Giorno siderale e tempo siderale
Il giorno siderale è il tempo impiegato dalla Terra per una rotazione completa attorno al proprio asse, o anche l'intervallo di tempo tra due passaggi consecutivi del punto γ dal meridiano del luogo, e la sua durata è di 23h 56m 4s, ovvero dura circa 4 minuti in meno del giorno solare. Ciò è dovuto al fatto che mentre ruota attorno a se stessa la Terra percorre anche un tratto della sua orbita attorno al Sole. Il risultato è il moto apparente del Sole rispetto alle stelle, in senso antiorario per un osservatore nell'emisfero boreale, a una velocità di poco meno di θ = 1° ogni giorno.
L'inizio del giorno siderale è definito come il momento del transito del punto γ al meridiano in direzione sud.
Il Tempo Siderale (Ts) è definito come l'angolo orario del Punto γ. Conoscendo l‘ascensione retta (α) di un astro e misurando il suo angolo orario (H), si può determinare il tempo siderale dalla relazione:
\( T_s = \alpha +H \)
Normalmente Ts è noto ed è usato per calcolare l’angolo orario di un astro di cui si conosce α:
\( H = T_s - \alpha \)
Quando una stella passa al meridiano in direzione sud H = 0, per cui: Ts = α; quindi a ogni istante passano al meridiano in direzione sud le stelle che hanno ascensione retta pari al tempo siderale in quell’istante.
È evidente, poi, che due osservatori posti in due meridiani differenti misureranno due tempi siderali differenti. Ha quindi senso introdurre il concetto di tempo siderale locale.
Siano A, B due località sulla superficie della Terra. Esiste, allora un legame tra i tempi siderali misurati nelle due località (TSL):
\( TSL_A-TSL_B= \lambda_{BA} \)
dove λBA è la differenza di longitudine tra A e B.
Dato ora il meridiano di Greenwich come il meridiano fondamentale, allora si possono scrivere le seguenti due relazioni:
\( TSG = TSL - \lambda \) e \( TSL = TSG + \lambda \)
dove TSG è il tempo siderale misurato al meridiano di Greenwich e λ è la longitudine della località misurata a partire dal meridiano di Greenwich (presa positiva se si procede verso Est, negativa se si va verso Ovest).