EFFEMERIDI E ORBITE LA LUNA PIANETI INTERNI PIANETI … · PIANETI INTERNI PIANETI ESTERNI, ASTEROIDI E COMETE CHIUSURA CORSO . COSA SONO LE EFFEMERIDI PARAMETRI ORBITALI CORSO DI

EFFEMERIDI E ORBITE

LA LUNA

PIANETI INTERNI

PIANETI ESTERNI, ASTEROIDI E COMETE

CHIUSURA CORSO

COSA SONO LE EFFEMERIDI

PARAMETRI ORBITALI

CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012

SERATA N° 12 – ORBITE ED EVENTI CELESTI – EFFEMERIDI E ORBITE 3


Spesso ci imbattiamo in mappe stellari che segnano il

tragitto di un corpo sulla volta celeste, oppure in tabelle

piene di numeri che ci indicano quando guardare, dove

guardare e cosa dobbiamo aspettarci.

Altezza, Ascensione Retta, Declinazione, Azimut,

Magnitudine, Distanza e Diametro sono concetti che

già conosciamo perché affrontati nelle prime serate del

corso di astronomia di base 2012.

Ma come facciamo a prevedere tutto questo? Anche

questo lo abbiamo già detto accennando alle leggi che

dominano i movimenti dei corpi: le Leggi di Newton e di

Einstein.



Le EFFEMERIDI sono tabelle che ci

indicano la posizione deterministica di un

certo corpo celeste in un certo momento.

Sappiamo che le coordinate sulla sfera

celeste possono essere riferite alla Terra nel

suo insieme, e allora si parla di AR e

Declinazione, oppure al nostro luogo di

osservazione, e allora si parla di Altezza e

Azimut.

Sono anche i valori che ci consentono di

puntare i telescopi tramite il famoso GOTO.



Proprio partendo dalle effemeridi riusciamo

a sapere in anticipo dove e quando passerà

un oggetto sulla sfera celeste, quindi

conoscendo le effemeridi di tutti i corpi

celesti visibili e il loro movimento possiamo

benissimo tracciare il percorso, minuto dopo

minuto, e sapere dove guardare.

La magnitudine ci dirà quanto sarà luminoso

l’oggetto e così via.



Di siti ce ne sono parecchi su web, ma

ovviamente abbiamo anche noi una pagina

relativa alle effemeridi dei corpi celesti che

consente di averli in formato PDF oppure

HTML.

Indirizzo web:

http://www.skylive.it/Effemeridi_Pianeti_Luna_

Sole_Stelle_Visibilita.aspx

http://www.skylive.it/Effemeridi_Pianeti_Luna_Sole_Stelle_Visibilita.aspx













Sappiamo che i corpi del Sistema Solare seguono determinate leggi che sono state dapprima

osservate e trascritte da T. Brahe e J. Keplero, poi tradotte in matematica da I. Newton e infine

perfezionate da A. Einstein.

E’ proprio tramite queste leggi che possiamo stabilire già da oggi dove si troverà un pianeta tra

cinquanta anni e dove si è trovato duemila anni fa.

Per far questo, dobbiamo introdurre quindi alcuni parametri che ci consentono di definire un’orbita,

sia essa ellittica come pianeti, asteroidi, comete periodiche e ISS, sia essa iperbolica come le comete

che passano una volta nei pressi del Sole per poi non tornare più o come quella delle Voyager, che

non torneranno più.

Quel che vedremo ora, ci sarà di aiuto anche per impostare i programmi planetari come Stellarium,

Perseus e via dicendo. Ogni mese vengono scoperte comete o vengono migliorate le orbite degli

asteroidi, quindi è chiaro che ogni tanto questi programmi vadano aggiornati…



L’ORBITA è la traiettoria di un corpo celeste (ma anche di un satellite artificiale o di una navetta

spaziale) nello spazio, dipendente dai campi gravitazionali presenti nello spazio stesso.

Essendo una forma geometrica, per descriverla bastano alcuni punti che ora andremo a vedere in

maniera semplificata, tanto per rendere l’idea e per capire quali sono i parametri da inserire nei

planetari!

