Ogni notte serena mette in scena lo spettacolo dell’universo:

1. Ogni notte serena mette in scena lo spettacolo dell’universo: Costellazioni che ci parlano di miti antichissimi, migliaia di stelle che sfilano davanti a noi con il passar delle ore e delle stagioni, la fioca nube della Via Lattea, i pianeti con i loro percorsi mutevoli, la Luna ora falce sottile ora piena, le fuggevoli e improvvise tracce di luce delle meteore….

2. Orientamento e riconoscimento delle costellazioni Di Antonio Catapano PIANO DI SORRENTO 14 ottobre 2009 Disegno di Stefano Catapano

3. Un mare di stelle Il Sole è una di queste stelle e si trova a circa 30mila a.l. dal centrodella Galassia... La nostra galassia ha un diametro di circa 100mila a.l. ed è composta da oltre 100 miliardi di stelle Quelle visibili ad occhio nudo sono poche migliaia

4. La nostra stella In estate avvertiamo questa radiazione sulla nostra pelle, in parte schermata dall’atmosfera,... eppure proviene da 150 Milioni di km... Le stelle sono altri “Soli” con caratteristiche anche diverse e a distanze ben maggiori e di cui percepiamo solo una fioca luce... Il nostro Sole è una sfera gassosa 100 volte più grande della Terra e ha una massa 330mila volte quella terrestre. La temperatura superficiale è di 6.000K e riversa nello spazio 4x10^26 W di energia radiante/s Foto Andrea Di Dato

5. Il percorso del Sole Solstizio Invernale 2005 a Fiumicino - di Daniele Pivato Di giorno vediamo il Sole sorgere verso oriente e tramontare verso occidente, alle volte c'è anche la Luna, che percorre la stessa strada. La rotazione della Terra su se stessa di 360° in 24h , provoca il movimento apparente del Sole di 15° in un’ora

6. Il percorso del Stelle Di notte vediamo una moltitudine di Stelle e in certi periodi anche la Luna. Se osserviamo per un po' di tempo vediamo che anche le Stelle hanno un movimento simile a quello del Sole, sorgono e tramontano,

7. Il percorso delle stelle Foto Rotazione della sfera celeste - luglio 2001 Antonio Catapano …non tutte però; guardando bene vedremo che una stella rimane fissa verso Nord: è la Stella Polare, intorno alla quale tutte le altre ruotano, da Oriente verso Occidente. Alcune stelle, quelle che si trovano in un cerchio attorno alla Stella Polare, ruotano intorno ad essa senza tramontare mai.

8. Il percorso delle stelle Se ripetiamo le osservazioni nei giorni e mesi successivi noteremo altre variazioni: Il Sole non percorre sempre lo stesso arco: d'estate sorge prima, tramonta più tardi e si alza di più sull'orizzonte rispetto all'inverno. La Luna cambia forma nell'arco di circa un mese.

9. Cielo 11 Settembre ore 22 Nel percorrere l’orbita intorno al Sole la Terra impiega 365gg, una data stella in 1anno si muoverà di 360gr. percorrendo circa 1° al giorno . Quindi ogni mese allo stesso orario la stessa stella la si vedrà spostata verso Ovest di circa 30°

10. Cielo 11 Ottobre ore 22

11. Cielo 11 Novembre ore 22

12. Cielo 11 Dicembre ore 22 Le Stelle che vediamo nella serate estive non sono quelle visibili nelle serate invernali; per esempio Altair, nella costellazione dell'Aquila è ben visibile d'estate mentre la costellazione di Orione è alta d'inverno. Questo perché le costellazioni si spostano lentamente da oriente verso occidente man mano che passano i giorni e i mesi.

13. La volta celeste Spostandosi nel corso del giorno e dell’anno le stelle sono degli orologi e dei calendari naturali Indicandoci quando seminare , quando mietere , quando riposarsi. Collocate da Est a Ovest, da Nord a Sud ci indicano le direzioni geografiche Osserviamo anche che nel loro movimento le costellazioni mantengono la stessa forma: ne deduciamo che le stelle non variano le loro posizioni relative, ruotano tutte insieme come se fossero appiccicate su una cupola girevole: è quello che è stato creduto per tanto tempo.

