Eclisse lunare

Ieri 15 giugno si è verificata una lunga eclisse totale di Luna visibile dall’Europa. L’eclisse lunare è un fenomeno dovuto alla coincidenza di due fattori: l’allineamento Sole-Terra-Luna nella fase di Luna piena e di passaggio nella linea dei nodi dell’orbita lunare. Questa ultima condizione fa sì che i centri dei tre corpi celesti giaccia sullo stesso piano, quello dell’eclittica e permetta al cono d’ombra provocato dalla Terra di proiettarsi nella zona di spazio dove transita la Luna.
Queste coincidenze non sono così eccezionali, infatti ogni sei mesi circa si verificano eclissi lunari, la prossima sarà il 10 dicembre. Esse però possono essere parziali, se il cono d’ombra non investe tutta la superficie lunare, ma piuttosto lambisce la Luna in una sua parte. Quella di ieri è stata una eclisse totale e in più centrale, questo ha fatto sì che sia durata più del solito e che la Luna si sia trovata sempre nella zona d’ombra e non di penombra rispetto alla Terra. Dall’Europa il fenomeno è stato visibile poco dopo il tramonto per un paio d’ore.
Vedere una eclisse di Sole è più eccezionale perché la Luna che si trova tra Sole e Terra , proietta sulla Terra un’ombra molto piccola che riguarda una zona ben circoscritta e inoltre dura solo alcuni minuti. Nonostante ciò il fenomeno di ieri è sorprendente dal momento che qualcosa a noi familiare si presenta diversamente dal normale. La Luna assume una colorazione rossastra, non si distinguono bene i crateri, inoltre quando la sua luce poco a poco ritorna non si presenta in forma di falce come durante le fasi normali ma presenta una forma a spicchio un po’ irregolare.

A osservarlo con un semplice binocolo, ci si può rendere conto che lo spicchio è determinato da un’ombra dai contorni abbastanza netti e dal profilo di un corpo circolare dal diametro evidentemente più grande di quello della Luna. I responsabili di quella ombra siamo noi e il nostro pianeta di cui facciamo parte: la Luna diventa per pochi minuti uno schermo involontario che dà l’idea della nostra presenza guardando dietro di noi verso lo spazio notturno! E’ un po’ come l’ombra che proietta il nostro corpo che ci permette di valutare la nostra fisicità e come essa interagisce con l’ambiente e lo cambia. Anche l’ombra della Terra sulla Luna può darci conferma, una volta in più, se ce ne fosse bisogno, della sfericità della Terra, delle sue dimensioni superiori rispetto a quelle della Luna e del fatto che la Luna si sposta sulla sua orbita durante la notte in cui la vediamo, anche piuttosto veloceme

Luna

Il corpo celeste più straordinario è quello che ci sta più vicino e che forse, con un po’ di sufficienza, osserviamo con poco interesse. Si vede facilmente e sembra di sapere tutto sulla Luna, chiunque ha posato gli occhi sul nostro satellite in una notte di Luna piena o in un tramonto con una piccola falce orientata a ovest che segue da vicino il Sole appena scomparso dietro i monti, ma già meno persone si accorgono della Luna che tramonta la mattina e ancora meno la cercano di giorno quando è una piccola falce stavolta orientata verso est poco prima dell’alba. Quelle elencate sono le diverse fasi con cui la Luna si presenta a noi a seconda della posizione che la Luna occupa nella sua orbita intorno alla Terra come nella figura che segue.

