Luna Piena

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Sole

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Nel precedente articolo abbiamo trovato i riferimenti della volta celeste, abbiamo dato definizioni e spiegazioni di Zenit, Nadir, eclittica, equatore celeste, orizzonte, punti equinoziali, etc.. ed ora che abbiamo dei punti di riferimento vediamo come, tramite essi, riusciamo a spiegare i moti apparenti nella volta celeste.

Partiamo dal Sole, vediamo come la sua altezza nel cielo cambi, come muta nel tempo il luogo preciso in cui sorge e tramonta.

Ma come, non sorge ad Est e tramonta ad Ovest? Diciamo che sorge ad Oriente (dal lat. oriens -entis, part. pres. di oriri «nascere, sorgere») e tramonta a Occidente (dal lat. occidens -entis, part. pres. di occidere "tramontare").

Sappiamo, tuttavia, che sorge precisamente ad Est e tramonta precisamente ad Ovest in occasione dei due equinozi (dal latino aequus «uguale» e nox «notte»), ovvero quei due momenti in cui i due piani di eclittica ed equatore celeste si incrociano.

Questo movimento del Sole è causa delle stagioni, che tratteremo più dettagliatamente in un altro articolo. Torniamo al movimento apparente del Sole nel cielo.

percorso apparente soleBasta una semplice osservazione per capire che la sua altezza varia a seconda delle stagioni, cosiccome l'ampiezza degli archi che forma nel cielo.

La variazione di altezza del Sole si chiama declinazione solare, viene misurata in gradi a partire dal giorno dell'equinozio ed è una diretta conseguenza dell'inclinazione dell'asse terrestre.

In occasione degli equinozi, sappiamo che i raggi solari colpiscono la Terra paralleli all'equatore, per cui per trovare l'altezza massima del sole nel cielo basterà sottrarre all'altezza allo Zenit (90°) la declinazione locale, che qui a Serramazzoni (MO) è 44° 25' circa. L'altezza sarà quindi 46° 75'.

Ai solstizi, bisognerà aggiungere a questo valore l'inclinazione dell'asse terrestre con valore positivo in estate e negativo in inverno.

Possiamo quindi notare che il Sole in Estate sorge verso Nord e compie il suo arco maggiore in occasione del Solstizio d'estate. Solstizio significa, dal latino solstitium, comp. di sol «sole» e tema di stare «fermare, fermarsi» e determina il giorno in cui il Sole raggiunge l'altezza maggiore, per poi ricominciare a scendere in declinazione. Questo accade intorno al 20/21 giugno e determina il dì più lungo dell'anno! Nel suo moto di rivoluzione intorno al Sole, la Terra sarà giunta nei pressi dell'afelio, ovvero nel punto più lontano della sua orbita ellittica. L'altezza del Sole qui a Serramazzoni sarà di 90° - 44°25' + 23°26' ovvero 69°01'.

Con lo scorrere dei mesi, si arriva all'equinozio di autunno, intorno al 22/23 settembre e come abbiamo visto, il Sole sorge perfettamente ad Est, il dì è uguale alla notte e l'altezza del Sole sarà di 46°75'. Nel suo moto di rivoluzione intorno al Sole, la Terra sarà giunta nel punto omega o della Bilancia.

Arriva l'inverno e intorno al 21/22 dicembre si ha il solstizio d'inverno, con il sole che sorge questa volta nel suo massimo punto verso Sud e traccia nel suo apparente moto nella volta celeste il suo arco più corto e raggiunge l'altezza più bassa. In questo caso, i raggi del Sole saranno paralleli al Tropico del Cancro, quindi si avrà nel nostro emisfero la minore altezza del Sole, che a Serramazzoni sarà questa volta 90° - 44°25' - 23°26' ovvero 23°49.' Nel suo moto di rivoluzione intorno al Sole, la Terra sarà giunta ne pressi del perielio, ovvero nel punto più vicino della sua orbita ellittica.

Arriviamo quindi nuovamente al momento dell'equinozio di primavera, intorno al 20/21 marzo, dove il sole sorge nuovamente perfettamente ad est, il dì è uguale alla notte e l'altezza del Sole sarà di 46°75'. Nel suo moto di rivoluzione intorno al Sole, la Terra sarà giunta nel punto gamma o punto d'ariete.

Ora, dopo aver visto il moto del Sole, concentriamoci sulla Luna, il nostro satellite naturale.

