Fenomeni mutui dei satelliti di Giove: occultazioni

Abbiamo visto e vedremo che non è un argomento dei più facili: basti pensare che è stato oggetto di studi per anni ed anni da parte di Astronomi del calibro di Keplero e Copernico…
Siamo arrivati al momento culminante della situazione: a partire dal prossimo autunno le orbite dei satelliti Medicei, viste dal nostro punto di osservazione preferito qual è la Terra, appariranno di taglio e questo comporterà alcune bellissime configurazioni (in breve eventi) abbastanza rari e che richiedono l’utilizzazione di telescopi dal diametro importante ed una buona dose di cieli sereni…
Cercando dunque di essere più positivi possibile (mica pioverà sempre o sarà nuvolo in tutti i quasi otto mesi che ci aspettano!!) arriviamo a comprendere ancora meglio la situazione che si presenterà, grazie ad un altro diagramma, che ho realizzato con Adobe Illustrator.

Qui vediamo due figure: in quella superiore ho rappresentato in prospettiva l’orbita di un $satellite$ che ruota intorno a Giove e una freccia rossa che indica la direzione da cui stiamo osservando. Man mano che il tempo scorre, il $satellite$ percorrerà la sua orbita seguendo quell’ellisse schiacciata: questo è quanto si vedrebbe a bordo di una sonda spaziale in vicinanza di Giove.
Nella figura inferiore è la stessa situazione vista però di taglio, dalla Terra: stavolta il $satellite$ andrà su e giù lungo il segmento bianco.
Ma questo dovrebbe essere alquanto intuitivo, perché lo abbiamo verificato con le nostre osservazioni, magari senza pensare su più di tanto alla geometria della situazione: aggiungiamo ora alla figura un secondo $satellite$, più vicino a Giove rispetto a quello già disegnato. Già possiamo immaginare cosa succede

in questo caso, visti dalla Terra i due satelliti vanno su e giù (o meglio da destra verso sinistra e viceversa) lungo la linea, come ben sappiamo sperimentalmente. Non c’è bisogno di un’altra figura per visualizzare mentalmente quello che succede con 4 satelliti.

Le occultazioni tra satelliti

Immaginando di far scorrere il tempo, capiteranno sicuramente delle situazioni in cui, visti dalla Terra, i due satelliti si sovrappongano nel loro cammino: in questo caso il $satellite$ che si trova davanti, più vicino a noi prospetticamente, occulterà l’altro $satellite$, che si troverà dietro, più lontano rispetto a noi. Per capire ancora meglio la situazione, osserviamola dall’alto, spostando la nostra sonda spaziale sopra al Polo Nord di Giove, in modo da vedere le orbite dei due satelliti come dei cerchi (in prima approssimazione, data la bassa eccentricità delle rispettive orbite).

In questa figura vediamo due situazioni in cui si può trovare il $satellite$ A (A1 ed A2) nelle quali per semplicità di rappresentazione il $satellite$ A è molto più lento di B nel suo moto orbitale, da apparire fermo. Nella situazione A1, il $satellite$ B si sposta da B1 a B2 e poi a B3, passando dietro al $satellite$ A1 rispetto alla linea di vista arancione tratteggiata.
Nella situazione A2 il $satellite$ B, spostandosi da B1 a B3, andrà ad occultare il $satellite$ A2 quando sarà arrivato al punto B2.
Nella parte $inferiore$ della figura abbiamo le due viste dalla Terra: nella situazione A1, il $satellite$ B passerà dietro ad A, mentre nella situazione A2 avverrà il contrario e cioè B passerà davanti ad A, occultandolo.
Ma cosa si osserverà dalla Terra in queste situazioni? Se abbiamo la fortuna di utilizzare un telescopio di grande apertura allora si potranno vedere (fotografare o filmare) i due dischetti che si sovrappongono, mentre se osserviamo con un $telescopio$ più piccolo, ma anche con un buon binocolo, potremo vedere dapprima due puntini separati che piano piano si congiungono fino a fondersi. E se le condizioni di seeing saranno buone si potrà verificare anche un abbassamento della luminosità totale del punto, nel caso in cui il $satellite$ occultante abbia una luminosità $inferiore$ rispetto a quello occultato.
Il tutto è diabolicamente, ma splendidamente complicato dal fatto che i due satelliti potranno avere diametri differenti, nel qual caso si potranno avere situazioni differenti: se il $satellite$ occultante è più grande si potrà avere un’occultazione totale, come pure un’$occultazione$ parziale da parte di un oggetto più grande. Se invece il $satellite$ occultante è più piccolo allora un’eventuale $occultazione$ totale sarà anulare e si potranno avere comunque occultazioni parziali.

Complicato, ma fantastico!

Pensate alle meravigliose eclissi di Sole dove il Sole e la Luna hanno un diametro praticamente uguale e … complicate il ragionamento pensando a due satelliti che possono avere grandezze differenti.

Se vi sembra che tutto questo sia complicatissimo, avete ragione, ma ci sono tantissimi casi che si presenteranno ed allora sarà più semplice indicare per ogni evento cosa succede. Dovete solo pazientare ed attendere le prossime puntate laddove analizzeremo ogni situazione, scoprendo insieme la bellezza di questi fenomeni.
Prima di passare alle eclissi mutue, facciamo insieme una riflessione: come abbiamo già visto in precedenza, tutti questi eventi, come ogni altro tipo di $occultazione$ (ad esempio di una stella da parte della Luna o di un pianeta) sono solamente dovuti al perfetto allineamento visuale tra la stella, la Luna o il Pianeta e noi che osserviamo. Infatti sappiamo che ad esempio un’$occultazione$ lunare di una stella è visibile solamente in una ben determinata zona della Terra, così come succede per le eclissi di Sole: basta trovarsi di poco al di fuori della zona interessata dall’evento, che l’evento non si verificherà.

Per le occultazioni reciproche di satelliti di Giove, c’è da dire che la situazione è decisamente più favorevole a causa della distanza di Giove e dei satelliti: in questo caso l’evento, a meno di rarissimi casi, è visibile da qualsiasi punto della Terra e l’unica condizione per l’osservabilità è che Giove sia sopra l’orizzonte, con il Sole ben al di sotto dell’orizzonte.
Se consideriamo tutti gli eventi di $occultazione$ tra satelliti, a occhio e croce una buona metà non saranno visibili perché Giove non è ancora sorto dal nostro punto di osservazione o perché avvengono di giorno, con la luce del Sole che impedisce l’osservazione.

Come sappiamo, non è finita qui: tra i fenomeni mutui fra satelliti di Giove ci sono anche le eclissi, che analizzeremo nella prossima puntata.