APPUNTI DI ASTRONOMIA 2011-2012

Domenico D’Amato
Andrea Miccoli

17 – IL TEMPO E LE CARTE CELESTI

EQUIVALENZA TRA MISURE ANGOLARI IN ORE E IN GRADI

Come già detto, la misura dell’Ascensione Retta è espressa in ore, minuti e secondi anziché in gradi.

Ecco uno schema di corrispondenza tra ore e gradi (vedi fig 17.1).

Fig. 17.1 – Corrispondenza tra misure angolari in ore e misure angolari in gradi

Fig. 17.1 – Corrispondenza tra misure angolari in ore e misure angolari in gradi.

Ulteriori trasformazioni:

Angoli                   Tempo

360°                     24 ore
15°                        1 ora
5°                        20 min
1° (=60’)             4 min
15’                       1 min
5’                       20 sec
1’                        4 sec
15”                    1 sec

LE MAPPE STELLARI

MAPPE LINEARI

La prima carta è una mappa lineare in cui è rappresentato un reticolo. 

Nella parte centrale è indicato orizzontalmente l’equatore celeste.

La linea dalla forma sinusoidale, che si snocciola a cavallo dell’equatore celeste, è l’eclittica (vedi fig 17.2).

 

Fig 17.2 – Mappa stellare lineare.
Fig 17.2 – Mappa stellare lineare.

Le linee orizzontali, al di sopra e al di sotto dell’equatore celeste, indicano la declinazione: da 0° a +60° verso nord e da 0° a –60° verso sud.

La limitazione a 60° è dovuta al fatto che tale mappa è ottenuta proiettando le stelle (verso l’esterno) su di un cilindro con diametro uguale alla sfera celeste ed orientato lungo lo stesso asse nord-sud celeste.

La forma delle costellazioni si dilata a mano a mano che ci si allontana dall’equatore, ed oltre i 60° di declinazione le costellazioni diventano irriconoscibili.

Le linee verticali indicano l’ascensione retta, in ore: da 0h a 24h=0h.

Ribadiamo che la posizione delle stelle su questa carta è fissa (per tempi “umani”): ogni astro ha una ben determinata ascensione retta ed una ben determinata declinazione, ovunque si trovi l’osservatore ed in qualunque momento.

MAPPE POLARI

La mappa polare è una carta stellare di forma circolare ottenuta con la proiezione della volta celeste su un piano tangente ad uno dei suoi due poli (nord o sud).

Essa rappresenta un intero emisfero: nord o sud, a seconda che il polo centrale sia quello nord o quello sud (vedi fig 17.3).

Fig 17.3 – Mappa stellare polare
Fig 17.3 – Mappa stellare polare.

I cerchi concentrici indicano la declinazione: da 0° (il cerchio più esterno, che rappresenta l’equatore celeste) a +90° se il punto al centro è il polo nord celeste, oppure a –90° se il punto al centro è il polo sud celeste.

Le linee radiali indicano l’ascensione retta.

Su questa mappa è rappresentato anche un arco che individua la parte di eclittica che interessa l’emisfero relativo.

Il punto gamma, ossia l’intersezione tra l’equatore celeste e l’eclittica nel nodo ascendente, è l’inizio del conteggio delle ore di ascensione retta in senso antiorario.

Anche questa carta offre una visione approssimata della volta celeste: a mano a mano che ci allontaniamo dal centro le costellazioni si dilatano e quelle che si trovano a cavallo dell’equatore celeste sono rappresentate solo parzialmente, rendendole quasi irriconoscibili.

UTILIZZO PRATICO DELLE CARTE STELLARI

Per poter utilizzare al meglio le carte stellari ed orientarsi sulle stesse, è utile introdurre il diagramma di trasformazione delle ore solari in ascensione retta, per scoprire quali costellazioni si troveranno in meridiano nel giorno e nell’ora in cui vogliamo osservare il cielo (vedi fig 17.4).