La luna, come il Sole, sorge ad Est e tramonta ad Ovest e si sposta molto velocemente, in un'ora di circa 0°50', pari alla sua dimensione apparente. Si muove sul piano dell'eclittica inclinata di circa 5°1' mentre il suo asse di rotazione è inclinato di soli 1°50'. La luna sorge ogni giorno circa 50 minuti dopo rispetto al precedente e la corrispondenza tra il suo moto di rotazione e di rivoluzione rispetto alla Terra fa si che rivolga al mostro pianeta sempre lo stesso emisfero, anche se per la precisione, a causa dei moti di librazione, riusciamo a vedere circa il 59% della sua superficie e non il 50% come ci si aspetterebbe.

La caratteristica che più notiamo della Luna è il suo variare di forma e luminosità. questi cambiamenti apparenti sono dovuti alla diversa parte del pianeta esposta al Sole, vista dalla Terra in diversi momenti, e sono comunemente noti come fasi lunari.

Le fasi lunari hanno un ciclo di 29,5 giorni e comprendono le fasi di luna nuova, primo quarto, luna piena e ultimo quarto.

fasi lunariQuando abbiamo la luna nuova, essa si trova tra il sole e la terra, per cui mostrerà l'emisfero illuminato alla nostra stella e a noi mostrerà l'emisfero in ombra. Questo comporterà il fatto che non sarà visibile. La luna in questa fase di conseguenza sorgerà e tramonterà in contemporanea con il sole. Questa è la seconda causa di invisibilità della luna, che può invece essere invisibile solo in ccasione di un'eclisse.

La notte successiva, la luna sarà in fase crescente, e solo un piccolo spicchio verrà osservato illuminato dalla Terra. Presenterà una gobba rivolta verso ovest. La luna raggiunge un'elongazione (Distanza angolare di un corpo da un altro, misurata in gradi dal punto di osservazione terrestre) di 45 ° dopo circa 3 giorni e mezza e sorge e tramonta circa 3 ore dopo il sole.

Dopo circa 7 giorni, la parte illuminata raggiungerà un quarto del disco lunare, quindi sarà arrivata al primo quarto e si dice dicotomica. La luna raggiunge i 90° di elongazione est, sorge a mezzogiorno e tramonta a mezzanotte. 

Ora la luna entra in fase gibbosa crescente, con la maggior parte del disco illuminato

Dopo 14 giorni e mezzo (circa), la luna è in opposizione al sole, che la illumina pienamente e quindi raggiunge una elongazione di 180°. Questa fase si defisce plenilunio o Luna Piena. Essa sorgerà al tramontare del sole e tramonterà all'alba, restando visibile per tutta la notte.

Ora la luna entra in fase gibbosa calante, con la parte del disco illuminato che comincia progressivamente a calare. La gobba sarà rivolta stavolta verso est.

Arriviamo ora all'Ultimo Quarto, dopo circa 22 giorni, dove la luna raggiunge un'elongazione di 270°, sorge verso mezzanotte e tramonta verso mezzogiorno ed appare di nuovo dicotomica, con metà del disco illuminato.

Dalla notte successiva, la luna sarà in fase calante, con lo spicchio illuminato visibile dalla terra sempre più piccolo. Raggiunge un'elongazione di circa 205° dopo 25 giorni circa e sorge e tramonta 3 ore circa prima del sole.

Dopo 29 giorni, alla fine del moto di rivoluzione intorno alla Terra, la luna torna alla fase di Luna nuova.

Un'altra conseguenza del moto apparente della luna nella volta celeste è determinata dal fenomeno delle eclissi, che si verificano quando la Luna è nell'asse Terra - Sole. Come mai quindi non abbiamo due eclissi in ogni mese lunare? La risposta è conseguenza del fatto che l'orbita lunare è inclinata rispetto al piano dell'eclittica di circa 5°1' e la interseca in due punti, detti nodi. I nodi, per via della precessione degli equinozi lunari, subiscono un processo di retrogradazione che dura 18 anni e mezzo.

schema eclissi

Ne consegue che quando la Luna è tra Terra e Sole, in fase di Luna Nuova ed incrocia l'eclittica si avrà un'eclisse di Sole, viceversa quando sarà nel cono d'ombra terrestre, in fase di Luna Piena, dalla terra vedremo un'eclisse di Luna.

Una volta tramontato il Sole, supponiamo che ci sia "Luna Nuova" e di esserci spostati in un luogo isolato e lontano dalle "inquinanti" luci cittadine, con l'orizzonte libero, non potremmo che ammirare lo spettacolo del cielo stellato.

Sappiamo, dal precedente articolo, che abbiamo il nostro punto di riferimento, la Stella Polare, la stella che è posta in corrispondenza del Polo Nord Celeste, quindi sappiamo orientarci. Come trovarla? Semplicissimo, ecco la risposta. Ora che l'abbiamo individuata, con il passare delle ore sicuramente noteremo che le altre stelle si spostano attorno ad essa e lei è giustamente a far da perno alla volta celeste intera. Questa è la sensazione, l'apparenza che ricordiamo sempre è dovuta alla rotazione del nostro pianeta.

