Astronomia I
Lezione n. 3
I sistemi di riferimento astronomici
» La sfera celeste geocentrica
» Il riferimento equatoriale
» Coordinate galattiche
» Il sistema eclitticale
Astronomia I Lezione 03
1
La sfera celeste geocentrica
Se il corpo celeste M è una stella, che si trova a grande distanza dalla terra, allora
M
la declinazione geocentrica
M
della stella d coincide con
´
la declinazione d’ misurata
Z
dall’osservatore O.
E
Se invece il corpo
celeste M si trova nel
sistema solare, allora
O
´´
' ''
D
B
C
Superficie terrestre
A
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2
Il sistema equatoriale (ascensione retta , declinazione )
•
•
•
•
Nel sistema di riferimento orario, la declinazione è costante nel tempo, mentre
l’angolo orario varia. L’angolo HA non è pertanto molto utile per la compilazione di
un catologo delle posizioni stellari.
Conviene fissare opportunamente un meridiano di riferimento che passa per un
punto fisso sull’equatore celeste e calcolare l’angolo tra il piano di riferimento ed il
piano meridiano che passa per la stella. A tale scopo si consideri il cerchio massimo
definito dal luogo dei punti occupati dal Sole nel corso dell’anno, la cosiddetta
eclittica. Essa è inclinata rispetto all’equatore celeste di un angolo pari a circa 23°
26´ (angolo detto obliquità e dell’eclittica) e lo interseca in due punti detti
equinozi. Il sole passa per l’equinozio di primavera o vernale, indicato con il
simbolo (e detto anche primo punto d’Ariete) il 21 Marzo, muovendosi da
declinazioni negative a positive.
Questo punto serve come origine delle ascensioni rette , misurate lungo
l’equatore celeste verso est, cioé in direzione opposta a quella con cui viene
misurato l’angolo orario.
Abbiamo così realizzato un sistema di riferimento celeste “quasi” immobile rispetto
alle stelle. In realtà, a causa della precessione degli equinozi, l’ascensione retta ,
la declinazione e l’obliquità e sono funzioni lentamente variabili del tempo. Per
questo motivo i cataloghi riportano le coordinate stellari ( , ) ad una certa epoca.
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Il sistema equatoriale (ascensione retta , declinazione )
P.N.
Eclittica
M’
O
M
a
A
Equatore celeste
P.S.
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4
Nella precedente lezione abbiamo definito il tempo siderale locale TS
come l’angolo orario del punto gamma ()
TS = HA ( )
Il primo punto d’Ariete ( ) ruota nel cielo come una qualunque stella, e
quindi sorge, transita e tramonta. Esso è continuamente variabile a causa
della rotazione terrestre e cresce da zero, quando è in meridiano fino a
24h al successivo passaggio. Quando il punto gamma ha angolo orario 6,
12, 18, …, sono le ore siderali 6, 12, 18, …
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5
Relazione tra tempo siderale, ascensione retta ed angolo orario
Tra l’angolo orario HA(X), l’ascensione retta (X) di una stella X e tempo siderale
locale intercede una relazione fondamentale:
HA(X) +
(X) = TS
2
Zenith
HA = Tempo siderale locale
X
O
N
B
HA(X)
S
W
Nadir
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6
M51
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7
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8
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Coordinate galattiche l e b
(
polo nord
galattico PNG
Longitudine galattica l: è
– l)
(
–
G)
Coordinate equatoriali del Polo
Nord Galattico
aPNG(J2000)= 12h 51m.4
PNG(J2000) = + 27° 07’.7
PCN
X
N´
misurata lungo l’equatore
galattico. Prima del 1959
lo zero era fissato dal
N
meridiano galattico che
L
passa per PNG e per il nodo
ascendente N; dopo il 1959 è
fissato dal meridiano che passa
per PNG ed L, dove L è il punto d’intersezione
del meridiano galattico PNG L G´ che forma un
angolo
=122°.932 rispetto al meridiano
PNG PCN G´. La scelta di quest’angolo
particolare dipende dalla proprietà che L giace
lungo la direzione che dal Sole punta verso il
centro galattico.
Equatore galattico
F
M
Equatore celeste
G´ = polo sud galattico
N ed N´ = intersezione dell’equatore galattico
con l’equatore celeste
N = nodo ascendente; N´= nodo discendente
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Il sistema eclitticale
2
K
2
P
a
X
D
B
Q
l = longitudine eclitticale
= latitudine eclitticale
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11
Ricapitolando, abbiamo
1.
2.
3.
4.
5.
Il sistema altazimutale A (Azimuth), h (altezza)
Il sistema orario
HA (angolo orario), (declinazione)
Il sistema equatoriale
(ascensione retta), (declinazione)
Il sistema galattico
l (longitudine gal.), b (latitudine gal.)
Il sistema eclitticale
,
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Problemi
Una stella ha declinazione = 42° 21’ N e angolo orario HA = 8h 16m 42s rispetto
ad un osservatore che si trova ad una latitudine astronomica di 60° N.
Calcolare l’altezza h e l’azimuth A della stella.
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Verso di rotazione delle
stelle circumpolari
Z = Zenith
ZÔM = 60°
BÔX = = 42° 21’ N
MÔB = HA = 8h 16m 42s
X
SÔC = A
CÔX = h
Equatore celeste
O
N
C
S
W
Orizzonte celeste
Nadir
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Calcolare l’angolo orario della stella Vega (declinazione 38° 44´ N) quando essa si trova
sul primo verticale ovest, per un osservatore alla latitudine 50° N. Per quali latitudini la
stella Vega risulta circumpolare?
Zenith
Meridiano celeste
M
x
E
O
N
S
B
W
Orizzonte celeste
BÔx = declinazione
MÔW = HA
Nadir
Primo verticale
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Disegnare la sfera celeste per un osservatore in latitudine 55° S, ed inserire
le posizioni di due stelle X (altezza h=+40°, azimuth A=130° E da sud) ed Y
(HA=19h, declinazione =40° S). Stimare dal diagramma l’angolo orario e
la declinazione di X e l’altezza e l’azimuth di Y.
Sapendo che il tempo siderale locale è 10h, disegnare l’eclittica.
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Prossima Lezione:
Riduzione delle osservazioni posizionali I: la rifrazione
»
»
»
»
»
Le leggi della rifrazione
L’angolo di rifrazione astronomica R
Misura della costante di rifrazione k
La dispersione cromatica dell’atmosfera
Qualità dell’immagine: il seeing atmosferico
Correzione dovuta all’altitudine del telescopio sul l. m.
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