INAF-Osservatorio Astrofisico di Torino. Didattica & Divulgazione

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3 INAF-Osservatorio Astrofisico di Torino Didattica & Divulgazione

4 Osservatorio Astronomico di torino LE COORDINATE CELESTI Alberto Cora(1)(2) Istituto Nazionale di Astrofisica Oss. Astrofisico di Torino (2) Società Astronomica Italiana (1) 2

5 Grotte di Lascaux, nella valle del Vézère (Francia) ac Osservatorio Astrofisico di torino

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9 TORO Pleiadi Aldebaran Iadi Montignac (France) 4 Agosto ac

10 360 al 417 al 65 al 155 al

11 Osservatorio Astronomico di torino LE COSTELLAZIONI Ottantotto costellazioni ricoprono la volta celeste I popoli antichi guardavano le stelle in cielo e immaginavano figure raggruppandole Ancora oggi ci riferiamo a molti di quei raggruppamenti. Gli astronomi li chiamano costellazioni (ovvero gruppi di stelle). 2 11

12 Osservatorio Astronomico di torino LE COSTELLAZIONI 2 Nelle moderne carte astropnomiche, il cielo è diviso in 88 regioni. Ciascuna di queste regioni è una costellazione. La maggior parte delle stelle in una costellazione non è per niente vicina a un altra. Esse semplicemente appaiono vicine perchè sono quasi nella stessa direzione vista da Terra. e un modo più efficicae per memorizzare le posizioni stellari: LE COORDINATE CELESTI! 12 12

13 LE COORDINATE AZIMUTALI Osservatorio Astronomico di torino 2

14 LE COORDINATE AZIMUTALI Osservatorio Astronomico di torino 2

15 LE COORDINATE CELESTI Osservatorio Astronomico di torino L astronomia è la scienza più vecchia Le coordinate celesti, sono difficili da presentare se non si introducono i moti della terra Per ora assumiamo che qualsiasi oggetto nel cielo (sfera celeste) possa essere identificato da 2 coordinate: ascensione retta e declinazione a cui corrispondono un altezza sull orizzonte e un azimut Declinazione: si misura in gradi, minuti primi, minuti secondi Ascensione retta: si misura in ore, minuti e secondi di tempo, a partire dal punto vernale in senso antiorario. 2 Coordinate azimutali e celesti

16 LE COORDINATE CELESTI Osservatorio Astronomico di torino La congiungente il centro della Terra e l Osservatore definisce lo Zenith. Il piano dell orizzonte passa per l osservatore ed è tangente alla sfera terrestre. 2 Il cerchio massimo attraverso Z(enith) e P(olo) definisce il Nord geografico. E, S, W sono definiti di conseguenza. Il piano perpendicolare all asse del mondo che passa per O(sservatore) definisce l equatore celeste (a).

17 LE COORDINATE CELESTI Osservatorio Astronomico di torino Per collegare le coordinate Azimutali a quelle celesti, Servono informazioni sullo spazio (ccordinate geografiche) e sul tempo! Vale anche l inverso e quindi osservando il cielo si ha l informazione sul Luogo e sul tempo!!! L ASTRONOMIA E IL PRIMO OROLOGIO/CALENDARIO DELL UMANITA 2 Blanchard and Lartet bones, more than 30,000 years old

18 Osservatorio Astronomico di torino IL TEMPO Giorno siderale e giorno solare: Il tempo tra due transiti del sole(1-3) è maggiore di 4 minuti del tempo tra due transiti di una stella, individuati dalle situazioni (1-2). Nella situazione 1 stella e Sole sono allineati al meridiano dell oss., nella situazione 2, a causa del moto di rivoluzione della Terra, l osservatore vede il transito in meridiano della stella prima di quello del Sole. Il giorno siderale è il periodo impiegato dalla Terra per eseguire un'intera rotazione attorno al proprio asse: 23h 56' 4,1 Il giorno Solare medio è il periodo di tempo tra due successive culminazioni del Sole al meridiano: 24h!!! 2 18