La Luna piena si verifica quando la Luna è allineata al Sole e alla Terra, oltre quest’ultima, passa al meridiano a mezzanotte e sorge alle 18 circa al tramonto del Sole, di conseguenza tramonterà all’alba circa alle 6: è quindi perfettamente visibile durante la notte. La Luna nuova si verifica nell’altra posizione di allineamento, quello compreso tra Sole e Terra, quindi la si vedrebbe a mezzogiorno in direzione del Sole , ma chiaramente è impossibile vederla perché in ombra e contro-Sole. Dal giorno successivo alla Luna nuova inizia la fase crescente e in una settimana circa la Luna raggiunge la posizione di primo quarto quando da Terra è visibile per metà, quella verso ovest. Passerà al meridiano alle ore 18 quindi guardando a sinistra del Sole la si può trovare un po’ sbiadita ma visibile durante il giorno. Continua a essere crescente per un’altra settimana fino a quando diventerà Luna Piena, oltre questa posizione la Luna è calante e va perdendo uno spicchio di luce verso ovest ogni giorno fino a farsi vedere, una settimana dopo la Luna piena, di nuovo per metà all’ultimo o terzo quarto quando la curvatura illuminata è verso est. In questa posizione la Luna passa al meridiano alle 6 di mattina, quindi sorge a mezzanotte e tramonta a mezzogiorno. In questa fase si può vedere di giorno abbastanza bene durante la mattina guardando verso ovest. Nella settimana successiva va assottigliandosi e avvicinandosi al Sole precedendone il tramonto. Tutto ricomincia con la Luna Nuova: è un perfetto conta-tempo, difatti molti calendari ancora oggi sono lunari (il calendario Cinese ne è un esempio). Il difetto dei calendari lunari è che le orbite della Luna intorno alla Terra in un anno sono 12 con la differenza di 11 giorni a completare l’anno solare, il che significa che il calendario lunare perde il riferimento con la ripetizione ciclica della posizione del Sole visto dalla Terra. Quest’ultima condizione è preferibile per via della comodità di trovare i punti notevoli degli equinozi e solstizi alla stessa data tutti gli anni. Molti calendari sono luni-solari nel senso che usano allo stesso tempo entrambi i corpi celesti per contare il tempo. Nel nostro calendario ereditato dai romani, che rielaborarono i precedenti greci, egizio e babilonese, abbiamo la convivenza delle settimane e dei dodici mesi che seguono i ritmi della Luna, con i 365 giorni dell’anno che invece contano i ritmi solari. Ci accorgiamo, infatti, di uno sfasamento dei giorni della settimana che si spostano di un giorno, da un anno all’altro e di due in caso degli anni bisestili.
In 27,3 giorni circa la Luna completa un giro intorno alla Terra, che diventano 29,5 rispetto alla posizione del Sole dal momento che la Terra nel frattempo si è spostata, questo significa che compie 360/27,3 = 13,2º gradi al giorno. Pochi riescono a percepire il moto della Luna durante la stessa notte: bisogna infatti avere un riferimento abbastanza vicino come una stella o un pianeta, in modo poter cogliere in 8 ore circa durante la notte, un terzo di questo spostamento cioè circa 4º che corrisponde a poco meno della lunghezza del pollice della mano a braccio teso verso il cielo. Quello che invece si può facilmente notare è che ogni giorno la Luna si è spostata notevolmente tra le stelle, visto che una costellazione zodiacale è ampia grosso modo 30º, lo spostamento della Luna da una notte alla successiva è di circa mezza costellazione. In due giorni quindi la Luna attraversa una intera costellazione da ovest verso est, stesso verso di rotazione di tutti i corpi del sistema solare, Terra compresa. Inoltre, dal momento che la Terra percorre 15º in una ora, lo spostamento della Luna verso est, determina che l’ora del sorgere della Luna cambia ogni giorno a circa un’ora più tardi rispetto al giorno prima. Quindi l’aspetto della Luna, l’ora del sorgere e del tramontare, se è visibile di notte o di giorno sono legati alla posizione sull’orbita intorno alla Terra. In conseguenza a quanto detto, non si vedrà mai la Luna Piena sorgere alle 6 di mattina o la falce della Luna verso ovest a mezzanotte al meridiano. Anche la grandezza della Luna cambia, ultimamente si è verificata la super-Luna dovuta alla distanza minima dalla Terra che si verifica ogni 18 anni, periodo in cui i parametri orbitali si ripetono: anche per la Luna si assiste alla precessione dell’asse dei punti nodali e dell’asse maggiore dell’ellisse che descrive. La Luna la vedremo sempre tra le costellazioni zodiacali perché la sua orbita è abbastanza prossima a quella dell’eclittica e quindi come tutti i pianeti la troveremo tra le stelle del Toro o del Leone e mai nell’Orsa Maggiore! La Luna è inoltre responsabile di un altro fenomeno che condiziona in particolare la navigazione: le maree. Sono effetto della variazione del campo gravitazionale sulla Terra determinato dal Sole per il fatto che la Luna che ci ruota attorno scambia con la Terra un’azione reciproca di attrazione capace di spostare le masse liquide oceaniche orientandole parallelamente all’asse Terra-Luna dando alla Terra una forma a ellissoide. Dal momento che la Terra ruota su se stessa in 24 ore, in 6 ore compie un quarto di giro, cioè 90º, questo implica che una località su un determinato meridiano varia la quadratura con la Luna ogni sei ore e di conseguenza le maree minima e massima si alternano ogni 6 ore. Il Sole gioca un ruolo secondario in questo fenomeno ma comunque partecipa e le maree più intense si verificano quando Luna e Sole sono allineati, quando c’è Luna nuova o quando c’è Luna piena. Quest’ultima posizione corrisponde anche alle notti più illuminate dove il nostro satellite è capace di creare ombre bluastre e scie sul mare. Poi c’è una coincidenza davvero fantastica: la Luna vista dalla Terra ha lo stesso diametro apparente del Sole , vale a dire che i diametri e le distanze sono nella stessa proporzione questo fa sì che dalla Terra si vede Luna e Sole sotto lo stesso angolo, quindi con la stessa grandezza apparente. Grazie a questa coincidenza si può assistere da Terra a uno degli eventi più straordinari: le eclissi di Sole che si verifica in caso di Luna nuova e di allineamento perfetto dei centri dei tre corpi.
Altra coincidenza è la sincronizzazione tra velocità di rotazione e rivoluzione che fa sì che della Luna si vede solo una metà e poco più per via delle librazioni, sempre la stessa, lasciandoci il mistero dell’altra faccia della Luna.
Come sarebbe la nostra vita senza la Luna ? A parte l’aspetto romantico di guardarla o di desiderarla o regalarla, c’è quello sempre più accertato di avere creato le condizioni per l’emersione della vita dal mare alla terra secondo l’evoluzione della specie. Per effetto delle maree, infatti, molti animali marini ambientati alla condizione di vita nelle zone di marea, furono pronti all’avventura della vita in ambiente terrestre circondati dall’aria anziché dall’acqua da cui vengono tutte le forme di vita, imparando a muoversi e respirare in un ambiente gassoso e non liquido. E’ fuori di dubbio che ancora adesso tutti i mammiferi, non dimentichi della provenienza marina, sono fortemente influenzati dai ritmi lunari per la gestazione e la riproduzione.
Dal punto di vista culturale, la presenza della Luna, ha creato lo spunto per l’osservazione sistematica e la comprensione dei fenomeni astronomici di cui l’osservazione della Luna e delle sue fasi variabili sono stati tra i primi interessi dell’uomo. E’ arrivata spesso ad essere una dea, a indicare le caratteristiche femminili, a rappresentare la seconda grande forza oltre il Sole in un continuo inseguimento in complementarità nella pur netta differenza. La Luna ha continuato a marcare il ritmo della nostra stessa evoluzione, spesso diciamo “abbiamo messo il piede sulla Luna ” per indicare una tappa fondamentale nella storia dell’umanità e così è, nell’immaginario di tutti: quella che era un’apparizione celeste, discontinua e un po’ capricciosa è divenuta una superficie grigia di polveri da cui vedere la Terra azzurra in fase crescente, dandoci nuove prospettive. Ancora adesso basta puntare un binocolo su di lei per vedere netti i crateri, e le ombre che gettano al loro intorno, ricordandoci che le leggi dell’ottica valgono anche lì e convincendoci come anche Galilei che le cose avvengono sotto le stesse leggi in tutto l’universo visibile. Infine fu il moto della Luna ad essere confrontato a quello di una mela che cade e suggerire a Newton che entrambi sono effetto della stessa causa che è la gravitazione. Ma questa è un’altra storia: è il momento in cui le leggi, prima imperscrutabili, hanno iniziato ad essere interpretate e la Luna è ancora lì a darci una mano.

