Coordinate astronomiche
Le coordinate celesti sono un sistema di coordinate utilizzato per identificare la posizione di una stella o di un qualsiasi altro oggetto sulla sfera celeste.
Si basano sulla definizione di:
- un asse chiamato direzione fondamentale;
- un piano fondamentale perpendicolare alla direzione fondamentale.
Sistema altazimutale
Anche detto
orizzontale, si basa sulla posizione dell'osservatore.
La direzione fondamentale è la verticale del luogo di osservazione; il piano fondamentale è l‘orizzonte astronomico.
Le coordinate utilizzate sono:
- Azimut (A): è l’arco di Orizzonte tra il punto Sud e il cerchio verticale (cerchio massimo passante per lo Zenit e il Nadir) passante per l’astro (T); è misurato in senso orario ed è compreso tra 0° e 360°;
- Altezza (h): è l’arco di cerchio verticale compreso fra l’Orizzonte e l‘astro; si conta da 0 a +90° verso lo Zenit e da 0 a -90° verso il Nadir
La Distanza Zenitale z = 90° – h è la distanza dell’astro dallo Zenit ed è compresa tra 0° e 180°; vale sempre la relazione z + h = 90°.
Nell’emisfero boreale il valore massimo dell’Altezza di un corpo celeste si ha quando, a causa del moto diurno, il corpo transita al meridiano in direzione Sud ( culminazione superiore), il valore minimo dell’Altezza si ha quando il corpo transita al meridiano in direzione Nord (culminazione inferiore).
Le coordinate Altazimutali sono facili da misurare, ma sono relative all'osservatore, in quanto dipendono da parametri (Orizzonte, Zenit e Meridiano) tipici della località di osservazione. A causa del moto diurno, le stelle descrivono archi di cerchio che, in generale, non sono paralleli all'orizzonte; quindi i valori delle due coordinate variano continuamente nel tempo e in modo non uniforme.
Sistema equatoriale
La direzione
fondamentale è l’asse di rotazione della Terra; il piano fondamentale è l’equatore celeste.
Le coordinate sono:
- Ascensione Retta (α): è l’arco di equatore celeste tra il Punto γ e il cerchio orario (cerchio massimo passante per i poli) passante per l’astro (T); viene misurata in senso antiorario ed è compresa tra 0h e 24h;
- Declinazione (δ): è l’arco di cerchio orario compreso fra l’equatore celeste e l'astro; si conta dall’equatore da 0 a 90° per l’emisfero boreale e da 0 a -90° per l’emisfero australe.
La distanza polare (p), è la distanza angolare di un astro dal polo nord celeste e varia da 0° a 180°. Vale la relazione: p + δ = 90°.
Per trasformare le misure di ascensione retta in angoli basta ricordare che: 24 h = 360°, quindi valgono le relazioni: 1 h = 15° ; 4 m = 1° ; 1 m = 15’ ; 4 s = 1’ ; 1 s = 15’’
Nel sistema equatoriale le coordinate α e δ di un dato oggetto astronomico risultano indipendenti dalla posizione dell’osservatore e dovrebbero quindi rimanere costanti nel tempo. Le osservazioni mostrano invece numerosi effetti, che possono dipendere anche dall’oggetto osservato, che alterano in modo ciclico o continuo il valore di α e δ:
- parallasse Diurna (causata dal moto di rotazione della Terra),
- parallasse Annua (causata da mto di rivoluzione della Terra),
- aberrazione della luce (causata dal moto di rivoluzione della Terra),
- precessione (causata dal moto dell’asse della Terra)
- rifrazione (causata dall’atmosfera della Terra),
- moti propri delle stelle.
Per questo motivo nei testi scientifici, quando si indicano le coordinate equatoriali, è facile trovare tra parentesi la dicitura J2000. Questa sigla sta a significare che le coordinate sono quelle del 1 gennaio 2000. Infatti, a causa dei fenomeni visti sopra, i valori delle coordinate variano nel tempo e gli astronomi le devono perciò ricalcolare prima delle osservazioni per puntare correttamente i telescopi. Le variazioni sono piuttosto piccole e cataloghi aggiornati vengono pubblicati tipicamente ogni 50 anni.
Sistema orario
Il sistema orario è una variante di quello equatoriale. Le coordinate sono:
- Angolo orario (H): è la distanza angolare tra il Meridiano e il cerchio orario che passa per l’astro (T); viene misurato in senso orario ed è compreso tra 0h e 24h;
- Declinazione (δ): è definita come per il sistema equatoriale.
Questo sistema non partecipa al moto diurno; l'angolo orario dipende dalla posizione dell’osservatore e fornisce indicazioni sulla visibilità di un astro. Quando un astro nel corso del moto diurno passa al meridiano in direzione sud si ha H = 0 (altezza sull’orizzonte massima), quando passa al meridiano in direzione nord si ha H = 12 (altezza sull’orizzonte minima).
Il Sole
La declinazione del sole, δ☉, è definita come l'angolo tra i raggi solari e il piano dell'equatore terrestre; varia con le stagioni e ha un periodo di un anno. I suoi valori massimo e minimo sono rispettivamente + 23°26' al solstizio d'estate, -23°26' al solstizio d'inverno.