14. Cosa sono le costellazioni ? Le Stelle sono disposte in modo casuale, ma il nostro cervello è portato a individuare alcuni disposizioni più regolari. Le costellazioni non sono altro che delleconfigurazioni temporaneea cui già gli antichi osservatori hanno dato forma unendo con delle linee le stelle più brillanti e apparentemente vicine tra loro.

15. Le costellazioni Ogni cultura ha interpretato a suo modo queste figure, ricavandone storie diverse; in genere rappresentano animali, esseri umani o Dei, quelle “occidentali” sono nate dai popoli mesopotamici, egizi e infine dai greci Le costell. consentono di suddividere la volta celeste in regioni più piccole, e di riconoscere e individuare con un nome le stelle e tanti altri oggetti celesti

16. Le costellazioni e mitologia La cultura greco antica le ha arricchitecon la mitologia in meravigliose pagine di prosa e poesia Cassiopea la vanitosa regina Cassiopea e re Cefeo sovrano di Etiopia

17. Le costellazioni - mitologia La bella Andromeda in balia del mostro marino cetus il prode Perseo che la salva

18. Le costellazioni Le piu’ importanti delle 48 antiche costellazioni , sono le 12 collocate lungo la traiettoria apparente del Sole (eclittica) , chiamate dello Zodiaco(Zo^inon – ess.vivente) e che richiamano con forza simbolica il concetto di fertilità: Pesci, Ariete, Toro, Gemelli, Cancro, Leone, Vergine, Bilancia, Scorpione, Sagittario, Capricorno, Acquario Sono 12 perché la Luna ha un ciclo di circa 12 fasi all’anno e la posizione del Sole sovrapposte ad esse ci dice quando arare e quando mietere. Circa 2500 anni fa l’equinozio di primavera cadeva in Ariete, quello di autunno in Bilancia; da allora gli equinozi si sono spostati verso Ovest di una costellazione per effetto dello spostamento dell’asse di rotazione terrestre ( moto di precessione )

19. Le costellazioni Possiamo vedere lo scorrere delle costellazioni durante l’anno in una simulazione con Starry Night… (percorso del sole)

20. Le costellazioni la classificazione attuale comprende 88 costellazioni , comprendendo quelle non zodiacali, da Orione alle Orse , dalla Cassiopea ad Andromeda, da Auriga al Centauro, dalla Lira al Cigno…

21. I nomi delle stelle Anticamente solo alle stelle più luminose veniva dato un nome proprio, per la maggior gli arabi e poi greci e latini Questi nomi sono usati ancora oggi per indicare le stelle principali del cielo: • I greci : Sirio(Seirios - ardente) ,Arturo(colui che guida l’orsa) (arctos = orso) • I latini: Spica(covone di grano) ,Regolo(piccolo Re) • Gli arabi : Attraverso le traduzioni arabe fatte in Europa • Deneb(coda) , Betelgeuse e Rigelcontrazioni di parole originarie “la mano” e il “piede”di Al Jauza“quello che sta in centro” la versione araba di Orione”

22. Le stelle - catalogazione Per riconoscere, in modo scientifico le stelle J.Bayer nel 1603, le catalogò secondo le lettere greche in ordine crescente di luminosità: αβγδεζηθικλμνξοπρςστυφχψω Seguito dal genitivo latino della costellazione: Quindi la stella più luminosa della Lyra è chiamata “ α Lyrae “ γ δ ε β α Per le stelle meno luminose, quando le lettere greche non bastano più, vengono attribuiti dei numeri, nel 1714 Flamsteed pubblicò il suo catalogo stellare es: 27 Persei indicata anche con 27-Per57 Cephei indicata anche con 57-Cep

23. Le costellazioni Il piu’ delle volte i raggruppamenti di stelle in costellazioni sono del tutto arbitrari: Riprendiamo ad esempio la Lyra γ α Lyr “Vega”, la più brillante, dista 27 anni luce δ β dista circa 1000 a.l. ε β δdista 800 a.l. α γdista 360 a.l. ε dista 180 a.l.