Equinozio

Siamo in uno dei 4 giorni “notevoli” dell’anno: l’equinozio di primavera. Gli altri sono l’equinozio di autunno il 23 settembre, il solstizio di inverno il 22 dicembre e il solstizio d’estate il 21 giugno. Cosa hanno di notevole questi giorni? Sono giorni in cui si verificano condizioni limite dal punto di vista geometrico lungo il percorso che la Terra compie orbitando intorno al Sole. Gli equinozi corrispondono ai punti dell’orbita terrestre sulla linea di intersezione tra i piani dell’eclittica ed equatoriale e, come dice il nome stesso, si tratta di giorni in cui giorno e notte hanno la stessa durata cioè 12 ore. Il sole è allo zenit all’equatore, di conseguenza a 40 latitudine nord, l’altezza del sole alle 12 del 21 marzo è a (90-40) = 50º dall’orizzonte). Mentre i solstizi sono i giorni, a 3 mesi di distanza degli equinozi, in cui il sole, al passaggio al meridiano, raggiunge il punto più alto nell’emisfero boreale, il 21 giugno determinando l’inizio dell’estate e il più basso il 21 dicembre determinando l’inizio dell’inverno. Queste condizioni sono dovute al fatto che l’asse intorno al quale ruota su stessa la Terra, è sempre orientato verso la stella polare e forma un angolo di 23,27º con il piano dell’eclittica, come si può vedere nella figura seguente.

Questo fa sì che i raggi del Sole arrivino durante l’inverno, particolarmente obliqui nell’emisfero boreale, (a 40 latitudine nord, l’altezza del sole alle 12 del 21 dicembre è a (90-40)-23= 27º dall’orizzonte). Il fascio di luce investe così aree molto vaste perchè si proietta obliquamente, con una minor potenza termica specifica su unità d'area che giustifica le temperature basse dell'inverno. Mentre nello stesso tempo il sole è visto allo zenit da chi vive nella zona del tropico del Capricorno a 23º latitudine sud. Nell’emisfero australe è quindi estate dopo il 21 dicembre e il polo sud è sempre esposto al Sole durante l’intera giornata per tutta la stagione estiva e primaverile. Al contrario in questa epoca il polo Nord è sempre al buio cosí come tutte le terre di latitudine superiore al circolo polare artico. Il solstizio di estate è nella posizione opposta: il sole colpisce perpendicolarmente il tropico del Cancro a 23º lat. Nord, a 40º latitudine nord il sole raggiunge i (90-40)+23 = 73º dall’orizzonte, il polo nord è sempre illuminato, al contrario il polo sud è sempre al buio e nell’emisfero australe è inverno. Dunque il cambio delle stagioni dipende dall’inclinazione dell’asse terrestre che determina anche il cambiamento delle posizioni del sorgere e del tramonto del sole: al solstizio di inverno il sole sorge a est-sud-est e tramonta a ovest-sud-ovest, al solstizio d’estate il sole sorge a est-nord-est e tramonta a ovest-nord-ovest. Anche la durata del giorno è determinata dallo stesso motivo e può essere ben interpretata dalla posizione che il sole acquisisce nelle costellazioni zodiacali durante l’anno: sarà maggiore quando si trova nelle costellazioni a declinazione positiva, cioè quelle primaverili e estive perchè essendo più alte nel cielo compiono un arco piú lungo delle equatoriali o australi. Al contrario quando il Sole sta tra le costellazioni australi, l’arco sará più breve, inizierà più tardi e terminerà prima, come fanno appunto le stelle australi. Gli equinozi sono i giorni in cui il sole sorge esattamente a est e tramonta esattamente a ovest, per via del fatto che l’effetto dell’inclinazione dell’asse viene momentaneamente annullata e il sole colpisce perpendicolarmente l’equatore. L’equinozio è inoltre il punto di riferimento per le coordinate celesti, in particolare l’equinozio di primavera è l’origine dell’ascensione retta, partendo da 0 esattamente in corrispondenza dei Pesci, attuale costellazione in cui cade la linea degli equinozi. Dal punto di vista del posizionamento del Sole tra le costellazioni, l’equinozio di primavera cade nei Pesci che è anche una costellazione equatoriale così come la costellazione a 6 mesi di distanza, quella della Vergine dove passa l’equinozio di autunno. Il solstizio d’estate si verifica nei Gemelli mentre quello invernale cade nel Sagittario. Quindi come abbiamo già visto conoscendo le costellazioni potremo già immaginare la posizione nel sole nel cielo e le sue posizioni del sorgere e del tramonto. Ultima informazione riguarda la precessione degli equinozi: con un po’ di sorpresa forse abbiamo parlato dei Pesci e non dell’Ariete per l’equinozio di primavera, questo perchè da quando i Babilonesi avevano individuato questa posizione ad ora sono trascorsi vari millenni durante i quali la linea degli equinozi è ruotata guadagnando quasi una intera costellazione. La Terra è un po’ come una trottola che mentre gira su stessa, ruota anche intorno al sole ed è interessata da molte perturbazioni che la rendono simile a un giroscopio che ammette una precessione di periodo abbastanza lungo, 26000 anni, da non disturbare minimamente una singola generazione. Ma dobbiamo sapere che in futuro l’asse terrestre punterá le stelle delle costellazione del Cefeo e lascerá la comoda stella polare per la stella gamma Cephei tra circa 2000 anni: i marinai sono avvertiti!