• INCLINAZIONE

• ASCENSIONE RETTA DEL NODO ASCENDENTE

• ARGOMENTO DEL PERIELIO

• ECCENTRICITA’

• PERIODO ORBITALE

• ANOMALIA VERA



Grado di inclinazione dell'orbita di un corpo celeste rispetto ad un piano di riferimento, che nel

Sistema Solare è il piano dell’eclittica per quanto riguarda i corpi celesti come pianeti, asteroidi

e comete.

Se ci riferiamo ai satelliti (naturali o artificiali) il piano di riferimento diventa invece il piano

equatoriale del corpo celeste intorno al quale orbitano (per Titano, ad esempio, l’inclinazione si

misura in base al piano equatoriale di Saturno)

Una inclinazione di 0° indica che il corpo celeste

orbita proprio lungo il piano equatoriale e nella

stessa direzione del pianeta. Se l'inclinazione è di

90°, il corpo celeste orbita in modo polare,

passando in pratica per Polo Nord e Polo Sud. Se

l'inclinazione è di 180°, l'orbita si svolge lungo il

piano dell'equatore ma è retrograda, nel senso

che la sua direzione è opposta a quella di

rotazione del pianeta (o della stella).



Appare chiaro che, data l’inclinazione diversa da 0°, il corpo in orbita a volta si trova sopra e a

volte si trova sotto rispetto al piano di riferimento, il che vuol dire che lo attraversa in due punti.

In un punto il corpo passa dalla parte «inferiore» a quella «superiore» e nel secondo punto

percorre il tragitto opposto, dando vita rispettivamente al NODO ASCENDENTE e al NODO

DISCENDENTE.

La longitudine del nodo ascendente è l'angolo

misurato sull’eclittica compreso tra la direzione del

Punto di Ariete ed il Nodo Ascendente dell'orbita

di un corpo celeste, misurato nello stesso senso

della direzione del corpo.



Angolo compreso tra nodo ascendente e perielio, misurato sul piano orbitale. Sommato alla

longitudine del nodo ascendente equivale alla longitudine del perielio del corpo in orbita

attorno al Sole.

Se l'argomento del perielio è di 0°, il corpo

sarà al perielio quando la sua orbita

attraversa l'eclittica da Sud a Nord, ovvero al

momento del passaggio al nodo

ascendente. Un argomento del perielio di

90° indica che il corpo sarà al perielio

quando la sua posizione è la più a nord

possibile rispetto all'eclittica. Se è di 180°, il

perielio sarà pari al punto del passaggio al

nodo discendente.



L'eccentricità dell'orbita di un corpo celeste è considerata come la misura di quanto la forma

dell'orbita stessa si discosta dal cerchio perfetto.

Le orbite circolari, quindi, hanno eccentricità e = 0. Le orbite ellittiche hanno eccentricità

compresa tra 0 ed 1, il che è vero per tutti i pianeti del sistema solare e per i satelliti. Le

traiettorie iperboliche hanno eccentricità maggiore di uno.



Tempo necessario ad un corpo celeste per completare il suo moto di rivoluzione. La rivoluzione

può essere calcolata in base ad un punto fisso nel lungo periodo, come una stella, ed allora si

parla di periodo siderale. Se il riferimento è il Sole osservato dalla Terra, invece, si parla di

periodo sinodico ed è il periodo orbitale apparente.

Il semiasse maggiore di una ellisse è la metà dell'asse maggiore, che passa dal centro

attraverso uno dei fuochi, fino al bordo dell'ellisse.

Periodo orbitale e semiasse maggiore sono in relazione, secondo le Leggi di Keplero, tramite

la formula che vede il quadrato del periodo orbitale pari al cubo del semiasse maggiore.



E’ l'angolo compreso tra il pericentro dell'orbita e la posizione del corpo orbitante nel tempo di

riferimento, misurato sul piano orbitale.

Considerando il moto dei pianeti attorno al Sole,

l'anomalia vera è l'angolo fra il perielio e il pianeta

orbitante, il vertice è il Sole e il verso dell'angolo è

il verso di rivoluzione del pianeta. Nell'immagine è

l'angolo z-s-p.