19 Osservatorio Astronomico di torino IL TEMPO Il tempo civile o tempo legale o tempo medio del fuso è il tempo solare medio del meridiano centrale di un fuso. Questo tempo, deciso per legge, è valido per tutte le località poste entro uno stesso fuso orari Il planisfero è suddiviso in 24 spicchi di Un acuto osservatore (in italia) si accorge che il mezzogiorno, segnato da una Meridiana anticipa, nel periodo invernale, di 30 il mezzogiorno civile. Sapete determinare la sua longitudine? Culminare del 19

20 IL MOTO APPARENTE DEL SOLE Osservatorio Astronomico di torino Si muove ad una velocità simile alle stelle fisse restando indietro cioè più a E di circa un grado al giorno L intervallo tra due culminazioni (transito attraverso il meridiano) del Sole definisce il giorno solare, più lungo di quello siderale di ~4 minuti La distanza angolare del sole dall equatore varia nel corso dell anno da (21 Dicembre) a (21 Giugno) (solstizio: il sole sta = inverte il suo moto rispetto all equatore) Il sole attraversa l equatore celeste il 21 Marzo (punto γ o punto d Ariete) e il 23 Settembre: equinozi (= la notte e il giorno sono di uguale durata) La traiettoria del sole rispetto alle stelle fisse ha nome eclittica 2 20

21 IL MOTO APPARENTE DEL SOLE Osservatorio Astronomico di torino Il punto vernale, è il punto di origine Dell ascensione retta ma cambia in Continuazione a causa della precessione!!! 2 21

22 IL MOTO PROPRIO DELLE STELLE Osservatorio Astronomico di torino La stella di Barnard

23 IL MOTO PROPRIO DELLE STELLE Osservatorio Astronomico di torino 2 23

24 Osservatorio Astronomico di torino RIEPILOGO Cosa abbiamo imparato: 1.Le costellazioni sono un sistema per memorizzare la posizione delle stelle 2. Le Coordinate celesti costituiscono un metodo più efficace per memorizzare le posiszioni stellari 3. Le coordinate Azimutali e le coordinate Celesti sono collegate da informazioni sulla località e I ltempo 4. A causa della precessione (e in minima parte dal moto proprio delle stelle) le coordinate coordinate celesti si modificano in continuazione e in continuazione devono essere aggiornate (moto proprio) 2 24

25 Osservatorio Astronomico di torino ESERCIZI 2 25

26 Osservatorio Astronomico di torino ESERCIZI 2 26

27 Osservatorio Astronomico di torino LA SFERA CELESTE E conveniente immaginare che le stelle siano posizionate su una sfera, la sfera celeste La sfera celeste è un oggetto immaginario che non ha basi nella realtà fisica. Tuttavia, è ancora un modello che rimane uno strumento utile per l astronomia di posizione. I punti di riferimento sulla sfera celeste sono proiezioni di quelli sulla Terra

28 Osservatorio Astronomico di torino LA SFERA CELESTE Poli celesti (δ=±90 ) sono dove l asse di rotazione della Terra intersecherebbe la sfera celeste. La Stella Polare si trova a meno di 1 dal polo celeste nord, da cui il nome. Equatore celeste: divide il cielo in un emisfero nord (90 > δ>0 ) e in un emisfero sud (0 > δ>-90 ) 2 Il punto nel cielo direttamente sopra la testa di un osservatore in un punto qualsiasi sulla Terra è 28 chiamato Zenith. 28

29 Osservatorio Astronomico di torino LA SFERA CELESTE Stelle Circumpolari L altezza del polo nord all orizzonte è pari alla latitudine! La zona circomboreale in declinazione è collegata alla latitudine, così la zona del cielo dove le stelle sorgono è tramontano è identificabile con una fascia δ = ±(90 -Lat) 2 29

30 Osservatorio Astronomico di torino ESERCIZI 2 30

31 Osservatorio Astronomico di torino ESERCIZI 2 31

32 Ardeche (France) Cave La-Tete-du-Lion

33 Il punto Υ dell ariete segna l inizio della primavera ed è determinato dall intersecarsi del piano dell eclittica con l equatore celeste PROBLEMA: sapendo che il giorno terrestre si sta allungando di circa 1.7 millisecondo all anno, secondo voi l anno solare diviene più lungo?