Orione e Sirio

Ora, dopo aver appreso l’ABC dell’osservazione astronomica, possiamo passare ad osservare il cielo con una maggiore consapevolezza. Nel cielo di questo mese, da dopo il tramonto fino a poco dopo la mezzanotte è ben visibile la costellazione più spettacolare visibile alle nostre latitudini: Orione. Il nome non è quello di un grande eroe epico o dio greco-romano, ma un personaggio secondario della mitologia ellenica, eppure il gruppo di stelle che possiamo ammirare al loro culmine nel passaggio al meridiano verso le 19, sono davvero spettacolari. Si deve individuare un trapezio delimitato da stelle molto brillanti: a sinistra in alto da Betelgeuse, l’ottava stella più luminosa, in basso a destra da Rigel, la sesta più luminosa, Bellatrix in alto a destra, la ventisettesima più luminosa, e kappa Orionis o Saiph in basso a sinistra. All’interno del quale ci sono 3 stelle allineate, la cosiddetta “cintura” che la disposizione delle piramidi del complesso di Giza sembrano replicare. Come se non bastasse in questa costellazione, poco più in basso della “cintura”, si può notare a occhio nudo la nebulosa di Orione che con un binocolo appare come una macchia di luce diffusa. Ci sono altri particolari che la rendono una delle zone più ricche da osservare: le stelle disposte ad arco sul lato destro in alto, appunto l’arco di Orione, si nota il passaggio della Via Lattea sul lato alto a sinistra e si avverte che c’è una quantità di stelle impressionante. In effetti uno dei bracci della nostra galassia è chiamato appunto di Orione ed è quello a cui appartiene anche il nostro Sole. Seguendo la traccia di luce diffusa della Via Lattea verso sinistra in basso si arriva alla costellazione del Cane Maggiore di cui fa parte la “star” tra le stelle, la più luminosa di tutte: Sirio. Ce l’abbiamo a soli 8,6 anni luce e ci illumina da laggiù con i suoi raggi multicolori dovuti al passaggio nell’atmosfera. Se non si fa attenzione si può pensare che sia addirittura un pianeta per quanto è evidente nel cielo anche già dal tramonto. Ma, oltre ad essere “fissa” rispetto alle stelle vicine, dove la possiamo trovare l’anno prossimo e gli anni a venire e dove la osservavano Babilonesi e Egiziani, occupa una posizione fuori dall’eclittica essendo a 16 gradi di declinazione Sud. Ma è alla stessa ascensione retta della costellazione dei Gemelli, dove passa l’eclittica e che si trova molto più alta, per cui non passeranno mai pianeti nella zona di Sirio. Come la longitudine per le coordinate terrestri, l’ascensione retta indica i meridiani della sfera celeste e si misura in ore a partire dal punto dell’equinozio di primavera nella costellazione dell’Ariete. Dunque Orione e Sirio si trovano prossime allo zenit per un osservatore posto nella zona equatoriale ben visibili nel cielo nei mesi tra dicembre e marzo. A latitudini più alte dell’emisfero nord e sud le due costellazioni sono comunque ben visibili, abbassandosi sull’orizzonte solo verso i poli. Per cui queste stelle che si stagliano nitide nel cielo sono conosciute da tutti i popoli e babilonesi e greci le identificarono come un gigante e il suo fidato cane che vigilano nel cielo invernale fino al ritorno della primavera.

