APPUNTI DI ASTRONOMIA 2011-2012 – Cap 02
APPUNTI DI ASTRONOMIA 2011-2012
Domenico D’Amato
Andrea Miccoli
2 – LA SFERA CELESTE
LA SFERA CELESTE
La Via Lattea, la nostra galassia, dovrebbe essere simile a questa. Noi ci troviamo in un ramo esterno.
Immagine della Via Lattea vista dalla Terra.
La nostra galassia ha un diametro di circa 100.000 anni-luce ed uno spessore, nel rigonfiamento centrale, di circa 20.000 anni-luce; ruota su se stessa e compie un giro in 250 milioni di anni e contiene circa 200 miliardi di stelle.
Le stelle che vediamo in cielo appartengono tutte alla Via Lattea e, ad occhio nudo, ne vediamo circa 6.000 (circa 3.000 per emisfero). Le altre sono troppo deboli per essere viste senza l’impiego di strumenti ottici come cannocchiali e telescopi
La distanza che ci separa dalle stelle è enorme. L’occhio umano e gli stessi telescopi non sono in grado di mostrarci la profondità del cosmo: tutto ci appare appiattito contro la superfi cie interna di una enorme sfera, centrata sulla Terra, che sembra contenere tutto il creato.
Tale sfera celeste, che è fittizia e non esiste in realtà, è un prodotto della nostra percezione così come, parimenti, è stata soltanto l’immaginazione degli uomini ad intravedere fi gure mitologiche, di animali o cose nelle costellazioni, che sono invece raggruppamenti di stelle apparentemente legate tra loro.
Infatti, la vicinanza relativa delle stelle di una costellazione è solo prospettica. Ad esempio, le stelle di Cassiopea spaziano da 50 anni-luce a oltre 300 anni-luce, con una differenza di distanza tra loro che non ha nulla a che vedere con la distanza angolare che presentano alla nostra vista (vedi fi g. 2.1).
Fig. 2.1 – Visione prospettica delle stelle della costellazione di Cassiopea.
Date le distanze in gioco (tra la Terra, il sistema solare e le stelle), le dimensioni della Terra e del sistema solare sono da considerarsi trascurabili. I raggi di luce che provengono dalle stelle non sono soggetti a parallasse, ossia in qualunque posto dell’orbita si trovi la Terra, i raggi di luce di una stella arriveranno sempre paralleli, ciò perché lo spostamento massimo sull’orbita di rivoluzione intorno al Sole è di circa 300 milioni di km che, pur se sono tanti per la sensibilità comune, sono un’inezia confrontati alle distanze stellari (vedi fi g 2.2).
Fig 2.2 – I raggi provenienti dalle stelle sono sempre paralleli tra loro, ovunque ci troviamo sulla Terra ed ovunque la Terra si trovi sul suo percorso annuale intorno al Sole.
LA STELLA POLARE
Fig. 2.3 – La sfera celeste.
La Terra gira su se stessa intorno ad un asse che passa per i poli. Il prolungamento dell’asse di rotazione, che fuoriesce dal polo nord, incontra la sfera celeste approssimativamente nel punto in cui ora si trova la Stella Polare, una stella appartenente alla Costellazione dell’Orsa Minore, che pertanto rappresenta il polo nord celeste.
Come già detto, la luce delle stelle ci arriva sempre con raggi paralleli perciò, in qualunque posto ci trovassimo sulla Terra (al di sopra dell’equatore) e in qualunque periodo dell’anno, noi vedremmo la Stella Polare sempre nella stessa posizione.
Gli osservatori dell’emisfero sud non sono così fortunati poiché, sul prolungamento dell’asse di rotazione che fuoriesce dal polo sud, non vi è nessuna stella polare; per loro, l’identificazione del polo sud celeste non è così agevole come lo è, per noi, l’individuazione del polo nord celeste.
ORIENTARSI IN CIELO
Per potersi orientare tra le stelle occorre, prima di tutto, trovare la posizione del polo nord celeste, ossia la posizione della Stella Polare. Per fare ciò utilizziamo tre diverse costellazioni che, sicuramente, in qualunque periodo dell’anno, troveremo facilmente molto vicino alla nostra verticale (zenit).
Trovata e quindi riconosciuta una (o più) di queste, troveremo facilmente anche la Stella Polare. Trattasi della Costellazione dell’Orsa Maggiore, di Cassiopea e del Triangolo Estivo (vedi fig. 2.4).