PASSAGGIO AI NODI

FASI LUNARI

ECLISSI

LIBRAZIONI


SERATA N° 12 – ORBITE ED EVENTI CELESTI – LA LUNA 16


La Luna fa eccezione: la sua inclinazione si calcola in base all’eclittica e non al piano equatoriale terrestre.

L'orbita lunare è inclinata rispetto all'eclittica di 5°09' (in realtà oscilla tra 4° 58' e 5° 19'), che incrocia in due

punti detti nodi lunari.

Il nodo è ascendente quando l'orbita lunare passa dall'emisfero Sud a quello Nord rispetto all'eclittica, è

discendente quando effettua il passaggio contrario sulla sfera celeste.

I punti sono separati da circa 14 giorni.

Come per i punti equinoziali, anche i nodi lunari subiscono un processo di retrogradazione. Retrocedendo

orbita dopo orbita, i nodi lunari effettuano un giro completo, tornando al punto di partenza, dopo circa 18

anni e mezzo (6793,39 giorni). I nodi si spostano lungo l'eclittica di 19° ogni anno, impiegando quindi 18,61

anni solari a percorrerla tutta . La conseguenza più vistosa è l'impatto sulla declinazione della Luna: quando

il nodo ascendente combacia con il punto di ariete, la differenza di declinazione lunare è massima,

passando da 28°35'N a 28°35'S, mentre quando il nodo discendente combacia con il punto di ariete la

differenza scende da 18°18'N a 18°18'S. La linea che unisce i due nodi è detta linea dei nodi.



Durante un periodo di lunazione tutta la superficie lunare viene illuminata in giorni differenti. Vedendo sempre

la stessa faccia, quindi, a volte la vedremo tutta illuminata, altre volte la vedremo tutta scura (quindi non la

vedremo affatto) e tra queste due situazioni ce ne saranno tante intermedie.

In congiunzione Luna-Sole, il nostro satellite si trova tra noi e la nostra stella quindi la sua faccia illuminata è

quella non rivolta verso di noi (Luna Nuova).

Al primo quarto la Luna ci appare

illuminata per metà, sorge verso

mezzogiorno e tramonta verso

mezzanotte. Dopo 14 giorni e mezzo la

Luna si trova dalla parte opposta rispetto

al Sole e in questo caso si parla di Luna

Piena, o plenilunio. Dopo 22 giorni la

Luna appare come una mezza Luna: si

parla di ultimo quarto ma stavolta la

gobba è rivolta ad Est. Vedremo a breve

tutto questo in termini di elongazione e

di congiunzione o opposizione.



L'eclisse è un evento celeste per il quale un corpo celeste viene a posizionarsi tra una sorgente di luce ed un

altro corpo celeste, in modo tale che il secondo entri nel cono d'ombra proiettato dal primo.

Se l'orbita lunare non fosse inclinata

rispetto all'eclittica, si avrebbe una

eclisse di Luna ad ogni plenilunio. In

tutto si verificano 4-5 casi di eclisse ogni

anno. Teoricamente ne possono capitare

da 4 a 7, come limiti minimo e massimo.

Quando la Luna effettua il passaggio al

nodo durante il plenilunio viene a

trovarsi perfettamente allineata a Sole e

Terra in una posizione esterna e si

verifica una eclisse di Luna. Se la Luna

passa al nodo nella fase di novilunio,

invece, sarà allineata perfettamente e

posta tra Sole e Terra dando vita ad

una eclisse di Sole.



La Terra, come ogni corpo dotato di massa esposto ai raggi solari, genera un'ombra ed

essendo un corpo sferico genera un cono d'ombra che si estende in direzione opposta

alla provenienza dei raggi solari per circa 216 raggi terrestri.

Si verifica una eclisse di Luna quando il nostro satellite entra in questo cono d'ombra,

passando al nodo in plenilunio. Ne segue, quindi, che l'eclissi di Luna è possibile

soltanto nelle fasi vicine alla Luna Piena, quando il nostro satellite è in opposizione al

Sole e dietro la Terra.

Inoltre, quando capita, non è detto che tutto il disco lunare sia investito dal cono

d'ombra, potendo riguardare soltanto una sua parte.