C come Costellazione

Finora abbiamo sfiorato più volte l’argomento senza mai nominarle, ma adesso è arrivato il momento di parlarne: le costellazioni. Si tratta di un’area della sfera celeste identificata attraverso un insieme di stelle vicine in cui è riconoscibile una certa forma geometrica riconosciuta dalla Unione Astronomica Internazionale. Le costellazioni più conosciute sono quelle definite dai sumeri e i babilonesi e successivamente tramandate da greci e romani, passate per gli arabi e giunte fino a noi attraverso la catalogazione sistematica avvenuta a partire dal sedicesimo secolo e completate nel secolo scorso. Le costellazioni sono 88 tra queste ci sono le costellazioni zodiacali in cui transitano tutti i Pianeti, la Luna e il Sole visti dalla Terra, le costellazioni boreali, ben visibili dal nostro emisfero e quelle australi, visibili solo in parte alle nostre latitudini. Riconoscere le costellazioni permette di orientarsi nel cielo e indicare con precisione una certa area dell’universo visto dalla Terra. Dire che Urano è nei Pesci significa che sapendo individuare la costellazione dei Pesci si potrà trovare Urano, che risulta compreso nella zona di spazio in cui sono presenti le stelle dei Pesci. Inoltre abbiamo una informazione anche in quale epoca poter vedere il pianeta e a che altezza aspettarcelo e, in base all’ora, anche verso quale punto cardinale cercarlo. La costellazione zodiacale dove il Sole è presente risulta invisibile insieme alle due costellazioni vicine, quella che precede e quella che segue nell’ordine non saranno visibili rispettivamente né prima dell’alba né dopo il tramonto perché la luce del sole diffonde nell’atmosfera impedendone la vista. Le costellazioni associate ai primi cinque mesi futuri sono visibili dopo il tramonto, quella che corrisponde a sei mesi successivi è al meridiano a mezzanotte e quindi perfettamente visibile, le altre sono visibili nella tarda notte o prima dell’alba. Quindi nelle notti di marzo è ben visibile la costellazione occupata dal sole in settembre, cioè la Vergine e nelle prime ore della sera, via via più a Ovest il Leone, il Cancro, i Gemelli, il Toro, e l’Ariete. Quest’ultima è molto prossima all’orizzonte per cui è di difficile osservazione visto lo scarso contrasto di luce poco dopo l’orizzonte e per il fatto che all’orizzonte c’è maggiore probabilità di avere la vista impedita dalle nuvole dal momento che, a pari angolo sotto cui viene vista una porzione di cielo, questa è più ampia rispetto allo stesso angolo di vista in direzione dello zenit. Questo è il periodo adatto per vedere quindi Aldebaran nella costellazione del Toro e le Pleiadi, mentre per vedere Saturno nella Vergine bisogna cercarlo vicino a Spica. Le stelle citate sono stelle ben visibili a occhio nudo come la quasi totalità delle stelle che demarcano le costellazioni dal momento che vennero battezzate quando non c’era ancora le luci elettriche e l’inquinamento atmosferico a limitare la visibilità dei cieli notturni e neanche i telescopi per ingrandire le zone di cielo. Ogni costellazione zodiacale ha una estensione di circa 30° di modo che le 12 costellazioni completano una fascia di 360° sulla sfera celeste inclinata di 23° rispetto al piano equatoriale. Il motivo è dovuto alla inclinazione di 23° dell’asse terrestre rispetto al piano dell’eclittica dove giace l’orbita terrestre e che si intersecano in corrispondenza della linea degli equinozi. Dal momento che in una ora la Terra ruota di 15°, una costellazione intera transita al meridiano in 2 ore, lo stesso spazio il Sole lo compie in un mese perché la Terra fa circa 1° al giorno della sua orbita intorno al Sole. Per cui il cielo notturno testimonia come un orologio la composizione dei due moti di rotazione orbitale e di rivoluzione diaria della Terra e questo può essere osservato nell’avvicendarsi delle costellazioni nelle ore notturne e nelle notti. Ci sono molte costellazioni famose al di fuori delle zodiacali, tra le boreali ci sono certamente l’Orsa Minore in cui presente la stella Polare e l’Orsa Maggiore. Durante l’anno la prima, che ha la forma di un piccolo carro, indica come una lancetta dell’orologio il mese e la seconda caratterizza la stagione. Osservando sempre alla mezzanotte, in autunno l’Orsa Maggiore è orizzontale bassa sull’orizzonte a Nord e il piccolo carro indica ore 9. In inverno l’Orsa Maggiore è verticale a est della stella polare e il piccolo carro indica ore 6, in primavera l’Orsa Maggiore è orizzontale più alta della stella Polare e il piccolo carro indica ore 3 e infine in estate l’Orsa Maggiore è in posizione verticale verso ovest della stella Polare e il piccolo carro indica ore 12. E’ come un orologio che gira in senso contrario, lo stesso avviene durante una stessa notte, almeno per metà del giro l’altra metà avviene di giorno e per questo è invisibile!

