Lezioni ed esercizi categoria Junior 1

La sfera celeste è una sfera di raggio arbitrario sulla cui superficie sono proiettati tutti gli astri, oservati dal centro della Terra (che coincide con il centro della sfera celeste). Essa possiede un moto apparente di rotazione, detto moto diurno, dovuto al moto di  rotazione della Terra attorno al proprio asse.

La sfera celeste non ha nessuna realtà fisica, è solo un’illusione dovuta al fatto che non siamo in grado, oltre un certo limite, di valutare visivamente la diversa distanza dei corpi celesti. 

Gli oggetti visibili in ogni istante sulla sfera celeste dipendono dalle coordinate geografiche dell’osservatore e cambiano nel tempo a causa del moto di rotazione della Terra. Inoltre, per una data posizione sulla Terra e per una data ora, gli oggetti visibili cambiano nel corso dell’anno a causa del moto di rivoluzione della Terra intorno al Sole. Infine, su tempi scala molto lunghi, gli oggetti visibili possono cambiare a causa del "moto di precessione" dell’asse terrestre e del "moto proprio" delle stelle.

L'intersezione (immaginaria) tra l'asse di rotazione terrestre e la sfera celeste identifica i due poli celesti, chiamati polo celeste nord e polo celeste sud. L'asse della rotazione apparente del cielo (asse celeste) coincide con l'asse di rotazione terrestre. I poli celesti sono gli unici due punti della sfera celeste che restano immobili durante il moto diurno.

In una sfera un cerchio massimo è un cerchio individuato dall'intersezione della superficie della sfera con un piano che passa per il suo centro. L'equatore celeste, quindi, può essere definito come il cerchio massimo della sfera celeste ottenuto intersecando la sfera celeste con un piano perpendicolare all'asse celeste e passante per il centro della Terra.

Si possono poi definire alcuni riferimenti legati all'osservatore:

• Zenit: il punto in cui la verticale condotta dal luogo d'osservazione verso l'alto incontra la sfera celeste;
• Nadir: il punto in cui la verticale condotta dal luogo d'osservazione verso il basso incontra la sfera celeste; è ovviamente il punto opposto allo zenit e non è mai visibile;
• Meridiano celeste: il cerchio massimo passante per lo zenit, il nadir e i poli celesti. Si ottiene proiettando sulla volta celeste il meridiano geografico del luogo, uno dei cerchi massimi delle coordinate terrestri. Quando gli oggetti celesti, a causa del mmoto apparente della sfera celeste, transitano sul meridiano, raggiungono la massima altezza sull'orizzonte ("culminano");
• Punto di Mezzocielo: l'intersezione del meridiano celeste con l'equatore celeste;
• Orizzonte Astronomico: è il cerchio ottenuto dall’intersezione del piano perpendicolare alla verticale del luogo con la sfera celeste. I punti di intersezione fra orizzonte astronomico e meridiano celeste sono i punti cardinali Nord e Sud; i punti di intersezione fra orizzonte astronomico ed equatore celeste sono i punti cardinali Est e Ovest;
• Linea Meridiana: la retta che congiunge i punti cardinali Nord e Sud o l'intersezione del piano del Meridiano Celeste con il piano dell’Orizzonte.

L'eclittica è il percorso apparente che il Sole compie, rispetto alle stelle, durante l'anno sulla sfera celeste. Essa interseca l‘equatore celeste in due punti (nodi) chiamati: Punto di Ariete e Punto della Bilancia.

Il punto d'Ariete, o punto γ o punto vernale, è il punto dell'eclittica nel quale si trova il Sole all'equinozio di primavera.
Il punto della Bilancia, o punto Ω, è il punto dell'eclittica esattamente opposto al punto d'Ariete, nel quale il Sole transita all'equinozio d'autunno.
L'intervallo di tempo tra due passaggi consecutivi del Sole al punto d'Ariete è detto anno tropico o anno solare.
Occorre notare che a causa del fenomeno della precessione degli equinozi nell'epoca attuale (e fino a circa l'anno 2700) il punto γ si trova nella costellazione dei Pesci.

L’eclittica non coincide con l’equatore celeste perché il piano dell'equatore terrestre è inclinato rispetto a quello dell’orbita della Terra; l'angolo tra i due piani è chiamato  obliquità (ε) dell'eclittica. Attualmente si ha: ε = 23° 26’

Il valore dell’obliquità oscilla ciclicamente tra circa 22°.5 e 24°.5, con un periodo dell’ordine di 41000 anni. Nell’epoca attuale l’obliquità decresce di circa 47’’.11 /secolo.

Lungo l'eclittica troviamo la fascia zodiacale, una regione della sfera celeste che si estende per circa 16° di ampiezza a cavallo dell'eclittica e lungo la quale vediamo spostarsi il Sole, la Luna e i pianeti del sistema solare. Le costellazioni che vi appartengono sono dette costellazioni zodiacali.

La galassia in cui si trova il Sole e le stelle che osserviamo in cielo, la Via Lattea, ha la forma di un disco, rigonfio nel centro e più sottile ai bordi, che ruota attorno a un asse perpendicolare al piano del disco. Questo piano è definito piano galattico e la sua intersezione con la sfera celeste forma un cerchio massimo detto equatore galattico. Esso coincide con la larga fascia luminosa o biancastra che osserviamo in cielo, la Via Lattea.