Costellazioni e Asterismi

Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo Riunione Sociale 16/10/2007

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Di cosa parliamo stasera

● Asterismi

● Costellazioni

● Costellazioni Circumpolari

● Zodiaco

● Il Cielo nelle 4 stagioni

● Carte Celesti

● Adattamento all'oscurità

da Uranographia di Johann Elert Bode, Berlino 1801


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Asterismi?

● un gruppo di stelle “vicine” ● che forma un “disegno” o una “figura”

● in Cielo

Attenzione alle parole: vicine, disegno e figura


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Asterismi

● In una notte limpida possiamo osservare da alcune decine ad alcune migliaia di stelle, a seconda delle condizioni (periodo dell'anno, fase della luna, trasparenza del cielo, illuminazione artificiale)

● Per identificare facilmente le stelle è utile raggrupparle, possibilmente in figure geometriche


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Asterismi: un esperimento


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Asterismi: un esperimento


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In generale: asterismi

Asterismi“figure in Cielo”

● Gruppi di stelle che formano una certa figura

● Solo utili per facilitare l'identificazione

● Nessun significato storico/mitologico

Costellazionicultura e convenzione

● Tradizione storica e cultura

● Valenza simbolica e allegorica

● Definizione ufficiale IAU 1930


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Costellazioni

Diverse funzioni:● Orientamento (navigatori, nomadi)● Calendario (agricoltori)● Orologio (pastori)

Ma anche:● “Contenitore” per la cultura e le credenze,

per i miti, le leggende, gli dei e gli eroi


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Le costellazioni non “somigliano”:il collegamento è puramente allegorico


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Le costellazioni attuali

● Nel corso dei secoli molti hanno rappresentato costellazioni diverse in modi diversi

● Nel 1930 l'International Astronomical Union mette fine a tutto questo disordine: fissa 88 costellazioni, delimitandone nettamente le aree

Toro o Auriga?


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Le 88 costellazionile 54 visibili dalla Sicilia

Nome latino Nome italiano Sigla Zodiaco? Nome latino Nome italiano Sigla Zodiaco?Andromeda Andromeda And Hydra Idra Femmina HyaAquarius Acquario Aqr Z Lacerta Lucertola LacAquila Aquila Aql Leo Leone Leo TAries Ariete Ari P Leo Minor Leoncino LMiAuriga Auriga Aur Lepus Lepre LepBootes Boote, il Bifolco Boo Libra Bilancia Lib VCamelopardalis Giraffa Cam Lynx Lince LynCancer Cancro Cnc S Lyra Lira LyrCanes Venatici Cani da Caccia CVn Monoceros Unicorno MonCanis Major Cane Maggiore CMa Ophiuchus Ofiuco Oph -Canis Minor Cane Minore CMi Orion Orione OriCapricornus Capricorno Cap Y Pegasus Pegaso PegCassiopeia Cassiopea Cas Perseus Perseo PerCepheus Cefeo Cep Pisces Pesci PscCetus Balena Cet Piscis Austrinus Pesce Australe PsAComa Berenices Chioma di Berenice Com Sagitta Freccia SgeCorona Australis Corona del Sud CrA Sagittarius Sagittario Sgr XCorona Borealis Corona Boreale CrB Scorpius Scorpione Sco WCorvus Corvo Crv Scutum Scudo SctCrater Coppa, Tazza Crt Serpens Serpente SerCygnus Cigno Cyg Sextans Sestante SexDelphinus Delfino Del Taurus Toro Tau QDraco Dragone Dra Triangulum Triangolo TriEquuleus Cavallino Equ Ursa Major Orsa Maggiore UMaEridanus Eridano Eri Ursa Minor Orsa Minore UMiGemini Gemelli Gem R Virgo Vergine Vir UHercules Ercole Her Vulpecula Volpetta o Volpacchiotto Vul

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Le 88 costellazionile 34 non visibili dalla Sicilia

Nome latino Nome italiano Sigla Nome latino Nome italiano SiglaAntlia Macchina Pneumatica Ant Mensa Monte Mensa MenApus Uccello del Paradiso Aps Microscopium Microscopio MicAra Altare Ara Musca Mosca MusCaelum Bulino Cae Norma Squadra NorCarina la Carena della Nave Argo Car Octans Ottante OctCentaurus Centauro Cen Pavo Pavone PavChamaeleon Camaleonte Cha Phoenix Fenice PheCircinus Compasso Cir Pictor Pittore PicColumba Colomba Col Puppis Poppa della Nave Argo PupCrux Croce del Sud Cru Pyxis Bussola PyxDorado Pesce Dorato, Pesce Spada Dor Reticulum Reticolo RetFornax Fornace For Sculptor Scultore SclGrus Gru Gru Telescopium Telescopio TelHorologium Orologio Hor Triangulum Australe Triangolo Australe TrAHydrus Idra Maschio Hyi Tucana Tucano TucIndus Indiano Ind Vela le Vele della Nave Argo VelLupus Lupo Lup Volans Pesce Volante Vol


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Costellazioni non visibili?