Fig 17.4 – Diagramma trasformazione tempo solare-ascensione retta

Fig 17.4 – Diagramma trasformazione tempo solare-ascensione retta.

Individuato sulla scala orizzontale del grafico il giorno in cui si intende effettuare le osservazioni (è riportata una tacca ogni dieci giorni, quindi ci sarà una certa approssimazione), si sale verticalmente fino ad incrociare la linea orizzontale che indica l’ora (ora solare, attenzione alla correzione estiva dell’ora legale) prescelta per le osservazioni.

Il punto trovato individua una delle linee inclinate (o comunque si trova nelle vicinanze di una di esse); il valore che contrassegna tale linea corrisponde al valore di ascensione retta degli oggetti celesti che si troveranno in meridiano nel giorno e nell’ora stabiliti.

Con questo valore si può andare a vedere su una mappa stellare quali stelle o costellazioni sono rappresentate in una fascia a cavallo dell’ascensione retta trovata: osservando il cielo nel giorno e  nell’ora per i quali si è effettuata la conversione, tale fascia di cielo sarà centrata sul meridiano locale (quello che passa per il sud, lo zenith ed il nord).

Le carte celesti sono proiezioni della volta celeste effettuate a partire da un punto di vista centrato sulla Terra; si deve quindi posizionare correttamente la mappa stellare per poterla confrontare facilmente con la volta stellata. Soltanto in questo modo potremo facilmente “navigare” a vista in cielo.

L’ASTROLABIO

L’astrolabio è uno strumento usato dagli astrofili per vedere quale porzione della volta celeste è visibile in un dato giorno ad una data ora, per una certa fascia di latitudine.

Esso consiste in due dischi sovrapposti, che ruotano intorno ad un asse comune.

Il disco di fondo riporta una mappa stellare polare, con la stella Polare posta nel centro di rotazione

Il bordo è suddiviso in dodici settori con indicati i mesi, i quali sono a loro volta ulteriormente suddivisi in giorni (o gruppi di giorni, negli astrolabi di ridotte dimensioni).

Il secondo disco è leggermente più piccolo, e sul bordo riporta l’indicazione delle 24 ore (in senso antiorario).

Questo secondo disco ha un ovale trasparente, che rappresenta l’orizzonte locale della latitudine (media) per cui è stato creato l’astrolabio.

Quello solitamente usato da noi è valido per latitudini di osservazione tra 40° N e 45° N, ma è valido senza grossi problemi per latitudini di osservazioni tra 37° N e 47° N (praticamente sull’intero territorio nazionale).

L’ovale riporta indicati sul suo bordo i quattro punti cardinali: nord, est, sud ed ovest (vedi fig 17.5).

 

Fig 17.5 – L’astrolabio
Fig 17.5 – L’astrolabio.

Scegliamo un giorno ed un’ora per le osservazioni; ruotiamo il disco superiore (quello con la finestra ellittica) sino a che l’indicazione, sul suo bordo, dell’ora (solare) scelta coincida con l’indicazione, sul disco di base, del giorno scelto.

Mantenendo ben fermi i due dischi in questa posizione, portiamo l’astrolabio verso l’alto, con la mappa rivolta verso di noi.

Se ci interessa guardare il cielo verso il nord, faremo coincidere il nord stampato sul nostro astrolabio con il nord geografico del nostro orizzonte.

Se ci interessa il cielo verso sud, posizioneremo l’astrolabio in modo tale che il sud stampato sullo astrolabio coincida con il sud geografico del nostro orizzonte e così via.

La mappa illustrata nell’ovale rappresenta la volta stellata visibile nel giorno e nell’ora scelti, ossia l’emisfero celeste che si trova davanti ai nostri occhi in quel momento.

E’ da ricordare che il bordo dell’ovale rappresenta il nostro orizzonte, quindi il centro del cielo che si vede nell’ovale è il nostro ZENIT, sempre.