Si parla, quindi, di eclisse totale quando tutta la Luna appare coperta dal cono d'ombra

terrestre, oppure di eclisse parziale quando soltanto una sua parte risulta oscurata in

conseguenza del fatto che al momento del plenilunio la Luna è vicina al nodo ma non al

punto preciso di intersezione tra la sua orbita e quella terrestre.

L'eclisse totale non consiste comunque in una sparizione nel nulla della Luna, ma in un

aspetto che tende al rossiccio, facendo parlare in tal modo di Luna Rossa.



L'eclisse di Sole, invece, si verifica quando la Luna viene a trovarsi tra il Sole e la Terra, con corrispondenza

totale o parziale del suo piano orbitale con il piano dell'eclittica.

In tal caso, i raggi che dovrebbero giungere sulla Terra vengono bloccati dalla Luna con la conseguenza che la

luce solare non incide come dovrebbe sulla superficie terrestre. .

Se la Luna passa al nodo nella fase di

novilunio, sarà allineata perfettamente e





La Luna è molto più piccola del Sole, ma caso vuole che lo sia di circa 400

volte, mentre è circa 400 volte più vicina alla Terra rispetto al Sole. Questa

casualità fa sì che a volte il disco lunare sia grande quasi esattamente

quanto quello solare (dal punto di vista osservativo, ovviamente). La zona

coperta dipende dalla vicinanza della Luna alla Terra nel momento

dell'eclisse

Se la Luna è vicina alla Terra, il suo disco ci appare più grande e può

riuscire a coprire tutto il Sole se la posizione sull'eclittica è favorevole, cioè

se anche la Terra si trova prossima al suo punto di afelio. In tal caso

l'eclisse di Sole è totale.

Un altro caso è dato da una Luna non troppo vicina alla Terra, o magari in

perigeo. In tal caso, la Luna non riesce a coprire tutto il disco solare ma ci

si piazza in mezzo, lasciando i bordi del disco solare scoperti. Si parla in tal

caso di eclisse anulare.

Se la Luna non si trova precisamente in linea con l'eclittica, riesce a coprire

soltanto una parte del Sole, che per il resto riesce a far giungere i suoi

raggi sulla Terra. In tal caso si parla di Sole.

Se la Luna passa al nodo nella fase di

novilunio sarà allineata perfettamente e





La Luna ci mostra la stessa faccia, ma non

del tutto visto che ne possiamo vedere in

realtà il 59%. Il motivo è legato ad un

movimento chiamato LIBRAZIONE.

Librazione in longitudine: La luna ruota a

velocità costante, ma si muove sull’orbita a

velocità variabile.

Librazione in latitudine: Dipende dal fatto

che l’asse di rotazione lunare è inclinato di

10,5 gradi rispetto al piano dell’orbita e

questo permette di vedere oltre i poli.

MOTO DIRETTO E INVERSO

CONGIUNZIONE

ELONGAZIONE

TRANSITO

OCCULTAZIONE

FASI


SERATA N° 12 – ORBITE ED EVENTI CELESTI – I PIANETI INTERNI 24


Mercurio e Venere sono, rispetto alla Terra, dei pianeti interni

poiché le loro orbite sono interposte tra quella terrestre ed il

Sole.

Una conseguenza importante si ha sulla visibilità dei pianeti

interni: non sarà mai possibile trovarli a notte fonda dal

momento che, stando intorno al Sole, quando questo scende

sotto l'orizzonte si porta dietro anche questi pianeti. La loro

osservabilità, quindi, si ha nel piccolo tempo intercorrente tra

il sorgere anticipato dei pianeti rispetto al Sole (ed allora

saranno visibili prima dell'alba) oppure tra il tramonto del

Sole ed il loro tramonto (ed allora saranno visibili appena

dopo il tramonto).



Se immaginiamo di osservare continuamente i movimenti di

un pianeta interno, Mercurio o Venere che sia, vedremo che

la sua direzione subisce delle variazioni eclatanti: a volte li

vedremo tornare indietro rispetto a tutti gli altri corpi celesti. A

dire il vero non è una prerogativa dei pianeti interni, ma è una

caratteristica che va approfondita.

