venerdì 25 marzo 2011

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!