Questo moto ha in realtà effetti a breve e lungo periodo, in quanto non solo possiamo vedere le stelle spostarsi nel corso di una notte, ma ne vedremo di diverse nel corso dell'anno e se vivessimo abbastanza, a causa della precessione degli equinozi dell'asse terrestre, vedremmo cambiare anche la "stella polare" nel corso dei millenni. Ci sono altri moti, ma qui ci occuperemo solo di quelli visibili ad occhio nudo.

In relazione al moto di rotazione della Terra, rilevabile nel corso di una notte, avremo come conseguenza che vedremo le stelle muoversi nel cielo. La sfera celeste sembra ruotare in senso orario, da est verso ovest.

Se siamo buoni osservatori, ma sicuramente da astrofili lo saremo, noteremo che alcune stelle nel corso della notte sorgono e tramontano, altre invece rimangono sempre visibili.

D'inverno, per esempio, vedremo Orione che rincorre le Pleiadi sorgere e tramontare, mentre il Grande Carro dell'Orsa Maggiore e Cassiopea sempre presenti, a darci dei fissi punti di riferimento.

Le stelle che sorgono e tramontano si chiamano occidue, quelle che ruotano intorno al polo si chiamano circumpolari, esse non sorgono e non tramontano mai. Dalla nostra posizione sulla superficie terrestre, noi possiamo vedere solo quelle che son sopra all'orizzonte e non quelle dell'altro emisfero, per cui la metà della volta celeste sarà per noi composta da stelle invisibili. Se ci trovassimo al Polo Nord, vedremmo solo le stelle dell'emisfero Nord,  se ci trovassimo all'equatore, vedremmo metà emisfero nord e metà emisfero sud e noi alle medie latitudini vediamo la gran parte delle stelle dell'emisfero nord della volta celeste e una piccola parte dell'emisfero sud. Precisamente, vedremo le stelle che si trovano tra il polo  e l'angolo di latitudine del nostro posto di osservazione raggiungeranno una culminazione superiore e una culminazione inferiore e saranno circumpolari , mentre saranno occidue le altre, che si troveranno al di sotto, fino all'orizzonte.

Con questa semplice osservazione si capisce come, nei pressi dei polo nord geografico, le stelle effettuino traiettorie parallele tra loro e circoncentriche, con la stella polare allo Zenit. Saranno visibili solo quelle visibili dall'emisfero boreale, mentre il discorso è invertito se osserviamo dal polo sud geografico.

Se invece ci trovassimo in un punto precisamente all'equatore, potremmo vedere, nel corso dell'anno, tutte le stelle della volta celeste in quanto si vedrebbe metà delle stelle dell'emisfero boreale e metà di quelle dell'emisfero australe. Esse sarebbero tutte occidue, traccerebbero nel cielo degli archi perpendicolari rispetto al piano dell'orizzonte e la Polare sarebbe esattamente sulla linea dell'orizzonte.

Se invece guardiamo nel periodo di un anno, nell'arco di tempo in cui la Terra compie il suo moto di rivoluzione intorno al Sole, nel cielo notturno, in virtù della diversa posizione della Terra nello Spazio, vedremo l'avvicendarsi delle costellazioni. Lo spettacolo del cielo è in costante, eterno mutamento.

Tra le stelle, che ci appaiono fisse per la notevole distanza che ci separa, ne vediamo alcune brillare di luce fissa e non brillare e spostarsi in maniera molto più veloce nel cielo notturno.. Sono i pianeti, che vagano tra le stelle, spostandosi lungo il piano dell'eclittica e curiosamente talvolta, tornando indietro.

I Pianeti visibili ad occhio nudo sono Mercurio, Venere, Giove e Saturno. Essi non si muovono in tutto il cielo stellato ma solo attraverso le costellazioni zodiacali (l'astrologia ringrazia) lungo il piano dell'eclittica, con altezze che variano di pochi gradi.

Possiamo osservare che il loro movimento non è sempre nello stesso verso, talvolta raggiungono una posizione e cambiano verso. Questo fenomeno si chiama retrogradazione ed è chiaramente apparente, è dovuto al fatto che cambia il nostro punto di osservazione del pianeto rispetto alle stelle che appaiono fisse. Il fenomeno della parallasse, essendo il pianeta molto più vicino alle stelle, darà l'impressione quindi che il pianeta si fermi e torni indietro, ma altro non è che un fenomeno di prospettiva, che approfondiremo.

Per ora basti sapere che la retrogradazione si ha quando un pianeta interno sorpassi la terra in una congiunzione inferiore (pianeta esterno tra terra e sole) o quando la terra sorpassa un pianeta esterno in una opposizione (terra tra sole e pianeta).