Il moto diretto è il moto che si effettua nel senso nord-ovest-sud-est (antiorario) attorno alla

direzione del polo nord del sistema in esame.

Il moto retrogrado è il moto che si effettua nel senso nord-est-sud-ovest (orario) attorno alla

direzione del polo nord del sistema considerato.

La stazione è la fase del moto apparente di un pianeta nel cielo durante la quale questo sembra

temporaneamente immobile tra le stelle



La congiunzione è una situazione di due o più astri aventi in un

dato momento la stessa longitudine eclittica o la stessa ascensione

retta, quindi i due astri appaiono vicini nel cielo.

La congiunzione inferiore si ha quando il pianeta interno si trova tra

Terra e Sole. La congiunzione superiore si ha quando il pianeta si

trova dietro il Sole rispetto alla Terra.

Dalla congiunzione inferiore, il pianeta si muove verso ovest rispetto al Sole e diviene visibile

prima dell'alba, svelando una fase crescente. Con l'andare del tempo, il pianeta vede diminuire il

suo diametro apparente. La dicotomia (fase di metà disco illuminata) si raggiunge quando il

pianeta si trova alla massima elongazione ovest. Quando il pianeta torna ad avvicinarsi al Sole

prospetticamente, muovendosi verso est, dà vita ad una fase gibbosa tornando a crescere in

diametro apparente fino ad una nuova congiunzione superiore.



L'elongazione è la distanza angolare di un astro dal Sole dal

punto di vista dell'osservatore terrestre.

I punti in cui il pianeta si trova più lontano dal Sole dal punto di

vista dell'osservazione terrestre vengono definiti punti di

massima elongazione. Se il pianeta si trova ad Est, si avrà il

punto dimassima elongazione Est altrimenti si avrà il punto di

massima elongazione Ovest.

Quando il pianeta è ad Est del Sole, sorge dopo ma tramonta dopo rispetto alla stella quindi è

visibile la sera (fase vespertina). Quando il pianeta è ad Ovest del Sole, invece, sorge prima ed è

visibile solo al mattino (fase mattutina), visto che la sera tramonta prima del Sole



Il transito è il passaggio del disco di un pianeta

sul disco solare, o di un satellite sul disco del

proprio pianeta osservato da un pianeta esterno.

L'inclinazione dell'orbita di Mercurio rispetto

all'eclittica, all'incirca di 7°, fa si che Mercurio

regali in media 13 transiti al secolo.

L'orbita di Venere lascia poco spazio ai transiti, che quindi sono più rari di quelli di Mercurio ed

avvengono un paio di volte ogni secolo, ma a coppia dove gli eventi sono distanziati di 8 anni.

Le date più recenti vedono i transiti nel 1631 e nel 1639, nel 1761 e nel 1769, nel 1874 e nel

1882, nel 2004 e nel 2012.



L'occultazione è la sparizione temporanea del pianeta (di

un astro in generale) dietro a un altro di diametro

apparente maggiore.

L’immagine è riferita al momento prima dell’occultazione

di Venere avvenuta nel 2008.

Nel momento della congiunzione superiore, quindi, qualora vi sia allineamento visivo tra i pianeti

interni ed il Sole si verificherà una occultazione del pianeta da parte della stella.



Il movimento dei pianeti interni visto dalla Terra è legato al movimento del

pianeta interno stesso ed al movimento della Terra intorno al Sole. Durante il

movimento, il pianeta verrà ad acquisire differenti gradi di elongazione dal

Sole e ad ogni grado corrisponderà una illuminazione diversa della sua

superficie (fasi). Durante la congiunzione inferiore, i raggi del Sole

colpiscono il lato del pianeta a noi nascosto, quindi il pianeta per i terrestri è

invisibile dal momento che la faccia scura è rivolta a noi. In tal caso, la fase è

dello 0% ed il pianeta è visibile soltanto nel caso di transito sul disco solare.

In congiunzione superiore, tutto il disco del pianeta è invece illuminato verso

di noi, che siamo posti dietro il Sole. In tal caso la fase è del 100% anche se

ciò non deve trarre in inganno visto che durante la congiunzione il pianeta

non è visibile la notte visto che sorge e tramonta insieme al Sole e che di

giorno è totalmente offuscato dalla luce solare!

