Sfera Celeste

Da convinzione a convenzione

Il Sole domina il cielo diurno, ma di notte, specialmente se non c’è la Luna, sono le stelle a dare spettacolo. Distribuite casualmente sulla volta celeste, deboli o luminescenti, il loro numero appare enorme. Per gli antichi osservatori del cielo la Terra si trovava al centro di una enorme sfera tempestata di stelle, in costante rotazione attorno al pianeta. Fu probabilmente questo ad alimentare la convinzione – durata per millenni – che noi fossimo al centro dell’Universo.

Poli Celesti

I poli celesti – ingrandisci

In effetti, osservando il firmamento, notiamo da subito che non è possibile percepire le diverse distanze che ci separano dai corpi celesti. Gli astri appaiono tutti alla stessa distanza, come gioielli incastonati su di una enorme cupola, al cui centro ci troviamo noi osservatori. Se potessimo rendere la Terra trasparente, la volta celeste apparirebbe ai nostri occhi come una enorme sfera di raggio indeterminato, avente come centro il nostro pianeta. Tale astrazione è, per convenzione, il sistema di rappresentazione del cielo usato in astronomia: la Sfera Celeste.

Nell’immagine vediamo posizionati gli elementi visti finora, ovvero PNC, PSC e asse celeste, descritti nel precedente appuntamento.

$Poli celesti$ e latitudine del luogo di osservazione

La sfera celeste, come si accennava descrivendo la dinamica del cielo, è osservabile solo per metà, essendo l’altra occultata dal piano tangente al luogo d’osservazione: l’orizzonte. Le traiettorie stellari appaiono allora come due semicerchi situati uno sopra l’orizzonte (visibile) e l’altro sotto (non visibile). Per questo motivo assistiamo al sorgere e al tramontare degli astri. L’unico sito osservativo in cui nessun astro visibile sorge o tramonta è in corrispondenza dei poli terrestri, dove tutto il firmamento ruota descrivendo cerchi paralleli all’orizzonte. Per contro, all’equatore, tutti gli astri sorgono e tramontano descrivendo cerchi perpendicolari all’orizzonte. Avremo quindi il seguente scenario:

Latitudine e luoghi di osservazione

Poli (lat. massima 90°) – le stelle visibili non sorgono e non tramontano mai

Latitudini Intermedie – solo alcune stelle sorgono e tramontano

Equatore ($latitudine$ 0) – tutte le stelle sorgono e tramontano

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Come raffigurato nell’immagine sovrastante, l’altezza dei poli celesti è strettamente legata alla latitudine del luogo d’osservazione. Infatti, tanto più ci si allontana o ci si avvicina all’equatore, e dunque tanto più cresce o diminuisce la latitudine, di altrettanto i due poli celesti si alzano o si abbassano rispetto all’orizzonte. Per questo motivo, a latitudini intermedie, alcune stelle sorgeranno e tramonteranno mentre altre, quelle più prossime al PNC, descriveranno dei cerchi attorno ad esso rimanendo sempre al di sopra dell’orizzonte. A tali stelle, e alle costellazioni di cui fanno parte, viene dato il nome di circumpolari.

Il cerchio descritto dalle stelle circumpolari viene definito cerchio di perpetua apparizione (da ora CPA), il quale dista dal PNC di un angolo pari alla latitudine geografica del posto d’osservazione. Ad esempio, per un osservatore situato a Roma, l’ampiezza del CPA sarà di circa 42°. Le stelle distanti di un angolo di pari entità dall’altro polo celeste, quello invisibile perchè sotto l’orizzonte, saranno occultate da quest’ultimo e delimitate quindi dal cerchio di perpetua occultazione (da ora CPO). Mai come in questo caso è necessario un aiuto visivo:

CPA e CPO

Sopra: CPA e CPO

Come si può notare stiamo lentamente introducendo le prime definizioni astronomiche. Vi invito pertanto, nel caso testi ed immagini non fossero del tutto chiari, ad inviare commenti per approfondire il tema.

I commenti di questo post sono in sola lettura poichè precedenti al restyling del 2012. Iscriviti al Forum di Astronomia.com ed entra a far parte della nostra community. Ti aspettiamo! : )

23 Commenti

  1. Non mi è ben chiara una cosa riguardo alla posizione delle stelle e a come essa varia nelle stagioni: osservando il cielo sempre dallo stesso luogo, questi movimenti circolari variano nel corso dell’anno? E la stella polare è sempre fissa in un determinato punto in tutto l’anno?
    Per l’aiuto ai bisognosi, e per queste interessantissime lezioni, grazie:!:

  2. Ciao Edoardo,
    iniziamo col dire che la stella polare è fissa nello stesso punto e per tutto l’anno, perchè la Terra ruota parallelamente al proprio asse, il cui prolungamento (PNC) è quasi in corrispondenza della stella in oggetto.