B come Boreale

Dobbiamo immaginarci di stare in piedi su una piccola sfera nel centro di una sfera immensa, infinitamente grande che gira da est verso ovest intorno a un asse che passa per i poli terrestri. Le stelle occupano una posizione fissa sulla superficie interna, visibile della sfera infinita: così è l'universo visto dalla Terra. In realtà è la Terra che ruota da ovest verso est intorno a un asse passante per i poli, compiendo in 24 ore un giro completo, mentre percorre un'orbita completa intorno al Sole in 365 giorni sempre in senso anti-orario vista dalla perpendicolare del piano orbitale. E' il concetto del riferimento relativo, come succede nelle gallerie del vento dove per provare un veicolo questo è fermo mentre è l'aria a muoversi replicando ciò che succede quando è il veicolo a muoversi mentre l'aria è ferma. Il fenomeno da studiare è così replicato: ad esempio lo scorrere delle particelle di aria relativamente al parabrezza, cosa che avviene in entrambi i casi nello stesso modo. Capire che abbiamo un punto di vista "relativo" nell'osservare il moto delle stelle, dei pianeti e del Sole, ha richiesto secoli fino a quando Copernico , nel 1543 formalizzò la teoria eliocentrica che vede il Sole al centro dell'orbita terrestre e degli altri pianeti. Tornando al sistema di sfere concentriche, la sfera delle stelle è così grande che anche l'orbita terrestre va a collassare nel centro della sfera celeste così che anche la lenta rotazione delle stelle che si osserva durante l'anno avviene con lo stesso riferimento relativo centrato nella Terra. Ci sono in reltà dei piccoli spostamenti che si possono apprezzare tra le posizioni reciproche delle stelle a mesi di distanza di osservazione per via della parallasse che si viene a creare in posizioni diverse dell'orbita terrestre. Quindi stando in piedi nella nostra sfera terrestre, ad una certa latitudine guardando al nostro zenit, vedremo stelle che hanno declinazione pari alla nostra latitudine. Col passare dei minuti e delle ore, la sfera celeste ruota verso ovest e la stella che era allo zenit, percorrendo un arco di circonferenza va verso ovest e allo zenit ci sarà un'altra stella che a sua volta ha declinzione pari alla nostra latitudine. Se guardiamo più a sud, sul meridiano, vedremo stelle che occupano posizioni di declinazione inferiore via via che ci spostiamo verso sud. In particolare vedremo le stelle che sono sull'equatore celeste sotto un angolo di vista pari alla nostra latitudine a partire dallo zenit. Se viviamo nell'emisfero Boreale vedremo quindi stelle dell'emisfero celeste boreale intorno allo zenit, ma anche stelle equatoriali e addirittura australi guardando a sud verso l'orizzonte. Se ad esempio stiamo a 40° latitudine Nord, vedremo sotto un arco di 40° gradi dallo zenit verso sud le stelle dell'equatore, quindi a 50° sopra l'orizzonte. Di conseguenza all'orizzonte verso sud potremo vedere stelle dell'emisfero australe fino a 50° latitudine Sud. Se invece guardiamo verso nord troveremo a 50° dallo zenit la Stella Polare che ha declinazione pari a 90°, cioé a 40° sull'orizzonte. Di conseguenza tutte le stelle sopra i 50° di declinazione non tramonteranno mai. Insomma sulla sfera celeste c'è una vera e propria mappa con stelle che occupano posizioni fisse che corrispondono a un sistema di coordinate simile a quello definito sulla Terra, coordinate che, vice versa, possono essere interpretate da chi, osservando da Terra le stelle, può risalire alle coordinate terrestri che corrispondono alla sua posizione sulla Terra. In particolare l'angolo che la stella polare fa sull'orizzonte corrisponde proprio alla nostra latitudine, quindi un navigatore che vuole seguire una rotta su un parallelo deve osservare che la posizione della stella polare rispetto all'orizzonte rimanga costante. I navigatori dell'emisfero boreale avevano e hanno un ottimo riferimento nella stella polare perché è quasi esattamente sull'asse terrestre indicando sempre la rotta corretta!

A come Andromeda

Sempre verso Ovest, poco dopo il tramonto e per poche settimane ancora, si può vedere l’oggetto più lontano visibile a occhio nudo: la galassia di Andromeda .
E’ nella costellazione che porta lo stesso nome, si trova allineata alle stelle beta e mu, a destra di quest’ultima, più o meno alla stessa distanza delle due stelle. Beta è una stella piuttosto luminosa, la seconda a salire da alfa che fa da quarto vertice del grande quadrato di Pegaso-Andromeda.
Spiegazioni più approfondite per l’individuazione della galassia si trovano appunto sul link di Wikipedia. Per vederla si consiglia di utilizzare un binocolo e possibilmente di attendere le prossime due settimane di Luna calante quando il cielo è abbastanza scuro da rendere più facile individuare la galassia. Quello che si vedrà è una sorta di nuvoletta sfumata, una sorgente di luce diffusa sicuramente diversa da qualsiasi stella, per questo la visione è eccezionale! Bisogna considerare che la luce che vediamo è partita circa due milioni e mezzo di anni fa quando la specie homo sapiens ancora non esisteva: è come vedere nel passato quando addirittura ancora non esistevano i nostri progenitori! Questa galassia è inoltre particolarmente simile alla nostra, la Via Lattea, anch’essa una galassia a spirale, un poco più grande in quanto a numero di stelle, valutate in 1000 miliardi. E’ stato molto importante riuscire a capire che si trattasse di una galassia, cioè un sistema di stelle legate da un vincolo gravitazionale e non di una nebulosa all’interno della nostra galassia come si credeva alla fine dell’Ottocento ai tempi delle prime osservazioni scientifiche su Andromeda, questa conoscenza ha aperto l’orizzonte verso un universo molto più vasto di quello che si pensava. Inoltre Andromeda è in avvicinamento alla nostra galassia ed è prevedibile una futura fusione tra le due galassie tra circa 4 miliardi e mezzo di anni!

