Con il naso all'insù

L’astronomia è una delle discipline più antiche della storia umana, le stelle affascinano e ispirano sogni, ma ci permettono anche di sbirciare nella storia o di orientarci nella notte. Non dobbiamo quindi sorprenderci di trovare Astronomo tra le specialità della branca Esploratori. In essa non troviamo solamente la nostra parte razionale (la tecnica) ma c’è una forte componente di sogni e speranze verso cui volgere lo sguardo. Per diventare un buon Astronomo è suffi ciente avere un normale binocolo da 10 ingrandimenti, un astrolabio, una coperta calda e tanta curiosità. Numerose sono le app e i siti che ci aiutano a osservare il cielo 1 , ma è solo la curiosità che ci ha permesso di scoprire la bellezza nascosta nel buio. In quest’articolo vedremo assieme alcuni concetti base utili per la specialità di Astronomo. Non riusciremo in queste pagine ad approfondire tutte le prove, ma spero di riuscire a punzecchiare la vostra curiosità perché, alla prossima uscita, rimaniate

CON IL NASO ALL’INSÙ S

Costellazioni: cosa sono e dove trovarle

di S. Della Torre, ricercatore INFN

qualche minuto in più con il naso all’insù.

La volta celeste offre lo spettacolo più antico dell’universo. I puntini luminosi, che colorano e illuminano l’immensa tela nera dell’universo, paiono muoversi in una lenta danza che dura da milioni di anni. Un osservatore attento noterà che ci sono gruppi di stelle relativamente brillanti e abbastanza vicine tra loro a formare semplici forme geometriche come quadrati, rombi, croci, cerchi o archi. Queste forme hanno ispirato la fantasia degli osservatori che le hanno tramutate in rappresentazioni di divinità, eroi, animali o anche oggetti della vita di tutti i giorni. Tutti i popoli hanno proiettato le loro fedi e le loro credenze in cielo. Queste forme prendono il nome di costellazioni. Gli astronomi moderni utilizzano le costellazioni tramandate dagli antichi greci, che annoverano non solo oggetti comuni e animali, ma anche antichi eroi mitologici. Nell’emisfero boreale (quello osservabile dall’Europa), molto spesso le costellazioni ci raccontano i miti e le leggende dell’antica Grecia. Se durante la notte stessimo ad osservare le stelle noteremmo come queste appaiano ruotare lungo la volta celeste in uno spostamento da est verso ovest, allo stesso modo in cui anche il Sole passa dall’alba al tramonto. Tale rotazione è apparente in quanto è la Terra a ruotare attorno al proprio asse e noi con essa. Esistono degli elenchi che raccolgono i diversi oggetti luminosi e che li catalogano per tipologia (stelle, galassie, nebulose,…), colore e dimensione. Per iniziare a leggere questi cataloghi astronomici occorre defi nire un sistema di coordinate che ci permetta di descrivere la posizione degli oggetti celesti in maniera semplice. Sono così state definite le coordinate celesti in un modo del tutto simile a quello usato per individuare una coordinata geografi ca sulla Terra. La latitudine geografi ca ha quindi

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il suo corrispondente celeste denominata declinazione mentre la longitudine è rappresentata da quella che prende il nome di Ascensione Retta (A.R.). La declinazione è defi nita come la misura in gradi a partire dall’equatore celeste andando verso il polo nord celeste (+90°) oppure verso sud (-90°). Per l’ascensione retta il punto zero è scelto per convenzione e prende il nome di Punto Gamma oppure primo punto di Ariete. Questa direzione è nella costellazione dei Pesci ed è defi - nita come l’incrocio tra l’equatore celeste e il piano dell’orbita terrestre. L’ascensione retta si misura in ore[h]-minuti[m]-secondi[s], il meridiano zero passa dal punto Gamma ed aumenta andando verso ovest. Il vantaggio di usare tale sistema è che la Terra (quindi le costellazioni in cielo) in un’ora ruota all’incirca proprio di un’ora di ascensione retta. Ciò permette quindi di sapere dopo quanto tempo sarà possibile osservare una certa costellazione. Se ad esempio stiamo osservando Orione, che ha una ascensione retta di 5,5h, e volessimo osservare la costellazione del Cancro (A.R. = 8,5h) nella stessa posizione, sapremmo che dovremo attendere 3 ore. In questo modo il cielo stellato si trasforma in un gigantesco oroS logio. Abbiamo detto che la Terra, in un’ora, ruota all’incirca proprio di un’ora di ascensione retta. La differenza, dopo 24 h è di circa 4 minuti. In pratica se osserviamo una stella per un determinato giorno sorgere ad una particolare ora, il giorno successivo questa sorgerà 4 minuti in anticipo. Questa lenta rotazione del cielo è la conseguenza della rivoluzione attorno al Sole e comporta che determinate costellazioni siano osservabili solo in determinate stagioni.Su una sfera che ruota attorno ad un asse, ci sono due punti che non cambiano mai di posizione: sono i Poli! Una stella posizionata proprio lungo l’asse di rotazione terrestre sarà quindi l’unica stella “fi ssa” attorno alla quale tutte le costellazioni ruotano. Oltre ad indicare quindi la direzione del Nord geografico (volgendo lo sguardo alla Polare, avremo sulla nostra destra la direzione cardinale Est, alle nostre spalle il Sud e a sinistra l’Ovest) la stella polare è importante nella navigazione in quanto l’elevazione della stella sopra l’orizzonte determina la latitudine dell’osservatore. Per gli osservatori dell’Artico, la stella Polare si trova direttamente sopra la testa. Per gli osservatori all’equatore, la stella polare siede all’orizzonte. Alle latitudini italiane questa si eleva dall’orizzonte di circa 45°.

