ci hanno mostrato le immagini riprese da sonde e astronavi durante tante missioni.
Da un qualsiasi punto d'osservazione situato sulla superficie terrestre, abbiamo l'illusione di essere immobili al centro di un'enorme sfera sulla quale vediamo gli astri ruotarci intorno; ma, come ben sappiamo, in realtà è la Terra a creare questo movimento apparente perché non è ferma e, come tutti i pianeti, si muove girando intorno al Sole lungo la sua orbita.
Prima di proseguire, è necessario chiarire alcuni concetti e spiegare il significato di certi termini che ricorreranno spesso nelle prossime nostre esposizioni. Sulla superficie terrestre, per determinare con precisione la posizione di un certo luogo, si utilizzano le cosiddette coordinate geografiche (longitudine e latitudine). A tale scopo si sono ideati i poli, i meridiani, i paralleli, l'equatore ecc. Per poterci orientare nell'osservazione dei corpi celesti, si è pensato di creare un analogo sistema costituito semplicemente dalla proiezione sulla volta celeste dei poli, dell'equatore e di altre linee convenzionali, così da formare "poli celesti", "equatore celeste", "meridiani celesti" ecc. Quella che sulla Terra è la latitudine, nel cielo si chiama "declinazione" ed anch'essa si misura in gradi a partire dall'equatore celeste, positiva andando verso nord e negativa verso sud. La longitudine invece assume il nome di "ascensione retta" e si misura in ore, minuti e secondi a partire da un punto convenzionale, come del resto convenzionale è Greenwich per la longitudine terrestre. In conclusione la posizione di un astro qualunque s'indica mediante la "declinazione" ed "ascensione retta".
L'equatore celeste divide tutto il cielo in due semisfere, che contengono una il cielo boreale (a nord), l'altra quello australe (a sud).

 

IL POLO NORD CELESTE

Tutta la volta celeste, per effetto del movimento di rotazione della Terra che compie un giro su sé stessa ogni giorno, ci sembra che ruoti sopra le nostre teste. Tuttavia questo non è un movimento casuale, ma "fa perno" in un punto preciso, che si chiama appunto POLO NORD CELESTE, e che è situato esattamente sul prolungamento settentrionale dell'asse terrestre. Molto vicino a questo punto (meno di un grado) è situata una stella abbastanza luminosa, denominata Stella Polare, che si presta quindi molto bene come punto di riferimento. Invece il prolungamento dell'asse terrestre dal lato meridionale del globo non incontra una zona di cielo ricca di stelle, perciò resta più difficoltoso individuare il POLO SUD CELESTE.

 

LA STELLA POLARE

La Stella Polare è dunque quella che ci aiuta ad individuare con buona approssimazione il Polo Nord Celeste, non solo: partendo da lei e tracciando una linea perpendicolare fino a toccare l'orizzonte, avremo trovato la direzione in cui trovasi il Polo Nord terrestre (abbreviando "il nord" rispetto all'osservatore). Volgendo allora la nostra fronte a quel punto, non sarà difficile determinare l'est (90° verso destra), l'ovest (90° verso sinistra), ed il sud alle nostre spalle. Se tracciamo una linea ideale che, partendo dall'orizzonte nord, sale alla Polare, continua fino al punto più alto sulla nostra testa (questo punto si chiama ZENIT) e poi ridiscende fino al punto sud, abbiamo individuato il meridiano centrale del nostro luogo d'osservazione (o più semplicemente, per eccellenza, il nostro "meridiano"). Tutti gli astri (Sole compreso) quando tagliano il meridiano, sono nel punto più alto della loro traiettoria. Accenniamo che NADIR è detto invece il punto diametralmente opposto allo zenit, come a dire che è lo zenit degli antipodi dell'osservatore.
La Polare, situata sul prolungamento dell'asse di rotazione della Terra, ci appare fissa nel cielo, anche con il trascorrere delle ore e delle stagioni: la sua altezza sull'orizzonte dell'osservatore è sempre pari alla latitudine del luogo (per Livorno circa 43°). Una spettacolare dimostrazione dell'apparente immobilità di questa stella, si può ottenere fotografando con una lunga posa (anche un'ora o più) la sua zona di cielo: la nostra stella verrà riprodotta come un punto sostanzialmente fermo, mentre tutte le altre avranno disegnato sul fotogramma degli archi di cerchio concentrici, sempre più grandi man mano che aumenta la distanza dalla Polare stessa. E' da tenere presente che tutti gli oggetti del cielo ruotano in senso antiorario rispetto alla Stella Polare.
Con la sua caratteristica di indicare il nord, questa stella è stata fin dai tempi più antichi un utile riferimento per viaggiatori e navigatori, quando la bussola non era ancora stata inventata.