Cielo a Ovest

Dopo il tramonto, circa una mezzora non di più, abbastanza alta a ovest, si può vedere una "stellina" che stella non è… in realtà è un pianeta… si tratta di Giove. Il pianeta più grande del sistema solare (il volume e’ circa 1300 volte quello della Terra)... che a volte sembra un aereo in avvicinamento… per quanto la luce che riflette è intensa e percepibile come sorgente estesa! E' stato particolarmente evidente nel Settembre scorso quando era in opposizione e alla minima distanza dalla Terra. In realtà è una sorgente di luce ben stabile nel cielo e per molti mesi domina le notti dando un valido riferimento per orientarsi. Tra i corpi celesti a parte Sole e Luna, solo Venere è in grado di superarlo in luminosità, ma quest’ultima si fa vedere solo per poche ore dopo il tramonto o prima dell’alba. Infatti essendo un pianeta compreso tra il Sole e la Terra, mai potrà andare nella zona di sfera celeste di spazio opposto al Sole permettendoci di vederla durante la notte. Vista questa sua maestosità gli antichi greci posero Giove al vertice dell’Olimpo degli Dei a fare tiri mancini ma anche a proteggere il genere umano, comunque seguendolo sempre con interesse, soprattutto se si trattava di belle ragazze [L'universo, gli dèi, gli uomini; Jean-Pierre Vernant]. Giove è comunque solo un pianeta, non una stella, anche se ci è andato vicino a diventarlo! Ci rendiamo conto osservandolo nel tempo che la sua posizione relativa alle stelle vicine cambia lentamente, inoltre la sua non è luce propria ma riflessa: ci fa un po' da specchietto retrovisore per vedere il Sole che è alle nostre spalle, in una triangolazione tra la nostra stella, invisibile la notte e la superficie di Giove su cui il Sole si proietta... Come dicevamo è molto simile ad una stella infatti la sua composizione è quasi esclusivamente idrogeno ed elio come il Sole ma di massa molto inferiore (meno di un millesimo).

Sarà per questa sua prerogativa di “Sole in seconda” che Giove ha sempre giocato un ruolo eccezionale anche per noi: è indirettamente grazie alla sua osservazione se ha avuto inizio l’era scientifica [Dal mondo del pressappoco all'universo della precisione; Alexander Koiré] quando Galileo scoprì le lune di Giove nel 1610.
Basta un semplice binocolo 10x50 per la navigazione per fare le stesse osservazioni di Galileo osservando i satelliti di Giove. Ci appaiono come 4 “stelline” minuscole allineate su un piano visto di taglio in prossimità di Giove. Questi famosi satelliti (in ordine di grandezza decrescente: Ganimede, Callisto, Io, Europa), vennero scoperti finalmente nella storia dell’umanità quando Galileo, decise di puntare verso il cielo delle lenti montate su un tubo, per la prima volta per osservare e riportare scientificamente l'esito dei suoi esperimenti, dando vita al telescopio e all'astronomia moderna... e capì tutto: le cose stavano come aveva detto Copernico! Studiando il moto dei satelliti intorno a Giove, Galileo calcolò che il più vicino, Io, compie un’orbita completa in neanche 2 giorni, ci vuole il doppio del tempo per Europa, il quadruplo per Ganimede e infine Callisto impiega 16 giorni e mezzo.
Anche noi, ora, facendo osservazioni continue già dopo una settimana ci possiamo rendere conto che questi quattro corpi girano intorno a Giove...si spostano dalla sinistra alla destra e vice versa. Scompaiono quando sono allineati con noi e con Giove o tra loro e poi riappaiono senza “incrociarsi mai”... e per Galileo fu facile pensare che stava osservando lo stesso fenomeno per il quale la Luna orbita intorno a noi e, per armonia dell’Universo, la stessa cosa cha fa la Terra (ma anche Giove, Venere, Marte, Saturno...le stelle erranti dei Greci da cui il nome pianeta) intorno al Sole, presumibilmente.... e la teoria di Tolomeo della centralità della Terra era pronta per essere pensionata! Ci vollero ancora degli anni ma la svolta era compiuta.

Infine, sempre con lo stesso binocolo, possiamo compiere un altro passo di 170 anni nella storia dell’umanità e arrivare a “scoprire” Urano, come fece Herschel nel 1781. Lo troviamo poco più in basso di Giove, vicino a 4 stelline (stavolta davvero stelline) disposte a rettangolo, anche lui nella costellazione dei Pesci come Giove. Questo pianeta nessuno degli antichi lo aveva mai visto perché a occhio nudo è impossibile scorgerlo: servono i mezzi della tecnica moderna!

Orientamento

Non sono astronomo né astrofilo, per informazioni dettagliate su stelle e pianeti rimando a siti specifici, ma questo non mi impedisce di esprimermi in questi campi... così dovrebbe essere per tutti in tutte le discipline, basta non contraddire fatti provati e riferire questi ultimi correttamente: Wikipedia insegna. In questo blog vorrei rendere comprensibili alcuni concetti su vari argomenti spesso ritenuti appannaggio di specialisti e indicare invece quegli aspetti di interesse e perfino appassionanti dove non ci si aspetterebbe di trovarli.