Di solito le costellazioni sono formate dall’unione immaginaria delle stelle più brillanti ma, col tempo e con l’avanzamento tecnologico che ha permesso di osservare stelle sempre più deboli, ne sono state inventate molteplici nuove, spesso non facilmente distinguibili a occhio nudo. Inoltre, con l’esplorazione del globo fu possibile osservare porzioni di cielo nuove per i navigatori europei, che iniziarono a defi nire nuove costellazioni partendo dai suggerimenti delle culture locali. Nel 1934 l’Unione Astronomica Internazionale, per mettere ordine alla miriade di cataloghi astronomici, suddivise l’intera volta celeste in 88 costellazioni uffi ciali, defi nendone i confi ni in maniera assolutamente precisa. Quindi, ad oggi, una costellazione è una regione ben defi nita di cielo comprendente stelle e oggetti non stellari 2 che hanno in comune la vicinanza prospettica (cioè che, visti dalla Terra, giacciono grossomodo nella stessa direzione). La costellazione più estesa è Hydra, mentre la più piccola e famosa è Crux che si trova nell’emisfero celeste meridionale. Spesso gli antichi astronomi suddividevano le costellazioni più grandi in parti più piccole, a ciascuna delle quali assegnavano un nome specifi co: in questo caso si parla di Asterismo. In diversi casi gli Asterismi sono rimasti in uso anche ai giorni nostri. I casi più noti sono il piccolo e il grande carro che in realtà sono una porzione delle costellazioni dell’Orsa Minore e dell’Orsa Maggiore.

1 Ad esempio il servizio https://stellarium-web.org/ 2 Per avere una idea della varietà di oggetti celesti visita il catalogo pubblico dell’Hubble Space Telescope http://hubblesite.org/images/gallery

L’Orsa Minore (Ursa Minor - UMi)

Yildun (deltaUMi) è una stella bianca localizzata a 172 anni luce dalla Terra. prende il suo nome dal nome tradizionale turco yıldız "stella". Essa ruota ad una velocità di 180 km/s che conferisce alla stella una forma ovalizzata. Con i telescopi più potenti è possibile distinguere la piccola stella compagna che le danza attorno.

Pherkad (gammaUMi) è la seconda guardiana del Polo. Se la osservate con molta attenzione, scoprirete essere un sistema doppio composto da gammaUMi e da 11UMi. In realtà le due stelle sono vicine solo prospetticamente, essendo localizzate in due punti diversi dello spazio, ma con un buon binocolo si può apprezzare le diverse colorazioni (bianca la gamma, gialloarancione per 11UMi)

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Polaris, denominata alfaUMi, si trova circa 434 anni luce dalla Terra. Essa rimane quasi immobile in quanto localizzata quasi al Polo nord celeste. Polaris è in realtà un sistema triplo di stelle composto da una stella supergigante gialla (Polaris Aa) accoppiata con una compagna di dimensioni più modeste (Polaris Ab). Le due stelle sono legate gravitazionalmente ad un’altra stella (Polaris B) simile a Polaris Ab ma 1000 volte più distante, e che è stata scoperta solo nel 1779 dal famoso astronomo Herschel usando quello che, ad oggi, sarebbe un modesto telescopio

Kochab (betaUMi) è una delle due guardiane del Polo. Di colore giallo-arancione, essa è la 58 ma stella più brillante in cielo.

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EpsilonUMi è una stella binaria, si tratta cioè di due stelle che orbitano una attorno all’altra con un periodo orbitale di 39.5 gi orni. La stella principale è una stella gigante mentre la secondaria è una stella di dimensioni medie.

Anwar al Farkadain (etaUMi) significa “il più brillante dei due vitelli", è una nana bianco-gialla e si trova a circa 97,3 anni luce dalla Terra. La stella è leggermente più brillante rispetto alla sua categoria e per questo si pensa che si stia trasformando in una stella subgigante, un tipo di stella che ha smesso di bruciare idrogeno e si appresta quindi a bruciare la sua riserva di Elio. Alifa al Farkadain (zetaUMi) il nome deriva dall’arabo aḫfa al-farqadayn e significa "il più debole dei due vitelli". E’ una stella nana bianca che dista 375 anni luce dalla Terra. La sua massa è 3,4 volte quella del Sole. Questa stella è sul punto di trasformarsi in una Gigante Rossa.

thetaUMi è con molta probabilità un sistema binario, dista circa 860 anni luce dalla Terra. Le osservazioni spettrali la indicano come una possibile gigante arancione con un diametro di circa 4.8 volte quello del Sole.

SReferenze: ▶ Immagini International Astronomical Union (https://www.iau.org/public/themes/constellations/) The images are released under the Creative Commons Attribution 3.0 Unported license ▶ Le costellazioni al binocolo. Trecento oggetti celesti da riconoscere ed esplorare, Bojan Kambic, Springer ▶ STARS and STARS OF THE WEEK, Jim Kaler, Prof. Emeritus of Astronomy, University of Illinois http://stars.astro.illinois.edu/sow/sowlist.html (consultazione nov. 2019)