INDIVIDUARE LA STELLA POLARE

Questa stella riveste grande importanza ancora oggi, perché ci aiuta ad orientarci nel firmamento per trovare molti altri oggetti celesti. E' indispensabile quindi escogitare un sistema per individuarla facilmente. Essa fa parte della costellazione dell'Orsa Minore, chiamata anche Piccolo Carro, che però è formata da stelline deboli difficili da riconoscere.
Per fortuna tutti sono capaci di distinguere la nota figura dell'Orsa Maggiore (o Grande Carro): si prendono allora come riferimento le ultime due stelle di questa costellazione e, come meglio illustrato nella figura in alto, si prolunga nell'opportuna direzione la linea immaginaria che le unisce, per una lunghezza pari a circa cinque volte la distanza che le separa. Arriviamo in una zona apparentemente povera di stelle, ma quella più brillante è proprio la Stella Polare.

 

MOVIMENTO APPARENTE DELLE STELLE

Analizziamo ora il movimento delle stelle e dell'intera volta celeste. Se volgiamo le spalle al nord e lo sguardo a sud, con il passare delle ore vedremo stelle sorgere dal lato est (alla nostra sinistra), alzarsi lungo un arco più o meno ampio fino a raggiungere il meridiano, per poi declinare verso ovest (alla nostra destra) e tramontare.

 

LE COSTELLAZIONI CIRCUMPOLARI

Non è esatto affermare che tutte le stelle sorgono e poi tramontano. Abbiamo già notato che quelle situate nelle adiacenze del polo celeste, ruotando intorno a questo, formano degli ideali cerchi con al centro la Polare. Effettivamente noi non le vediamo mai tramontare e per questo le costellazioni che le contengono sono denominate "circumpolari".

Livorno, Dicembre 2002

Torna alla precedente serie di dispense

Torna all'elenco delle dispense

Vai alla prossima serie di dispense

 

DISPENSA N. 43
ASTRONOMIA DI BASE (CORSO PER PRINCIPIANTI)
2
a LEZIONE - IL PLANETARIO 2
(a cura di Antonio Mercatali)
 

OSSERVAZIONE DEL CIELO ALLE DIVERSE LATITUDINI

Nella precedente lezione abbiamo visto come il cielo ci appare dalle nostre latitudini (in Italia si passa da 36°50' della Sicilia meridionale a 46°54' di Vipiteno nel Trentino Alto Adige). Analizziamo ora che cosa si vede, e come ci sembra che il tutto ruoti, spostandoci a latitudini diverse.
C'è una prima regola abbastanza semplice che è bene aver presente: trovandosi un osservatore ad una certa latitudine, cioè su un parallelo di un determinato valore (ammettiamo per ipotesi 25° nord), al suo zenit transiteranno gli astri aventi declinazione dello stesso valore (nell'esempio + 25). Infatti, avevamo già affermato che i paralleli disegnati idealmente sulla Terra hanno i loro corrispondenti sulla volta celeste, come vi fossero proiettati. Un'altra considerazione importante è che la Stella Polare appare sempre alta sull'orizzonte di una misura uguale alla latitudine del luogo, in questo caso 25°. Dalla Polare all'orizzonte nord c'è naturalmente una zona occupata da costellazioni circumpolari. Fra il polo e l'equatore celesti ci sono altri 90°. L'arco di meridiano che dall'equatore celeste scende fino all'orizzonte sud (ampio 180° - 25° - 90° = 65°) ospita costellazioni australi [La
dispensa n. 49 illustra più diffusamente questo schema]. Come regola possiamo affermare che da un punto situato ad una certa latitudine si potranno vedere stelle e costellazioni dell'altro emisfero per un'estensione di gradi 90 meno quelli della latitudine.

 

OSSERVAZIONE DEL CIELO DAL POLO NORD

Immaginiamo di essere a latitudine +90°. Ricordiamo che la Stella Polare è situata sul prolungamento dell'asse di rotazione terrestre e quindi è alta appunto 90° sull'orizzonte: la vediamo allo zenit. Tutte le altre stelle sono collocate ad una certa distanza dalla Polare secondo la loro "declinazione" ed il loro moto apparente è circolare in senso antiorario. Saranno visibili tutte le stelle del cielo boreale e nessuna di quello australe. Ogni costellazione potrà 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°). Due ore corrisponderanno a 30°, 12 ore a 180° ecc.

 

OSSERVARE IL CIELO DALL'EQUATORE

Se ci trovassimo all'equatore, cioè a latitudine 0°, il cielo cambierebbe totalmente aspetto.
La Stella Polare sfiora ora 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 apparirà sorgere da tutto il semicerchio d'orizzonte che va da nord a sud passando per l'est. Le stelle che sorgono esattamente ad est passeranno per lo zenit. Tutto quanto poi andrà a tramontare sull'intero semicerchio d'orizzonte racchiuso tra nord e sud, dal lato ovest.
Dunque, per la prima volta nel nostro immaginario viaggio, avremo la possibilità di osservare contemporaneamente costellazioni del cielo boreale ed australe, non solo, ma nel volgere di un intero anno tutta la volta celeste si renderà visibile (vedremo più avanti come cambia il cielo secondo le stagioni).