Fig 2.4 – La ricerca della stella Polare tramite l’Orsa Maggiore, Cassiopea o il Triangolo Estivo.
LA STELLA POLARE TRAMITE L’ORSA MAGGIORE
Prolungando la congiungente delle due stelle posteriori del carro, per una distanza pari a circa cinque volte quella tra le due stelle, si arriva nei pressi della stella Polare, l’unica abbastanza brillante in una zona povera di stelle.
LA STELLA POLARE TRAMITE CASSIOPEA
Partendo dalla stella centrale (come in figura) ed allontanandosi per circa due volte l’ampiezza della “M” di Cassiopea secondo la perpendicolare alla larghezza della costellazione, si giunge in una zona in cui spicca la stella Polare, una stella non particolarmente brillante ma, come già detto, posta in una zona povera di stelle.
LA STELLA POLARE TRAMITE IL TRIANGOLO ESTIVO
Il triangolo estivo è un raggruppamento di tre stelle luminose che si stagliano in cielo durante l’estate.
Esse sono Deneb nella Costellazione del Cigno, Vega nella Costellazione della Lira ed Altair nella Costellazione dell’Aquila.
Esse formano un ampio triangolo isoscele la cui base è costituita dal congiungimento di Deneb con Vega.
Ribaltando questo triangolo sulla base, il vertice del triangolo ruotato segnala la posizione della Stella Polare.
In qualunque periodo dell’anno, alternativamente, uno di questi sistemi sarà sicuramente vicino al nostro zenit.
Osservando la Stella Polare ad occhio nudo o con un telescopio, l’asse ottico Stella Polare-osservatore sarà sempre parallelo all’asse di rotazione terrestre ed anche parallelo all’asse ottico Stella Polare-osservatore di qualunque altro osservatore sulla Terra, ovunque egli si trovi (emisfero nord) (vedi fig. 2.5).
Fig. 2.5 – Ovunque ci si trovi sulla Terra (emisfero nord) occorre tenere il tubo del telescopio sempre
parallelo all’asse terrestre.
L’angolo che forma il tubo del telescopio con il piano orizzontale locale rappresenta la latitudine del luogo di osservazione.
EQUATORE CELESTE
Prolungando sulla sfera celeste il piano dell’equatore terrestre, esso disegnerà una linea immaginaria tra le stelle, che rappresenta l’equatore celeste.
Come la stella polare, l’equatore celeste mantiene sempre la stessa posizione in cielo rispetto ad un osservatore sulla Terra.
Ma, come identificare praticamente nel nostro cielo l’equatore celeste?
Un metodo semplice e pratico consiste nell’usare una normale squadretta, con un cateto posto sulla visuale occhio-stella polare, si usa questo cateto come asse di rotazione della squadretta così che il vertice dell’altro cateto indicherà la posizione dell’equatore celeste, che si estenderà dal punto cardinale EST (preciso) del nostro orizzonte fino all’OVEST (preciso), passando alto in tutto il nostro cielo (vedi fig. 2.6).
Fig. 2.6 – L’equatore celeste.
ORIENTARSI DI GIORNO CON L’OROLOGIO ED IL SOLE
Di giorno è possibile orientarsi con un semplice orologio, ponendo la lancetta delle ore verso il Sole e dividendo a metà lo spazio tra l’ora attuale e le 12.
Il nord si troverà dalla parte opposta al prolungamento di questa mezzeria.
Ma attenzione! Stiamo parlando del Sole e quindi bisogna usare l’ora solare e non l’ora legale.
Ad esempio, se fossimo in estate e l’orologio segnasse le ore 14:00, dovremmo agire come se le lancette delle ore indicassero le ore 13:00. La figura spiega meglio il procedimento (vedi fig. 2.7).
Fig. 2.7 – Orientarsi con l’orologio.
La posizione del nord si trova facilmente anche con un semplice calcolo, puntando verso il Sole la lancetta dell’ora attuale e dividendo per due l’ora attuale, il nord sarà indicato dal prolungamento della linea che, dal centro dell’orologio passa per l’ora risultante dalla divisione suddetta. Le ore pomeridiane devono essere considerate come 13, 14, 15, ecc. (vedi fig 2.8).
Fig 2.8 – Orientarsi con l’orologio.
