COORDINATE EQUATORIALI

E' un sistema di coordinate che non dipende da dove ci troviamo

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 (intersezione tra l'eclittica e l'equatore celeste) 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.

Il sistema equatoriale è  il sistema di coordinate più utilizzato. Il grande vantaggio rispetto alle coordinate altazimutali è che i valori di α e δ risultano completamente svincolati dalla posizione dell’osservatore e rimangono inoltre costanti (vedremo poi entro quali limiti) nel tempo, in quanto l'intero sistema di riferimento è definito a partire da un punto della sfera celeste (il Punto γ) che partecipa al moto diurno.

Il sistema equatoriale è concettualmente identico a latitudine e longitudine, solo “trasferito” sulla sfera celeste.

In pratica, Declinazione = latitudine celeste e Ascensione Retta = longitudine celeste.

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:

SFERA CELESTE E COORDINATE CELESTI

La sfera celeste è una costruzione geometrica: una grande sfera immaginaria sulla cui superficie vengono proiettati gli astri, osservati dal centro della Terra. Il cielo sembra ruotare attorno a noi compiendo il moto diurno, dovuto alla rotazione terrestre.

Gli astri visibili cambiano nel tempo a causa di:

• rotazione terrestre (nell’arco della giornata);
• rivoluzione terrestre (nel corso dell’anno);
• precessione dell’asse terrestre e moto proprio delle stelle (su tempi molto lunghi).

Poli Celesti ed Equatore Celeste

L’asse terrestre interseca la sfera celeste nei poli celesti, gli unici punti fissi del cielo nella rotazione apparente della volta celeste. L’equatore celeste è il cerchio massimo perpendicolare a questo asse.

Riferimenti che dipendono dalla posizione dell'Osservatore

• Zenit: punto della sfera celeste sopra la testa dell’osservatore.
• Nadir: punto opposto allo zenit, non visibile.
• Meridiano celeste: cerchio massimo che passa per zenit, nadir e poli celesti .
• Orizzonte astronomico: intersezione della sfera celeste con il piano orizzontale del luogo.
• l'intersezione del meridiano celeste con l'orizzonte celeste individua in SUD e NORD mentre l'intersezione dell'orizzonte celeste con l'equatore celeste individua l'EST e l'OVEST 

Eclittica e Punti Equinoziali

L’eclittica è il percorso apparente del Sole durante l’anno. È praticamente il piano dell’orbita della Terra attorno al Sole. Interseca l’equatore celeste nei punti:

• Punto d’Ariete (γ): equinozio di primavera;
• Punto della Bilancia (Ω): equinozio d’autunno.

L’eclittica è inclinata rispetto all’equatore celeste di 23° 26’, valore chiamato obliquità. E' praticamente l'angolo tra l'asse e l'eclittica.

Zodiaco

Attorno all’eclittica si trova la fascia zodiacale, dove si muovono Sole, Luna e pianeti. Oggi il Sole attraversa 13 costellazioni, inclusa l’Ofiuco.

Via Lattea e Coordinate Galattiche

La Via Lattea è un disco galattico: il suo piano definisce l’equatore galattico, visibile come la banda luminosa nel cielo. Da esso derivano le coordinate galattiche, basate su latitudine e longitudine galattica.

IL SISTEMA DI COORDINATE ALTAZIMUTALE

Il sistema di coordinate altazimutale, utilizzato per determinare la posizione di una stella in un preciso istante, prendendo come riferimento l'orizzonte dell'osservatore.

Consideriamo i tre piani fondamentali del sistema:

1) il piano dell'orizzonte astronomico, tangente alla superficie terrestre nel punto in cui si trova l'osservatore; è praticamente il piano individuato dall'orizzonte circolare visibile quando siamo il mare aperto. Il piano dell'orizzonte astronomico è un piano tangente alla Terra nel punto in cui ci troviamo; Per orizzonte astronomico si intende il cerchio che è intersezione tra il piano e la sfera celeste.

2)L'equatore celeste è la proiezione dell'equatore terrestre sulla sfera celeste. 

• 
  
  L' equatore celeste è ottenuto prolungando nello spazio il piano dell'equatore terrestre, perpendicolare all'asse di rotazione della Terra. E' quello perpendicolare all'asse della Terra. E' un piano inclinato rispetto al mio orizzonte di un angolo pari alla mia latitudine. 
  
  L'equatore celeste interseca l'orizzonte nei punti Est e Ovest, completando gli elementi necessari per definire il sistema di coordinate altazimutale.
  
  3) il piano meridiano, che passa per l'osservatore, lo zenit e la direzione nord-sud. 

• L'equatore celeste è inclinato rispetto all'orizzonte celeste di un angolo pari a 90-latitudine. Quindi al polo è 0 e coincidono.
• A Venezia l’equatore celeste è inclinato di circa 45° sull’orizzonte Sud. In generale, più ci si sposta verso i poli, più l’equatore celeste si abbassa verso l’orizzonte e il suo angolo diminuisce.
• All’equatore terrestre l’equatore celeste è perpendicolare all’orizzonte, mentre la stella Polare si trova esattamente sull’orizzonte Nord.
• Al polo Nord l’equatore celeste coincide con l’orizzonte e la stella Polare si trova allo Zenit.
• Come individuare il meridiano locale?
  
  E' sufficiente trovare la posizione del Nord o Sud. Il Sud si determina osservando il Sole quando raggiunge la massima altezza sull'orizzonte (culminazione);In generale tutti gli oggetti celesti raggiungono la massima altezza sull'orizzonte in corrispondenza del  meridiano celeste. Oppure per trovare il meridiano si cerca il Nord che si individua osservando la Stella Polare, che appare quasi immobile nel cielo.
  
  
• La Stella Polare sembra fissa in cielo perché si trova molto vicina al prolungamento dell'asse di rotazione terrestre (circa 41 primi d'arco, meno di 1°), perciò descrive un arco piccolissimo durante la notte. La Stella Polare non è la più brillante del cielo e solo quella più ferma. In realtà la stella più luminosa visibile alle nostre latitudini è Sirio, che è circa 22 volte più luminosa della Stella Polare.
  
  Prendendo come esempio Venezia (latitudine di circa 45° N), si mostra che la Stella Polare appare a circa 45° sopra l'orizzonte nord, evidenziando che la sua altezza sull'orizzonte corrisponde approssimativamente alla latitudine dell'osservatore.
  
  Mentre la Stella Polare compie un movimento quasi impercettibile, tutte le altre stelle descrivono archi di cerchio sempre più grandi attorno al polo celeste a causa della rotazione terrestre.
  
  
  
  Per determinare la posizione di una stella si considerano le coordinate altazimutali che dipendono dalla posizione sulla Terra dell'osservatore.

Considerato un astro nella posizione T della sfera celeste si definiscono le coordinate :

Azimut (A): è l’arco o angolo sul piano dell'orizzonte celeste tra il meridiano celeste e il piano individuato dal cerchio massimo passante per l’astro (T) e lo Zenit; 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).

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)

COME MISURARE L'AZIMUT DEL SOLE

Il metodo per misurare l’azimut del Sole si basa sul fatto che un bastoncino verticale (gnomone), la sua ombra e il Sole, si trovano tutti sullo stesso piano verticale (il piano del cerchio verticale del Sole).

Per ottenere l’azimut basta misurare l’angolo compreso tra la direzione dell’ombra dello gnomone e la linea meridiana.