34 Calendario L anno è definito come l intervallo tra due transiti del sole al punto d Ariete (anno siderale) o tra due solstizi (anno tropico) differiscono? di poco: - anno siderale: d - anno tropico : Un calendario basato su un anno di 365 vede lentamente spostarsi la data degli equinozi e dei solstizi (circa un giorno in quattro anni) E necessaria una correzione per tener conto della frazione di giorno: motivi civili e religiosi (evitare che le stagioni scorrano ) L adozione dell anno bisestile (calendario Giuliano, Sosigene, 46 ac) approssima con > un giorno in più ogni quattro anni. Il calendario resta comunque indietro di 8 giorni ogni 1000 anni Nel 1582 papa Gregorio XIII riforma il calendario, cancellando il giorno bisestile nell anno del secolo, esclusi il 1600, il 2000, il 2400 e elidendo i giorni 5-14 ottobre 1582 ( 4 ottobre = S.Petronio! Fu salvato dai bolognesi?(ignazio Danti)? La riforma del calendario fu introdotta due secoli dopo nei paesi protestanti; in Russia (chiesa Ortodossa) dopo la Rivoluzione d Ottobre (7 Novembre (si noti!) 1917) Ora siamo a posto fino all anno

35 Posizioni del sole rispetto all equatore celeste ai solstizi (SI,SE) e equinozi (EQ) analemma Nell emisfero N d estate il sole (SE) sorge presto, tramonta tardi e culmina alto nel cielo. D inverno S I sorge tardi, tramonta presto e resta basso rispetto all orizzonte. 35

36 Il sole a diverse latitudini il 21 di Giugno Tropico del Cancro Il sole passa allo Zenith Circolo Polare N Il sole non tramonta 36

37 Sorgere e tramontare Per un osservatore ad una latitudine simile a quella dell Italia (da 39 a 48 ), le stelle più vicine al Polo Nord celeste (linea tratteggiata azzurra) non tramontano mai. Per noi l Orsa Maggiore è tra queste. Gli astri più vicini al Polo Sud celeste non sorgono mai (p.e. αcentauri) Gli astri in posizioni intermedie sorgono e tramontano: tra questi ovviamente Sole, Luna e Pianeti. 37

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39 Le stagioni 39

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42 Sept 21 June 21 Dec 21 March 31 42

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45 Eclissi Solare 2008 (Cina) 1)Sapreste indicare l eclittica 2)Quali oggetti che mostrano moto apparente lungo l eclittica non sono stati citati, ma si vedono nell immagine???

46 Elongazione MASSIMA! dei pianeti interni Moto retrogrado dei pianeti esterni

47 Pianeti = Vaganti Alcune (5) delle stelle più brillanti del cielo non sono fisse, si muovono in modo evidente, percorrendo l eclittica in tempi più o meno lunghi. Due esempi del moto di Marte rispetto alle stelle fisse 47

48 Pianeti noti dall antichità, cioé visibili ad occhio nudo Due, Mercurio e Venere, precedono il Sole all alba o lo seguono al tramonto; non oltrepassano mai una elongazione massima rispetto al sole Marte, Giove e Saturno si muovono verso E rispetto alle stelle ritardando similmente al sole Quando sono in opposizione al sole hanno una fase di moto retrogrado (verso W), molto ampia nel caso di Marte (immagine precedente) Tutti si trovano in una fascia di ~5 attorno all eclittica (le orbite sono circa sullo stesso piano) Nota Nuovi corpi solidi orbitanti attorno al sole sono stati scoperti tramite il telescopio. Di questi, Urano (1781), Nettuno (1846 ), Plutone(1930 ) sono stati classificati come pianeti Altri, per lo più orbitanti tra Marte e Giove, sono di piccole dimensioni e sono stati definiti pianetini (p.e. Cerere, 1800) La scoperta recente di corpi in orbite transuraniche, di massa maggiore di Plutone, ha portato nel 2005 ad una più precisa definizione del termine pianeta, col declassamento di Plutone a pianeta nano, insieme a Cerere e altri. 48

49 Il punto Υ dell ariete segna l inizio della primavera ed è determinato dall intersecarsi del piano dell eclittica con l equatore celeste PROBLEMA: sapendo che il giorno terrestre si sta allungando di circa 1.7 millisecondo all anno, secondo voi l anno solare diviene più lungo?