24. Le costellazioni Ci rendiamo conto, allora, che le costellazioni ci appaiono su di un piano bidimensionale, ma in realtà l’universo ha una profondita “straordinaria” Ecco la reale disposizione delle stelle che compongono la costellazione invernale di Orione in generale tra le stelle che compongono una costellazione non vi è alcuna relazione e le distanze tra loro possono variare enormemente.

25. Le costellazioni Possiamo vedere la profondità dello spazio in una simulazione con Starry Night… (viaggio tra le stelle)

26. Le stelle Delle volte le stelle sono singole… Albireo Spesso sono doppie, triple… a volte solo prospetticamente, altre volte sono effettivamente legate tra loro gravitazionalmente.. Pleiadi M45

27. Le costellazioni Le costellazioni…. i raggruppamenti di stelle … Ma… come facciamo ad orientarci tra le tante stelle ? Ovvero come potremo individuare una costellazione ?

28. Orientamento Quando si vuole scrutare la volta celeste in cerca delle costellazioni, ci sono dei passi fondamentali che occorre compiere. Bisogna determinare i 4 punti cardinali partendo dall’individuazione della posizione del Nord. 1) Per prima cosa bisogna cercare l’Orsa Maggiore.. In particolare ci interessano le 7 stelle che formano una figura detta ilGrande Carro. Questo “asterismo“ è visibile tutto l'anno dalle nostre latitudini.

29. Ricerca della stella Polare 2- Individuare la Stella Polare Le due stelle del lato opposto al timone del carro sono indispensabili per l'individuazione della polare e non a caso sono chiamate le indicatrici. Infatti prolungando la linea , di 4,5 volte che idealmente le unisce si raggiunge una stella di seconda grandezza, che è laStella Polare.

30. I punti cardinali 3- Individuare il Nord A questo punto avendo di fronte a noi alla Stella Polare saremo certi di guardare verso ilNord. Alle nostre spalle ci sarà ilSud, alla nostra sinistra l'Ovest ed alla nostra destra l'Est

31. Carta Chiave Orientamento in ogni stagione Sapendo i punti cardinali potremo riconoscere le stelle più luminose ... A partire dal gran carro potremo spostarci verso Sud e individuare il Leone , oppure verso Est per l’Auriga Vega si vede in Estate sulla nostra verticale. Polaris tutto l’anno, Capella e l’Auriga in Inverno Castor, Inverno e Primavera. Leone in Primavera Arcturus e Spica in Primavera, Estate

32. Orientamento con gli asterismi Primavera Estate

33. Orientamento con gli asterismi Estate Iverno

34. Riconoscendo le costellazioni sappiamo riconoscere le stelle più luminose... Ma volendo definire la loro esatta posizione in cielo o sapere a che ora sorgono o tramontano ? Per non parlare poi delle stelle non visibili ad occhio nudo.. Abbiamo quindi bisogno di sistemi di coordinate celesti che possano indicarcele, ma prima dobbiamo introdurre elementi della sfera celeste...

35. Elementi della Sfera Celeste L'asse di rotazione terrestre è l'asse immaginario attorno al quale avviene tale rotazione. I due punti immaginari di intersezione tra questo asse e lavolta celestesono dettiPolo Nord e Polo Sud Celesti. Noi non percepiamola rotazione della Terra ed abbiamo così l'impressione che questa sia ferma mentre tutti gli altri corpi celesti sembrano ruotarvi attorno muovendosi da Est verso Ovest.

36. Elementi della Sfera Celeste lozenit– il punto in cui la verticale del luogo incontra la volta celeste il meridiano celeste- quel cerchio massimo passante per lo zenit, il nadir ed i poli celesti, ed è la proiezione del meridiano geografico ..è anche il cerchio su cui le stelle arrivano alla massima altezza sull’orizzonte l'orizzonte astronomico- l'intersezione delpianotangente al luogo di osservazione con la sfera celeste, e che incrociando a sua volta ilmeridianoe l'equatore, crea rispettivamente i punti cardinali Nord/Sud ed Est/Ovest