Nelle fasi di massima elongazione ci saranno i quarti.



La rappresentazione viene fatta disegnando il

punto in cui è visibile il pianeta al momento in

cui il Sole è all'orizzonte, sia che stia

sorgendo sia che stia tramontando. La linea

gialla indica Mercurio ma al momento

dell'alba, mentre la linea verde è riferita al

tramonto. Come si nota dalla curva verde,

Mercurio nel tempo si muove di moto diretto

fino al punto stazionario, quando inverte il suo

moto che inizia ad essere retrogrado. Ci sarà

un periodo in cui Mercurio non sarà visibile

perché in congiunzione eliaca per poi

riprendere ad essere visibile prima dell'alba

nelle posizioni indicate dalla linea gialla.

ELONGAZIONE

OPPOSIZIONE E PERIODO SINODICO

CONGIUNZIONE

OCCULTAZIONE


SERATA N° 12 – ORBITE ED EVENTI CELESTI – I PIANETI ESTERNI 33


I pianeti esterni sono quelli che, rispetto alla Terra, percorrono orbite più ampie e che quindi si

trovano sempre più lontani dal Sole rispetto all'osservatore terrestre.

La differenza sostanziale è che questi pianeti,

rispetto a quelli interni, potranno trovarsi alle nostre

spalle rispetto al Sole.

Come i pianeti, questo è il caso di asteroidi, comete

e pianeti nani, tutti con orbite che vanno oltre quella

terrestre.



Anche per i pianeti esterni, al pari di quelli interni, si può parlare dielongazione, intesa come

distanza angolare dal Sole. In tal caso, tuttavia, l'angolazione può arrivare ad assumere tutti i

valori possibili, da 0° a 360° (anche se in realtà arrivati a 180° si preferisce tornare verso lo 0

Configurazioni particolari si ottengono per valori pari a 0°, 90° e 180°.

Elongazione 0° il corpo è in congiunzione con il Sole dal momento

che è staccato di 0° dalla nostra stella e, quindi, si trova sullo stesso

meridiano celeste.

Elongazione 90° si dice che il pianeta è in quadratura con il Sole, e la

quadratura può essere occidentale oppure orientale in base alle

posizioni assunte rispetto all'orbita.

Elongazione 180° si ha opposizione, che corrisponde al periodo in

cui l'osservatore terrestre ha il Sole da una parte ed il pianeta dalla

parte opposta, con la conseguenza che i raggi solari illuminano tutto il

disco del pianeta che, di rigetto, mostra alla Terra tutta la sua

superficie illuminata.



L'opposizione è la configurazione presentata da due astri il cui scarto angolare in ascensione retta

è pari a 180°. Un pianeta in opposizione eliaca sorge al tramontare del Sole e tramonta al sorgere

della stella, rimanendo visibile tutta la notte.

Per le opposizioni, non sempre la visibilità è buona anche se dal

punto di vista del disco visibile è senza dubbio così. A causa del fatto

che le orbite non sono circolari ma ellittiche, può accadere che

l'opposizione avvenga con il pianeta vicino alla Terra (opposizione

perielica) oppure quando il pianeta si trova nel punto più lontano della

sua orbita (opposizione afelica).

Il periodo sinodico è l'intervallo di tempo che trascorre tra due

passaggi successivi di un pianeta o di un satellite in una determinata

situazione rispetto al Sole o alla Terra.

Anche i pianeti esterni avranno un momento in cui la loro orbita, da

Terra, apparirà retrograda e momenti in cui sembreranno fermi.

DOVE TROVARE I PARAMETRI




Per aggiornare il nostro planetario, magari migliorando la

correttezza dei parametri dopo un passaggio al perielio

oppure per aggiungere una nuova cometa o un nuovo

asteroide, occorre inserire dei valori, che in pratica sono

quelli già visti parlando di parametri orbitali.

Per trovarli, andiamo sul sito www.minorplanetcenter.net e

cerchiamo nel database il corpo celeste da aggiornare o da

aggiungere, ad esempio la cometa C2012/S1 ISON.

http://www.minorplanetcenter.net/







GRAZIE PER LA PARTECIPAZIONE


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