PREREQUISITI ASPETTI TEORICI

Transcript

1 PREREQUISITI ASPETTI TEORICI LA SFERA CELESTE ED I SUOI ELEMENTI VOLTA E SFERA CELESTE LE PRINCIPALI COORDINATE ASTRONOMICHE COORDINATE ORIZZONTALI E COORDINATE EQUATORIALI pag. 2 pag. 3 CORRISPONDENZA TRA MISURE DI TEMPO E MISURE DI ANGOLI pag. 4

2 LA SFERA CELESTE ED I SUOI ELEMENTI VOLTA CELESTE. E la prima immagine del cielo, ovvero la "cupola che avvolge l'osservatore posto al suo centro. Va intesa come la porzione di sfera celeste visibile da chi osserva gli astri in un determinato luogo della superficie della Terra. La sfera celeste rappresenta dunque l insieme delle volte celesti visibili da tutti i punti della superficie terrestre in un determinato istante (fig.1). Oltre a tutti gli elementi della sfera celeste (vedere più avanti) presenta ulteriori componenti. Linea dell'orizzonte. E la linea alla base della volta celeste che riporta i quattro punti cardinali. E originata dall intersezione del piano dell orizzonte dell osservatore con la sfera celeste. La linea che congiunge il nord con il sud è detta linea meridiana ed è parte del meridiano terrestre dell osservatore mentre quella che unisce l est con l ovest è la linea equinoziale ed è parte di parallelo celeste. La semicirconferenza visibile dell equatore celeste unisce i cardinali est ed ovest, punti nei quali il Sole sorge e tramonta nel giorno degli equinozi. Zenit. Punto immaginario della volta esattamente sopra l osservatore. Il punto nadir si trova sulla sfera celeste dalla parte opposta dello zenit. Meridiano celeste o meridiano dell osservatore. E la circonferenza massima passante per lo zenit, il nadir e per i poli NORD e SUD celesti. Sulla volta celeste risulta una semicirconferenza e su di essa si svolgono importanti osservazioni circa il transito giornaliero degli astri: es. Sole sul meridiano a mezzogiorno. Verticale di un astro. E la circonferenza massima passante per lo zenit, il nadir e per l astro stesso, perpendicolare al piano dell orizzonte. Sulla volta celeste risulta una semicirconferenza. SFERA CELESTE. E la sfera immaginaria di infinite dimensioni con al centro la Terra sulla quale sembrano essere puntati gli astri (fig.2). Principali elementi di riferimento. Poli NORD e SUD celesti. Sono i punti di proiezione dei poli nord e sud terrestri sulla sfera celeste. Vengono originati dall intersezione tra la sfera celeste ed il prolungamento dell asse terrestre(asse del mondo). Quasi in coincidenza con il polo nord celeste è presente la Stella Polare mentre non esiste astro di riferimento analogo per il polo sud celeste.

3 Equatore celeste. E la proiezione dell'equatore terrestre sulla sfera celeste. E originata dall intersezione del piano equatoriale terrestre con la sfera celeste. Linea eclittica. Si tratta della linea che il Sole percorrere in modo apparente sulla sfera celeste in un anno passando davanti alle costellazioni dello Zodiaco. Prende origine dall intersezione del piano dell eclittica, piano sul quale si compie la rivoluzione della Terra attorno al Sole, e la sfera celeste. Anche la Luna ed i pianeti percorrono all incirca tale linea in quanto i piani delle loro orbite di rivoluzione attorno al Sole sono pressoché gli stessi. Punto gamma () e punto omega(ω). Sono punti di intersezione tra l eclittica e l equatore celeste. Le due linee infatti (e i due piani) non coincidono in quanto l asse di rotazione terrestre è inclinato rispetto al piano di rivoluzione di con la conseguenza che tra le due linee c è un angolo di Il Sole si trova nel punto all equinozio di primavera e nel punto ω a quello di autunno. Meridiani celesti. Sono le semicirconferenze che si estendono tra i due poli celesti perpendicolari all equatore celeste. Ricordano i meridiani terrestri ed il principale è il meridiano celeste fondamentale che è quello che passa per il punto. Paralleli celesti. Sono le circonferenze parallele all equatore celeste. Ricordano i paralleli terrestri dei quali possono esserne considerati la proiezione sulla sfera celeste. LE PRINCIPALI COORDINATE ASTRONOMICHE COORDINATE ORIZZONTALI. Hanno come riferimento l osservatore e la sua volta celeste. Il piano di riferimento è quello dell orizzonte ed il punto principale è lo zenit. Queste coordinate per un astro variano al trascorrere del giorno (fig.3.) Azimut (Az). Si tratta dell angolo misurato sulla linea dell orizzonte a partire dal punto cardinale nord, in senso orario, fino al piede del verticale dell'astro (variazione ). E dunque una parte della linea dell orizzonte. E possibile misurarlo anche da sud, sempre in senso orario. Altezza (h). E l angolo misurato sul verticale dell'astro a partire dall'orizzonte fino all'astro stesso (variazione 0 90 ). E dunque una parte della verticale dell astro.