    Possiamo considerare tutte le stelle come punti fissi sulla sfera celeste, poichè sono talmente distanti che i loro movimenti non sono percepibili in tempi brevi. Il fatto che si osservano costellazioni diverse a seconda della stagione è dovuto esclusivamente al moto di rivoluzione terrestre.

    Durante il corso dell’orbita infatti, il lato buio della Terra esposto ci offrirà visioni diverse a seconda del periodo stagionale, ma solo perchè la posizione del nostro pianeta varia nel corso dell’anno rispetto al Sole.

    Se hai ancora dubbi chiedi pure

  3. @Stefano
    Ciao, osservo il cielo da quando sono piccola, soprattutto d’estate. Sono circa vent’anni che mi si ripresenta la stessa visione serale:Arturo verso ovest, Vega allo zenit, Altair a est . Da alcuni anni però ho come l’impressione che le stelle “rimangano indietro”.. sorgano dopo e tramontino di conseguenza dopo. Dappertutto ho letto che nell’arco di una vita umana i movimenti stellari non sono percettibili; ma secondo te, avendo le montagne come riferimento(sia a est che a ovest), non potrebbe essere che qualcosa si possa notare?
    Ti ringrazio in anticipo per l’attenzione.:razz:

  4. @Sonia
    Ciao Sonia, il tuo dubbio è più che lecito! Tuttavia è impossibile percepire qualunque tipo di mutamento nella disposizione delle stelle, se non in termini di milioni di anni.

    Il concetto è questo: più un oggetto è distante meno è possibile percepirne i movimenti. Immagina ad esempio un uccello e un aereo in quota. Osservandoli entrambi si direbbe che l’uccello sia più veloce dell’aereo, ma sappiamo che non è così. Le stelle sono lontane decine di anni luce (la più vicina a poco più di 4 anni luce è Proxima Centauri) e per lo stesso principio di cui sopra sono praticamente immobili, date le immense distanze.

    Stai osservando lo stesso cielo che si presentava agli antichi romani! 😉

  5. c’è in cielo una stella..o meglio,non sono sicura che lo sia, piuttosto bassa sull’orizzonte..conosco i nomi di alcune stelle molto luminose, e non sono loro..vega, denheb, altair..cosa può essere? venere? sospetto sia un pianeta, pechè la luce è fissa..per quello che posso vedere! si trova verso sud, anche verso la mezzanotte (nel caso sia un pianeta..) grazie mille!

  6. Se è molto luminoso, con luce fissa e basso sull’orizzonte è sicuramente un pianeta. Considerando che gli unici altri due molto luminosi (Saturno e Venere) in questo periodo a mezzanotte sono già tramontati, quello che hai visto non può essere che Giove…guarda bene e dovresti anche vedere che si trova nella costellazione del Sagittario…

  7. Premettendo che ho 13 anni (quindi scusate la mia ignoranza…), non ho capito una cosa: ma se abitassi sull’equatore come vedrei il moto dei corpi celesti?
    Comunque complimenti per questa guida! E’ fantastica! 🙂

  8. cara Francesca,
    non ti preoccupare per l’età…anzi è un onore per noi. Hai anche una bravissima collega (Mery). Dunque, a causa della rotazione terrestre tutti gli oggetti compiono in un giorno (apparentemente) un cerchio in cielo parallelamente all’equatore che è proprio perpendicolare all’asse di rotazione. D’accordo su questo? Basta guardare le stelle di notte o la Luna o il Sole di giorno e ti accorgerai in fretta di questo fenomeno che, come ti dicevo, non è dovuto agli oggetti celesti, ma alla rotazione della Terra intorno al suo asse, che passa per i poli. Cosa succede all’equatore? ebbene, dato che siamo proprio lì, il cerchio parallelo all’equatore passa proprio per lo Zenit (ossia quel punto che sta proprio esattamente sulla nostra testa, ossia il punto per cui passa la verticale dell’osservatore). Questo vuol dire che Sole, Luna, pianeti e stelle descriveranno cerchi PERPENDICOLARI all’orizzonte, ossia nascono e tramontano facendo cerchi perpendicolari al suolo. Tuttavia, tutti i pianeti ed il Sole si muovono (il Sole in realtà sta fermo, siamo noi che ci muoviamo) durante l’anno. Ed allora ogni giorno li vedrai spostati rispetto al giorno prima a causa dei loro MOVIMENTI VERI e non apparenti come quello dovuto alla rotazione della Terra. In particolare il Sole, pur facendo sempre cerchi perpendicolari all’orizzonte si sposterà un po’ più a Nord e un po’ più a Sud (per l’esattezza circa 23° da una parte e 23° dall’altra, che è l’angolo appunto tra equatore e orbita della Terra), e due volte all’anno (agli equinozi) passerà proprio per lo Zenit. Puoi provare a fare la figura da sola e vedrai che è tutto molto semplice. Se hai bisogno di altre spiegazioni, faccelo sapere, mi raccomando 😛