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53 Luna Fasi, collegate alla posizione terra-sole: opposizione = luna piena; congiunzione = luna nuova; quadratura (angolo retto) = quarti Mostra la stessa faccia alla terra, salvo un movimento di oscillazione (tipo pendolo) di ampiezza 7. Mese lunare: intervallo tra due lune piene (o nuove) : 29.5 d Nella tradizione, l inizio del mese lunare è indicato dall apparizione della falce o crescente lunare dopo la luna nuova. Due esempi: permane nell islamismo (inizio del Ramadan); si trova nella tradizione druidica, richiamata nella Norma di Bellini. Mese lunare siderale : 27.3 d La settimana deriva dalle quattro fasi lunari (28/4=7) La definizione del mese civile parte dal mese lunare, adattato per esser reso commensurabile alla durata dell anno. Schema numerico di origine astronomica: ; 360/30 = 12 Le 12 costellazioni (le case astrologiche!) occupate dal sole corrispondono ciascuna allo spazio percorso dal sole in un mese lunare ricondotto poi a un mese standard ---- Zodiaco 53

54 Pianeti = Vaganti Alcune (5) delle stelle più brillanti del cielo non sono fisse, si muovono in modo evidente, percorrendo l eclittica in tempi più o meno lunghi. Due esempi del moto di Marte rispetto alle stelle fisse 54

55 Pianeti noti dall antichità, cioé visibili ad occhio nudo Due, Mercurio e Venere, precedono il Sole all alba o lo seguono al tramonto; non oltrepassano mai una elongazione massima rispetto al sole Marte, Giove e Saturno si muovono verso E rispetto alle stelle ritardando similmente al sole Quando sono in opposizione al sole hanno una fase di moto retrogrado (verso W), molto ampia nel caso di Marte (immagine precedente) Tutti si trovano in una fascia di ~5 attorno all eclittica (le orbite sono circa sullo stesso piano) Nota Nuovi corpi solidi orbitanti attorno al sole sono stati scoperti tramite il telescopio. Di questi, Urano (1781), Nettuno (1846 ), Plutone(1930 ) sono stati classificati come pianeti Altri, per lo più orbitanti tra Marte e Giove, sono di piccole dimensioni e sono stati definiti pianetini (p.e. Cerere, 1800) La scoperta recente di corpi in orbite transuraniche, di massa maggiore di Plutone, ha portato nel 2005 ad una più precisa definizione del termine pianeta, col declassamento di Plutone a pianeta nano, insieme a Cerere e altri. 55

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57 LE COORDINATE CELESTI L astronomia è la scienza più vecchia Le coordinate celesti, sono difficili da presentare se non si introducono i moti della terra Per ora assumiamo che qualsiasi oggetto nel cielo (sfera celeste) possa essere identificato da 2 coordinate: ascensione retta e declinazione a cui corrispondono un altezza sull orizzonte e un azimut Declinazione: si misura in gradi, minuti primi, minuti secondi Ascensione retta: si misura in ore, minuti e secondi di tempo, a partire dal punto vernale in senso antiorario. Coordinate azimutali e celesti 57

58 La precessione degli equinozi La precessione provoca un graduale cambiamento della stella che segna il Polo Celeste Nord Essa avviene in mila anni (anno platonico) 58

59 Domande guida Qual è stato il ruolo dell atronomia nelle antiche civiltà? Le stelle che costituiscono le costellazioni sono realmente vicine le une alle altre? Le stesse stelle sono visibili ogni notte dell anno? Perchè la Stella Polare è così particolare? Le stesse stelle sono visibili da ogni posto sulla Terra? Qual è la causa delle stagioni? Perchè sono opposte nei due emisferi boreale e australe? La stella che segna il Nord è sempre stata la Stella Polare? Possiamo utilizzare il sorgere e il tramontare del Sole come base per la nostra misura del tempo? Perchè ci sono gli anni bisestili? 59

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