4 Nota Bene. L altezza della Stella polare coincide con la latitudine del luogo. Si osservi la figura sottostante. L angolo α tra linea orizzonte e direzione Stella polare è uguale ai due angoli, indicati anche qui con α, opposti al vertice e determinati dall intersezione tra linea dell orizzonte ed Asse Terrestre, in quanto alterni interni (o corrispondenti) tra due rette parallele (Asse Terrestre e direzione Casa-stella Polare) tagliate da trasversale (linea dell orizzonte). A sua volta l angolo α sotto la linea orizzonte è uguale all angolo α latitudine in quanto sono complementari dello stesso angolo θ. Ne consegue per la proprietà transitiva delle uguaglianze che l angolo di altezza è uguale all angolo di latitudine, nella figura = 46

5 COORDINATE EQUATORIALI. Il riferimento è la Terra posta al centro della sfera celeste. Qui il piano di riferimento è quello dell equatore celeste mentre i punti principali sono il POLO NORD e POLO SUD celesti. Tendono ad identificare la posizione di un astro nella sfera celeste in modo assoluto e per un astro molto lontano dalla Terra (es. le stelle) variano solo in un tempo molto lungo (fig.4). Ascensione retta (AR). E l angolo misurato in ore minuti e secondi sull equatore celeste, in senso antiorario, a partire dal punto sino al meridiano celeste passante per l astro stesso (variazione: 0h 24h vedere più avanti la corrispondenza tra misure di tempo e misure di angoli). Corrisponde in qualche modo alla coordinata terrestre della longitudine. Il meridiano celeste che passa per il punto è detto meridiano celeste fondamentale. Declinazione (δ). E l angolo misurato sui meridiani celesti dall equatore celeste sino all astro (variazione 0 90 ). Corrispondente alla latitudine dell'astro. CORRISPONDENZA TRA MISURE DI TEMPO E MISURE DI ANGOLI La Terra compie, nel moto di rotazione intorno al suo asse, un giro di 360 in senso antiorario in 24 ore di tempo. Ne consegue che nello stesso tempo tutti gli astri della volta celeste sembrano ruotare sulla volta celeste in opposto senso orario. Considerando il tempo di un ora, l angolo percorso dagli astri sarà dunque di 15 che a sua volta equivale all angolo di rotazione della Terra attorno al proprio asse. Per questo motivo sulla sua superficie della Terra sono individuati i 360 meridiani, uno per ogni grado di longitudine a loro volta raggruppati in 24 fusi orari. Ogni fuso contiene dunque 15 meridiani distanti un grado l'uno dall'altro per una ampiezza all incirca di 15. Questi semplici calcoli ci fanno capire che le misure di tempo sono strettamente correlate con le misure degli angoli di longitudine terrestre. La stessa coordinata equatoriale declinazione astronomica δ si indica con misure di tempo. I valori sono riportati nella tabella 1 TEMPO --> ANGOLO in un giorno verranno percorsi 360 in un ora verranno percorsi 360 : 24 ore = 15 in un minuto verranno percorsi 15 : 60 minuti = 0,25 * 60 = 15 in un secondo verranno percorsi 15 : 60 secondi = 0,25 * 60 = 15

6 ANGOLO --> TEMPO 1 sarà percorso in 60 minuti : 15 = 4 minuti = 240 secondi 1 sarà percorso in 240 secondi : 60 = 4 secondi 1 sarà percorso in 4 secondi : 60 = 1/15 secondi