Il cielo alle diverse latitudini
Luoghi notevoli della superficie terrestre
Sulla superficie della Terra è possibile identificare alcuni luoghi importanti che sono utili per definire sia la suddivisione della superficie del nostro pianeta sia quella della sfera celeste.
Iniziamo con i poli: per poli geografici o semplicemente poli, si intendono i punti in cui l'asse di rotazione di un pianeta interseca la superficie. Non necessariamente i poli geografici coincidono con quelli magnetici, utilizzati per orientarsi
con le bussole principalmente nella navigazione.
Essi hanno latitudine φ = ± 90° per il Polo Nord e Sud rispettivamente.
L'equatore è invece la circonferenza massima che si può ottenere intersecando un piano perpendicolare all'asse di rotazione con la superficie della Terra. A partire dall'equatore si definiscono tutti gli altri paralleli, ovvero le circonferenze parallele all'equatore stesso. Ogni parallelo viene distinto
da una diversa latitudine a partire dall'equatore che, per definizione, ha una latitudine φ = 0.
Esistono poi altri 4 paralleli di riferimento: i due circoli polari, artico e antartico, e i due tropici, del cancro e del capricorno.
Molto semplicemente i due circoli polari (artico per il nord, antartico per il
sud) sono le circonferenze che circondano le due zone polari, quelle circostanti ai poli geografici, che ne costituiscono il centro. I due poli sono caratterizzati da una alternanza di periodi di luce e oscurità che possono variare da periodi di 24
ore continuate al limite delle regioni polari, fino a mesi all'avvicinarsi ai poli geografici. In questi periodi il Sole o resta sempre sopra la linea dell'orizzonte o non riesce a superarla mai, al massimo sfiorarla.
Ad esempio al Polo Nord il Sole è sempre sopra l'orizzonte per i 6 mesi estivi, mentre non si vede mai per i 6 mesi invernali. Il contrato avviene al Polo Sud.
I tropici, infine, sono due paralleli posti a 23° 27' nord e sud rispetto all'equatore e che identificano una regione della Terra che non sperimenta drammatici cambiamenti climatici e dove lo stesso Sole non modifica in maniera apprezzabile la
sua posizione apparente nel cielo.
Il tropico del cancro, quello settentrionale (φ = + 23° 27'), è così denominato perché in passato il Sole al solstizio d'estate si trovava nel Cancro. Allo stesso modo il tropico del capricorno,
meridionale (φ = - 23° 27'), è così indicato per via della posizione del Sole in occasione del corrispondente solstizio, in questo caso quello invernale.
Si prendono i solstizi come punto di riferimento temporali per via della loro definizione:
ogni tropico, infatti, corrisponde al parallelo più a nord (o più a sud) in cui il Sole si trova allo zenit almeno un giorno all'anno, durante il solstizio d'estate (o d'inverno). Oltre il tropico i raggi del Sole non cadono mai perpendicolari sulla
superficie della Terra, ovvero il Sole non si trova mai allo zenit.
Visibilità degli oggetti celesti
Una stella si dice circumpolare se nel corso del moto diurno della sfera celeste non tramonta mai, (si avrà quindi sempre h > 0). Le stelle che non sorgono mai sono dette anti-circumpolari (e avranno quindi sempre h < 0). Le stelle che sorgono e tramontano sono dette occidue (e nel moto diurno avranno quindi sia h < 0 che h >0) .
L'appartenenza di una data stella a una di queste categorie dipende dalla declinazione (δ) della stella e dalla posizione dell'osservatore.
Poiché l’altezza sull’orizzonte del Polo Celeste è pari alla latitudine (φ), in un dato luogo nell’emisfero Nord saranno circumpolari le stelle con declinazione:
\( \delta > 90° - \phi \)
Affinché una stella risulti visibile (anche solo per un breve periodo) nel corso del moto diurno occorre che:
\( \delta > \phi - 90° \)
In ogni località avremo quindi stelle sempre osservabili (quelle più vicine al polo celeste visibile), stelle mai osservabili (quelle più vicine al polo celeste non visibile) e stelle che sorgono e tramontano (occidue). Dalle relazioni precedenti si ricava che in una data località una stella è occidua se:
\( 90° - \phi > \delta > \phi - 90° \)
Quindi riassumendo:
- al polo Nord solo le stelle con δ > 0° sono visibili; tutte le stelle visibili sono anche circumpolari;
- in una generica località a latitudine φ se: \( \delta > 90° - \phi \) = circumpolare; se \( \delta > \phi - 90° \) = visibile;
- all’equatore tutte le stelle sono visibili, ma non ci sono stelle circumpolari.
