PROGETTO: “LABORATORIO DI ASTRONOMIA” FINALITA’ Il corso intende permettere agli studenti partecipanti di acquisire familiarità con le procedure operative basilari dell’astronomia, rendendoli protagonisti di esperienze interattive che spaziano dall’astronomia sferica di posizione alla meccanica celeste. Nel calendario sotto esposte verranno proposte una serie di iniziative che, naturalmente, niente hanno a che vedere con le tematiche più scottanti della ricerca astrofisica contemporanea, ma permettono ai partecipanti di acquisire una certa familiarità con le prove di laboratorio e con l’approccio sperimentale, comune peraltro a qualunque tipo di ricerca, anche del più avanzato e sofisticato, la qual cosa tornerà utile poi, quando dovranno affrontare prove di laboratorio, negli anni successivi di studi universitari, coloro i quali intenderanno intraprendere facoltà scientifiche. UTENTI Gli studenti dell’ultimo anno (classi quinte) del Liceo Scientifico P. Gobetti (a discrezione degli insegnanti e del Dirigente scolastico si può lasciare aperta l’opzione di offrire l’opportunità anche agli studenti del quarto anno). TIPOLOGIA Il “Laboratorio di astronomia” non intende essere né uno sportello di Astronomia e Scienze della Terra, né un corso di recupero in tale materia, tuttavia l’approccio operativo, preceduto da incontri preparatori, potrebbe tornare utili anche a coloro che dovrebbero consolidare un po’ le conoscenze nella materia; d’altro canto va preso pure atto che, per poter fruire pienamente del Laboratorio, lo studente deve avere una certa familiarità con alcune nozioni che vengono considerate come prerequisiti di fisica e di matematica e che dovrebbero essere ormai acquisite, fin dai precedenti anni di corso. Risultano essenziali, per una piena fruizione, la conoscenza di grandezze fisico‐ matematiche come la trigonometria elementare, i fondamenti di cinematico, la conoscenza (solamente a livello teorico) dei gradi di libertà di un corpo rigido, con particolare riguardo ai moti rotatori, vista l’analogia con i moti celesti apparenti e effettivi della Terra (rotazione, rivoluzione, precessione, nutazione, librazione), nonché col relativo stazionamento e puntamento di un telescopio. Tutto il resto non sarà dato per scontato. Il corso si articola in 5 appuntamenti, ognuno con una diversa tematica, della durata di 3 ore ciascuno, per una durata complessiva di 15 ore, da gennaio ad aprile 2010, con cadenza indicativamente quindicinale, tenendo conto del calendario ufficiale scolastico nonché delle esigenze astronomiche. Ogni incontro si articola in due fasi: dapprima il relatore presenta la tematica a livello teorico, mediante l’ausilio di supporti informatici quali power point, poi nella seconda fase (che si svolgerà immediatamente terminata la prima fase oppure a distanza, a seconda del calendario) gli studenti, coadiuvati dagli insegnanti e dal relatore, dovranno mettere in pratica quanto proposto nella parte teorica. Per fare qualche esempio: se l’appuntamento verte sui moti celesti, nella fase operativa gli studenti, suddivisi in gruppi di 4 o 5 dovranno essere in grado di stazionare e puntare un telescopio; SVOLGIMENTO & TEMATICHE 1° incontro: Astronomia sferica: come stazionare un telescopio Dopo aver passato in rassegna i principali sistemi di riferimento (sistema di riferimento altoazimutale, equatoriali relativo ed assoluto, eclittico, galattico) argomento che dovrebbe essere già stato almeno parzialmente affrontato a lezione, verranno presentati i componenti del telescopio (ottica principale, cerchi graduati, cercatore, oculari, diagonale). Alle ultime luci del crepuscolo verrà affrontato l’allineamento del cercatore con le ottiche primarie, magari facendo provare e riprovare ai ragazzi suddivisi in gruppi di quattro, cinque al massimo. Dapprima si farà la cosa più facile, puntare un oggetto ben visibile ad occhio nudo come un pianeta, quindi un oggetto invisibile ad occhio nudo. 2° incontro