37. Dinamica della volta Celeste Lasfera celesteè osservabile da un qualsiasi punto della superficie terrestre ma soloper metà. Le traiettorie stellari appaiono infatti comedue semicerchi, situati uno sopra e l'altro sotto l'orizzonte, a partire dalparallelo fondametalel’Equatore celeste Fanno eccezione le cosiddette stellecircumpolari, che descrivendo deicerchi completiattorno ai poli non sorgono e non tramontano mai, rimanendo sempre al di sopra dell'orizzonte fra il polo celeste visibile e quel cerchio

38. Dinamica della volta Celeste E’ evidente comel'altezza dei policelesti sialegata alla latitudinedel luogo d'osservazione. Infatti, tanto piu' ci si allontana o ci si avvicina all'equatore, e dunque tanto piu' cresce o diminuisce la latitudine, di altrettanto i due poli celesti si alzeranno o si abbasseranno nel cielo. Conseguentemente si verificherà anche che: aipoli- le stelle visibili non sorgeranno e non tramonteranno mai descrivendo delle traiettorie parallele all'orizzonte; all'equatore - tutte le stelle appariranno sorgere e tramontare descrivendo delle traiettorie perpendicolari all'orizzonte; allelatitudini intermedie- solo alcune stelle sorgeranno e tramonteranno descrivendo delle traiettorie inclinate rispetto all'orizzonte.

39. Il cronometrista Cosa posso osservare stasera ? … dipende dall'orario e dalla Stagione Misuriamo il tempo su scala giornalierabasandoci sulla rotazione assiale della Terra, su scala annualeriferendoci alla rivoluzione della Terra intorno al Sole Per calcolare ora e data ci basiamo su riferim. esterni: Sole e Stelle, orologi e calendari sono sincronizzati sui moti apparenti che gli astri compiono in cielo Il giorno solare è per convenzione il tempo intercorso tra due attraversamenti successivi del meridiano da parte del Sole (24h) … poiché il moto del Sole non è costante , ma varia con il variare della velocità orbitale terrestre attraverso le stagioni, dobbiamo basarci su di un fittizio Sole Medio

40. Misura del tempo su scala giornaliera Si è inoltre stabilito che il Tempo Universale = tempo solare medio di Greenwich, alla long. 0 Ma saremo più precisi e senza ricorrere a convenzioni facendo riferimento ai passaggi in meridiano di una stella , rispetto alle quali la Terra ruota su se stessa compiendo un giro da Ovest verso Est in23 ore e 56 minuti. Il movimento apparente delle Stelle e del Sole sulla volta celeste è di 360/24 = 15° in ora, -> 1 grado ogni 4min

41. Misura del tempo su scala annuale Nel suo moto lungo l’eclittica il Sole sopravvanza le stelle di circa 1° al giorno e poiché 1° equivale a 4m di tempo , l’intervallo tra due passaggi consecutivi di una stella al meridiano celeste è circa 4m più breve , 23h56m, di quello relativo al Sole che è 24h. Ilgiorno siderale(stellare) è più breve di quellosolaredi circa 4m , la differenza è dovuta al fatto che la terra si sposta insieme al Sole. E’ per la stessa ragione che le stelle si spostano verso ovest di circa 1° ogni notte, 30° al mese, se le osserviamo alla stessa ora solare, e possiamo ammirare la parata stagionale delle costellazioni

42. Misura del tempo su scala annuale L’ora possiamo calcolarla basandoci sulle stelle. Poiché le stelle si spostano l’una rispetto all’altra, adottiamo un punto di riferimento, l’equinozio di primavera, l’ora siderale è definita dalla sua posizione rispetto al meridiano celeste , come quello solare lo è per la posizione del Sole Mentre un orologio solare ci dice dov’è il Sole, un orologio siderale ci dice dove si trova l’equinozio di primavera, e poiché conosciamo attraverso le coord. AR e DEC le posizioni delle stelle , ci dice dove trovare le stelle. Nessun osservatorio potrebbe funzionare senza un orologio siderale . Il tempo adottato come standard mondiale è quello siderale, facilmente convertibile in quello solare. Le stelle , non il Sole, ci dicono a che ora alzarci la mattina