Iniziamo con il primo concetto: orientarsi...
Ecco,appunto: dove sta l'Oriente? Se non si ha a disposizione una bussola si determina l'Est con il punto in cui sorge il Sole nei giorni di equinozio (vedremo in seguito perché). Non bisogna svegliarsi all'alba, va bene anche vedere la zona di cielo dove sta il Sole fino alle 8 o alle 9 di mattina. Anche se siamo lontani dagli equinozi (giorno dell'inizio della primavera, 20-21 di marzo, e inizio dell'autunno, 22-23 di settembre) non commettiamo un grande errore alle nostre latitudini, al più una trentina di gradi verso Sud d'inverno e verso Nord d'estate, a individuare l'Est con la zona di Cielo dove si trova il Sole nelle prime ore della mattinata. L'Ovest è chiaramente dalla parte opposta, e valgono tutte le stesse considerazioni circa le oscillazioni durante le stagioni dell'anno per il punto in cui il Sole tramonta. Il Sud è il punto cardinale nel cielo boreale in cui il Sole raggiunge il punto più alto dell'arco che percorre durante il giorno e corrisponde al suo passaggio al meridiano nord-sud locale cosa che avviene intorno alle 12... a mezzogiorno solo se la località da cui osserviamo il Sole sta sul meridiano che determina il fuso orario come avviene a Greenwich, Londra. A Roma, che sta a 12° di longitudine est, il Sole passa al meridiano quando l'orologio segna circa le 12:12, questo perché la Terra ruota intorno al proprio asse di 1 grado ogni 4 minuti, per cui un fuso orario ha 15° di estensione (15x4= 60 minuti). Quindi per sapere dove è il Sud bisogna sapere anche la longitudine locale (esempio: Milano è a 9° long. est, 9x4=36, 36 minuti prima che sia mezzogiorno a Londra) e guardare l'orologio (esempio di Milano: 12:24 circa) e determinare il punto cardinale di conseguenza. Il concetto del passaggio al meridiano, cioè dove si verifica il punto più alto o culminazione della traiettoria nel cielo di un corpo celeste, è molto importante perché vale anche per le stelle e i pianeti visibili di notte. Dobbiamo immaginarci come osservatori sulla superficie di questa quasi-sfera, la Terra, che ruota in un giorno di 360° lasciandoci vedere l'universo intorno tranne nelle ore diurne in cui la luce del Sole diffusa nell'atmosfera terrestre, non ci permette di avere il giusto contrasto per vedere gli altri corpi luminosi intorno a noi. Quando, trascinati nel suo moto di rotazione ci troviamo proprio di fronte all'oggetto che vogliamo osservare, significa che ci sta passando al meridiano, poi proseguiremo la nostra rotazione da ovest verso est e l'oggetto si sposterà via via più a ovest lungo un arco fino a tramontare se può... alcune stelle appartengono a costellazioni con non tramontano mai, e sono dette circumpolari sono cioè intorno al polo Nord celeste. La mezzanotte astronomica corrisponde alla posizione opposta rispetto a quando il nostro meridiano guardava il Sole di fronte a se. Questo è il momento in cui possiamo osservare certamente il cielo notturno e un oggetto di fronte a noi si dirà in opposizione rispetto al Sole.
Ci manca il Nord, se non siete ancora esausti, stavolta è facile, ci si gira di spalle al punto dove era il Sud ed ecco il Nord! Ma se siamo di notte, visto che il Sole non ci aiuta nel nostro emisfero boreale a individuare il Nord perché non ci passerà mai (e con lui neanche la Luna e i pianeti) ci viene in aiuto la Stella Polare che è una stella non particolarmente brillante ma ben visibile anche in città, basta individuare il Grande Carro o Orsa Maggiore e sarà lì nei paraggi (basta unire le due stelle del lato estremo del carro e prolungarle di 6 volte la loro distanza)... l'Orsa Maggiore tutti la riconoscono, no? assomiglia proprio a un grande carro... cosa c'entra con un'Orsa? Lo spiega M. Hack nel suo libro "Notte di Stelle" mettendo in evidenza che popoli lontani come

Greci, Baschi, Israeliti, Siberiani, Cherokee

etc. definivano nello stesso modo questo gruppo di stelle: il motivo è dovuto al fatto che nei mesi invernali il Carro quasi non si vede rimanendo troppo vicino all'orizzonte è come se, come fa l'Orso, andasse in letargo! Insomma abbiamo capito che possiamo sostituire la bussola, che risente del campo magnetico terrestre che induce l'ago ad allinearsi al meridiano indicando il nord quasi perfettamente, con l'osservazione del cielo: così hanno fatto i marinai per secoli!

Un blog per orientarsi

Aldebaran è una tra le stelle più evidenti del cielo invernale: è già alta sull'orizzonte a sud-est al tramonto del sole, culmina a sud alle 20:30 circa e tramonta a ovest-nord-ovest poco dopo le 3 del mattino. E' una stella dal colore rossastro, la principale della costellazione del Toro, si trova poco più alta a ovest della costellazione di Orione allineata alle tre stelle della "cintura". Aldebaran è inoltre l'inseguitore delle Pleiadi, un ammasso di stelle a forma di piccolo carro ben visibile a occhio nudo a ovest che precede appunto Aldebaran nella sua traiettoria nel cielo notturno. La sua luminosità è dovuta al fatto che ha un diametro circa 38 volte maggiore a quello del sole, ha una luminosità 150 volte superiore ed è relativamente vicina: 65 anni luce. Questo la rende la tredicesima stella più brillante del cielo!

Il blog vuole essere una combinazione di queste caratteristiche: riferimento, inseguimento e chiarezza... come Aldebaran nel cielo d'inverno!