Determinazione del luogo di osservazione La Terra è, in prima approssimazione, una sfera. L’altezza del Sole di giorno e delle stelle di notte permette di determinare con una certa facilità la latitudine del luogo di osservazione. Ben più difficile diventa indovinare la longitudine. Se però si possiede un orologio di riferimento e tramite questo si determina il tempo siderale locale, l’altezza e l’azimut o, il che è lo stesso, l’angolo orario del Sole o di alcune stelle possiamo ricavare anche la seconda coordinata. Nella presentazione, oltre ai fondamentali rudimenti di astronomia di posizione, daremo anche alcuni cenni storici sul problema della longitudine e sulle moderne tecnologie del GPS. La parte conclusiva sarà divisa in due parti perché prima del tramonto del Sole verrà ricavata la latitudine mediante il Sole, quindi, a notte fatta, rifaremo lo stesso calcolo con la stella Polare e calcolando la posizione di tre stelle determineremo la longitudine. Alla fine proveremo ad orientarci con strumenti come l’astrolabio, il notturlabio ed i cerchi di altezza. Durante la presentazione verranno dati dei cenni di meccanica celeste. 3° incontro Osservazione col metodo dello “star hopping” Una conoscenza del cielo adeguata permette di saper dove puntare il telescopio anche se l’oggetto non è visibile ad occhio nudo. Infatti gli oggetti di profondo cielo si possono raggiungere mediante stelle di guida, dalle più brillanti alle più deboli, magari invisibili ad occhio nudo ma ben identificabili al cercatore. Tutto questo presuppone una conoscenza della mappa celeste. La presentazione verterà dunque sulla rappresentazione cartografica del cielo, con cenni anche ai problemi delle proiezioni (cilindrica, stereografica, etc.) ed alle rappresentazioni storiche, con le decorate e preziosissime carte del cielo popolate di figure mitiche tratteggiate, assieme alle stelle, fin nei minimi dettagli. Sarà cura del relatore selezionare una serie di oggetti (e costellazioni) e di presentare le relative mappe del cielo. 4° incontro Osservazione con i cerchi graduati Un metodo più raffinato e tecnicamente più avanzato per trovare un oggetto celeste consiste nell’utilizzare le coordinate sferiche, in particolar modo l’ascensione retta e la declinazione. Esse sono già state presentate durante il primo incontro ed utilizzate sia in quello, sia nel secondo appuntamento. Una volta stazionato il telescopio ben in polo (la messa in polo corretta necessita di un certo numero di correzioni ad approssimazioni successive) verrà lanciato l’inseguimento e sistemati i cerchi graduati secondo la configurazione del momento di osservazione. Da questo momento in poi ha luogo la fase operativa vera e propria poiché possiamo rintracciare un oggetto consultando le sue coordinate su un catalogo ed impostandole quindi sui cerchi graduati. Pertanto, a notte fatta, utilizzando esclusivamente i cerchi graduati verrà puntato un oggetto. Anzi la serata si concluderà solo dopo che saranno state svolte due operazioni complementari: la prima, il rinvenimento di oggetti celesti invisibili d occhio nudo, la seconda, la conferma della bontà del metodo andando a puntare un oggetto visibile ad occhio nudo e controllando i valori sui cerchi graduati (da confrontare con quelli forniti dai cataloghi). 5° incontro Visita/laboratorio all’Osservatorio di Torre di Luciana Tutto quanto è stato presentato al liceo può essere nuovamente visto e riprovato in un luogo sufficientemente buio, come l’Osservatorio Torre di Luciana. Inoltre i partecipanti avranno l’opportunità di mettere l’occhio a telescopi che, se ancora non si possono definire propriamente professionali, godono comunque di aperture di tutto rispetto. Le tematiche proposte possono essere un po’ adattate a seconda delle esigenze e dell’interesse dei partecipanti. Non si può escludere neppure la necessità di dedicare un incontro aggiuntivo per ulteriori approfondimenti o per l’elaborazione dei dati. Prof. Lorenzo Brandi