43. Sulla “sfera celeste” abbiamo la rappresentazione bidimensionale dello spazio che ci circonda... Potremo individuare una stella sulla nostra cartina conoscendo solo due valori Iniziamo con il sistema di coordinate alt-azimutale

44. Sistema di coordinate : AltAzimutale E’ il più intuitivo ed è largamente usato per osservazioni ad occhio nudo o anche con semplici strumenti. È basato sulla verticale del filo a piombo nel luogo di osservazione: SulloZenit e sull’Orizzontedove individuiamo i 4 punti cardinali, sul Meridiano celeste e sui circoli massimi passanti per lo zenit permette di individuare un oggetto in base : - alla sua Altezzadall’orizzonte allo Zenit da 0° a 90 ° - e alla direzione o Azimut che è la l’angolo misurato a partire da Nord in senso Orario (verso Est) da0° a 360°

45. Sistema di coordinate : AltAzimutale facciamo un esempio pratico con Starry Night”altazimutale”… Potremo usare la bussola con i riferimenti graduati per individuarel’Azimut.. E un goniometro perl’altezza Il terzo elemento in campo è il tempo, che è una variabile ! Poiché il sistema si basa su 2 riferimenti che variano nel tempo, l’ altezza e l’ azimut, questo tipo di coordinate per una certa stella saranno valide solo per quell’ istante e per quella località…

46. Orientamenti e angoli in cielo Come faremo a misurare le distanze di quello che osserviamo, possiamo abituarci a misurare “a occhio” gli angoli in cielo. Per esempio la Luna “sottende” un angolo di 0°,5 . Per fare delle stime utilizziamo la nostra mano , alla distanza del braccio teso il nostro mignolo misura ~ 1° - un pollice ~ 2° -lo spazio tra le nocche di indice e medio ~ 3° - il pugno chiuso ~ 7° - la spanna aperta ~ 15° Per indicare la distanza tra Megrez e Alkaid, “il timone” dell’ orsa maggiore , diremo che è circa una spanna

47. Sistemi di coordinate Abbiam detto che l’AltAzimutaleè un sistema di coordinaterelativo Che dipende dalla posizione e dall‘orario di osservazione Allora se vogliamo un sistema di coordinateassoluto, indipendente dall'osservatore, dovremo adottare sistema diverso Avremo ancora bisogno dei riferimenti come iPoli celestie del parallelo fondamentale l’Equatore celeste, ma dovremo aggiungere ancora altririferimenti fondamentali:

48. Sfera Celeste l'eclittica- il percorso annuale ed apparente del Sole lungo lo zodiaco, che non è altro che la proiezione celeste del piano orbitale disegnato dalla Terra, e che risulta essere quindi inclinata di 23,5° dall'equatore celeste; il punto d'ariete - chiamato anche punto equinoziale, punto gamma o punto vernale, è quel punto della sfera celeste dove appare proiettato il Sole quando la Terra si trova all'equinozio di primavera.

49. Sistemi di coordinate Equatoriale Il “sistema equatoriale” è un sistema simile a quello deimeridiani eparalleli, però proiettato all'infinito sulla sfera celeste. Consideriamo quindi il sistema di coordinate terrestri : Con la Latitudine e Longitudine che misuriamo in Ore e Angoli,

50. Sistemi di coordinate Equatoriale Questo sistema si basa sui poli celesti e sull'equatore celeste, mentre sono importanti anche i cerchi orari(circoli massimi passanti per i poli celesti), il meridiano celeste ed il punto che rappresenta l'equinozio di primavera, il punto d'ariete. Ascensione retta - si misura sull'equatore celeste in ore(o gradi) e frazioni di esse, in senso antiorario(verso Est), a partire dal punto di ariete fino all'intersezione dello stesso equatore con il cerchio massimo passante per il punto osservato. E' compresa tra 0 e 24 ore (o fra 0 e 360°); Declinazione - espressa in gradi e frazioni di essi sul cerchio passante per i poli celesti ed il punto del cielo in osservazione, si conta da 0 a 90° a partire dall'equatore celeste, positivamente verso il polo Nord e negativamente al contrario.