  9. Buongiorno, sono sempre stata affascinata dal nostro “cielo” e dalle stelle. Mi alzo presto e tutte le mattine verso le 5.00/6.00 trovo a sud sud-ovest una “stella ” brillante grossa meravigliosa che si sposta verso sud e rimane visibile anche dopo il sorgere del sole talmente è grossa. Che cos’è? Grazie a chiunque saprà svelarmi l’identità. Claudia

  10. Bel sito, complimenti, resto affascinata, ma il tempo spesso è poco per leggere tutto e con due bimbi piccoli che iniziano a far domande io riprendo la mia curiosità e cerco di saziarla per spiegare anche a loro “i fatti del mondo”!
    Siamo italiani, abitavamo nel nord Italia e ora ci siamo trasferiti in Brasile, nel nord-est. Inutile dire che lo scenario notturno è una meraviglia, un sorprendente spettacolo. La domanda è questa: Il cielo sia di giorno che di notte ci sembra più “vicino” e le stelle sembrano essere più grandi e così ben visibili!!! E’ una percezione dovuta alla nostra vicinanza all’equatore? Come altitudine siamo a 400mt, prima eravamo sul livello del mare. E’ che lo spettacolo è così incredibilmente diverso che ci è venuto il dubbio che ci fosse una spegazione scientifica? Scusate l’ignoranza se la domanda vi sembra troppo semplice! Ma è una curiosità di questi giorni, anzi di queste notti!!!! atè logo!boa noite! K

  11. katia!
    è solo un effetto psicologico, che si verifica anche in montagna, quando si è fortunati di avere una notte limpida e senza (troppe) luci: il cielo sembra così vicino che pare di poter toccare le stelle alzando la mano!!!
    Piuttosto tu in Brasile vedrai stelle e costellazioni che noi vediamo male oppure per niente (Croce del sud, il Centauro, ecc): le costellazioni (in particolare quelle dello zodiaco) le vedrai capovolte rispetto a come le vediamo noi…
    Le stagioni sono al rovescio, il Sole quando sorge si dirige verso Ovest e a mezzogiorno culmina verso Nord! L’acqua esce dai lavandini ruotando in senso inverso!
    insomma tutte esperienze nuove, alle quali piano piano darai una spiegazione!
    😉

  12. Ciao Katia, benvenuta!
    La distanza che ci separa dalle stelle è elevatissima, per cui non importa se ci troviamo all’equatore o ai poli. Le stelle resteranno alla stessa distanza. Il fattore a mio avviso fondamentale è l’inquinamento luminoso. Sicuramente sei passata da un cielo “guastato” dall’inquinamento luminoso com’è il nostro in Italia, ad uno molto più sgombro da luci artificiali, con tutte le nuove sensazioni che ne derivano 😉

  13. Grazie!
    Devo dire che non mi ero mai interessata alle stelle, forse perchè nella mia città natale non se ne vedevano molte, c’era spesso la nebbia! Ora però è davvero impossibile ignorarle, inoltre sapere come orientarsi e come riconoscere le diverse costellazioni da un senso di sicurezza e controllo in questi spazi aperti che sembrano infiniti.
    Le vostre considerazioni le terrò a mente e cercherò di approfondire….anche la “leggenda” sull’acqua dal rubinetto perchè me l’avevano già raccontata!!! E come in tutte le cose, quando ci credi davvero sembra proprio funzionare così! 😉 ultima domanda, anche questa da super principiante:
    La luna crescente o calante, quando è un piccolo spicchio, la percepisco in orizzontale, in italia mi sembrava di averla sempre vista in verticale?!?!ma forse non ci ho mai fatto caso più di tanto!?oppure è un fenomeno dovuto all’essere in un emisfero opposto a prima?grazie buon proseguimento di vita!

  14. @katia
    Per quanto riguarda la posizione della luna, questa varia molto a seconda della latitudine del luogo di osservazione e di altri parametri. Anche qui in Italia abbiamo avuto di recente la luna a “barchetta”.

    Ti consiglio di leggere questo bell’articolo:
    http://www.astronomia.com/2012/03/24/la-luna-a-barchetta/
    In caso sorgessero altri dubbi (più che lecito, direi 😉 ), posta pure direttamente nei commenti dell’articolo citato.

    A presto!

  15. questa cosa del lavandino mi interessa…pensavo fosse solo un fenomeno del wc :mrgreen:

    wikipedia però non è che l’abbia scritto terra terra la cosa. :mrgreen:

  16. vabbè…
    comunque se da noi le case sono esposte Sud per una migliore insolazione, nell’emisfero australe devono essere esposte a Nord: speriamo se ne ricordino gli installatori di pannelli fotovoltaici !
    TADAA…
    anche la Luna si vede capovolta: la luna piena non mostra lo stesso “faccione” che noi conosciamo tanto bene!