 

L'EMISFERO AUSTRALE ED IL POLO SUD CELESTE

Dai paesi più a sud dell'equatore terrestre, non sarà più visibile la Stella Polare, ed in sua vece si mostrerà 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 vedranno ruotare sempre intorno al loro polo, però questa volta in senso orario. Come già visto per il nostro emisfero, le costellazioni australi appariranno sempre più alte nel cielo a mano a mano che ci allontaniamo dall'equatore, mentre tenderanno a nascondersi sotto l'orizzonte quelle boreali.
Due oggetti celesti molto importanti di quest'emisfero sono la Grande e la Piccola Nube di Magellano: appaiono ad occhio nudo come pallide nuvolette, mentre in realtà sono due galassie come la nostra Via Lattea, contenenti quindi miliardi di stelle, nebulose, ammassi e forse pianeti.
Anche dal Polo Sud le costellazioni visibili saranno quelle di metà del cielo (le australi), che potranno essere definite tutte circumpolari.

 

LE COSTELLAZIONI PIU' IMPORTANTI
VISIBILI DALLA NOSTRA LATITUDINE

Tanto per fare una certa classificazione, potremmo suddividere le costellazioni visibili dall'Italia in tre gruppi: le circumpolari, le invernali e quelle estive.
Tre le circumpolari abbiamo già citato l'Orsa Maggiore e l'Orsa Minore, ma aggiungiamo ora Cassiopea e Cepheo che sono tra le più riconoscibili.
Tra quelle invernali si distingue la costellazione di Orione all'interno della quale, anche ad occhio nudo, s'intravede la bellissima nebulosa siglata nel catalogo di Messier "M42". Rammentiamo poi i Gemelli con le due stelle più importanti Castore e Polluce. Nella costellazione Auriga spicca la brillante stella Capella. Poi c'è il Toro con la stella principale Aldebaran e gli ammassi aperti delle Iadi e delle famosissime Pleiadi ben evidenti anche ad occhio nudo.
Passando alle costellazioni estive abbiamo il Cigno con la stella più luminosa Deneb, poi la Lira con la brillantissima Vega (una fra le più luminose del cielo) e l'Aquila con Altair. Se uniamo idealmente con delle linee Deneb, Vega e Altair, formiamo un gran triangolo isoscele ben noto con il nome di "Triangolo estivo". Concludiamo quest'elenco con la Corona Boreale, la cui stella principale è Gemma: essa è di tipo variabile, cioè aumenta e diminuisce la sua luminosità periodicamente secondo un ciclo ben definito.

 

L'ECLITTICA

L'eclittica è il piano orbitale della Terra, cioè il piano sul quale essa gira attorno al Sole. Per merito dei meccanismi che hanno formato il sistema solare, i piani orbitali di tutti i pianeti (fa eccezione Plutone) sono inclinati di pochi gradi rispetto all'eclittica. Questo fa sì che nell'osservazione dei pianeti, ai quali possiamo anche aggiungere la Luna ed il Sole, essi ci appaiono nel cielo distribuiti abbastanza regolarmente lungo una stessa linea. Questo fenomeno è ben evidente quando alcuni di essi sono visibili contemporaneamente.

 

LA MIGLIORE VISIBILITA'

Non è detto che un oggetto celeste, sia esso un pianeta, una nebulosa o quant'altro, sia ben osservabile quando ci appare in qualunque punto del cielo. Un elemento fondamentale è che esso sia più alto possibile sull'orizzonte, affinché la sua immagine non venga troppo disturbata da uno spesso strato d'atmosfera che crea rifrazioni, fastidiose turbolenze e notevoli assorbimenti di luminosità. Quindi le condizioni migliori si hanno quando l'oggetto transita al meridiano del luogo.

 

PERCHE' IL CIELO CAMBIA CON LE STAGIONI

La figura ci illustra chiaramente il fenomeno per cui, con il volgere delle stagioni, ci appaiono costellazioni diverse. Essa mostra le posizioni relative di Sole, Terra e volta celeste, che creano la possibilità di vedere (quando è notte!) porzioni di cielo diametralmente opposte.

 LA PRECESSIONE DEGLI EQUINOZI

L'asse terrestre è inclinato di 23°45' sull'eclittica, cioè rispetto al proprio piano orbitale. Questa inclinazione non è fissa, ma è destinata a cambiare nel corso dei millenni. Per varie cause, come la forma irregolare della Terra e le forze di attrazione cui essa è sottoposta, l'asse stesso tende a ruotare descrivendo un movimento a cono. Questo ciclico movimento si completa in circa 25.800 anni e prende il nome di "precessione degli equinozi" perché una delle sue conseguenze più evidenti (già conosciuta dagli astronomi antichi) è che gli equinozi non si verificano quando la Terra è sempre nello stesso punto dell'orbita, ma slittano un po'. Altro fenomeno è che i poli celesti cambiano la loro posizione fra le stelle: si calcola che fra 12.000 anni la stella che indicherà il nord non sarà più la Polare, ma Vega, la più brillante della costellazione della Lira.


Livorno, Dicembre 2002

Torna alla precedente serie di dispense

Torna all'elenco delle dispense

Vai alla prossima serie di dispense

 

bar01d.gif

 

info@alsaweb.it


Copyright © 2004 EG - A.L.S.A., Livorno. Tutti i diritti riservati. This site is best viewed at 800x600.