● L'altezza dell'equatore celeste sull'orizzonte Sud è pari a 90°-latitudine

● La declinazione (dec.) di una stella è pari all'angolo tra l'equatore e la stella

● Se quest'angolo è negativo, e in valore assoluto è maggiore dell'altezza dell'equatore sull'orizzonte, la stella non è mai sopra l'orizzonte: non sorge mai

● Es. Latitudine di Palermo: ~38°Altezza dell'Eq Cel a Palermo: ~52°Le stelle con dec. minore di -52° (come Rigel Kent, dec. -60°) non sono osservabili


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Costellazioni e asterismi

A volte si “sovrappongono”

Vediamo alcuni esempi...


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L'Orsa Maggiore / Grande Carro


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Il Leone / La Falce


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Il Cigno, l'Aquila, la Lira / Triangolo Estivo


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Pegaso / Grande Quadrato di Pegaso


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Il Sagittario / La Teiera


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Ercole / La Chiave di Volta


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Costellazioni Circumpolari

● Le costellazioni sorgono a Est, culminano a Sud, tramontano a Ovest

● Sembrano ruotare attorno a un punto molto vicino (<1°) alla Stella Polare, quasi fissa

● Alle latitudini medie e alte la Polare è ad alcune decine di gradi dall'orizzonte (a Palermo: 38°)

● Alcune costellazioni vicine alla Polare non toccano mai l'orizzonte: non tramontano mai!

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● L'altezza del Polo Nord Celeste (PNC) è pari alla latitudine del luogo

● La distanza angolare di una stella dal PNC è data da90°- declinazione

● Se la distanza dal PNC è minore della latitudine locale, la stella non andrà mai sotto l'orizzonte:non tramonta mai


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● Osservabili ad ogni ora di ogni notte, salvo ostacoli (alberi, montagne, foschia...)

● Per le latitudini dell'Italia (35° Lampedusa, 47° Alpi) sono Orsa Minore, Orsa Maggiore, Drago, Cefeo, Cassiopea, Giraffa

● Al Polo Nord tutte le costellazioni con dec. > 0 sono circumpolari

● All'equatore non ci sono costellazioni circumpolari

● Alcune costellazioni circumpolari per l'emisfero meridionale sono Ottante e Croce del Sud


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Costellazioni circumpolari

Dimostrazione: stelle che non tramontano


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Zodiaco

● Dal greco zòon, vivente, immagine di uomini o di animali

● È la fascia di Cielo attraversata dal Sole nel corso del suo moto annuo apparente (eclittica)

● È anche la fascia di Cielo dove troviamo i pianeti (le orbite sono quasi complanari)

● È un calendario naturale: ci sono collegamenti con la cultura (Spica, Vindemiatrix, solleone,...)

● Relazione con l'astrologia: si riteneva che chi fosse nato in un certo periodo dell'anno, quando il Sole appariva in una certa costellazione zodiacale, avesse certe “inclinazioni” piuttosto che altre


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Zodiaco: se potessimo guardarci “da fuori”


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Le costellazioni dello Zodiacocioè le costellazioni attraversate dal Sole

● Ariete

● Toro

● Gemelli

● Cancro

● Leone

● Vergine

● Bilancia

● Attenzione! Secondo le convenzioni moderne c'è anche Ofiuco!

● Scorpione

● Ofiuco

● Sagittario

● Capricorno

● Acquario

● Pesci


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Zodiaco, oroscopo e precessione degli equinozi

● Abbiamo visto che il Sole, dopo un anno non ci compare proiettato nella stessa direzione (costellazione)

● Questo piccolo “spostamento”, accumulato nei secoli, fa sì che un calendario basato sulle costellazioni dopo alcuni secoli è sbagliato

● Gli astrologi Europei e Statunitensi usano un calendario sbagliato!

Segno Data astrologica Data astronomica

Ariete 21 marzo 19 aprile 19 aprile 13 maggio

Toro 20 aprile 20 maggio 14 maggio 19 giugno

Gemelli 21 maggio 21 giugno 20 giugno 20 luglio

Cancro 22 giugno 22 luglio 21 luglio 9 agosto

Leone 23 luglio 22 agosto 10 agosto 15 settembre

Vergine 23 agosto 22 settembre 16 settembre 30 ottobre

Bilancia 23 settembre 22 ottobre 31 ottobre 22 novembre

Scorpione 23 ottobre 21 novembre 23 ottobre 29 novembre

Ofiuco 30 novembre 17 dicembre

Sagittario 22 novembre 21 dicembre 18 dicembre 18 gennaio

Capricorno 22 dicembre 19 gennaio 19 gennaio 15 febbraio

Acquario 20 gennaio 19 febbraio 16 febbraio 11 marzo

Pesci 20 febbraio 20 marzo 12 marzo 18 aprile


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Zodiaco

Dimostrazione: il Sole nello Zodiaco


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Il Cielo nelle 4 stagioni

● La rivoluzione della Terra attorno al Sole fa sì che il Sole sia allineato con diverse costellazioni dello Zodiaco

● 1 giro completo = 1 anno ~1°/giornoin un mese il Sole si sposta di ~30°dopo un mese il Cielo è “ruotato” di 30°

● Una Costellazione che oggi vediamo sorgere alle 22, tra un mese sorge alle 20:360°/24 h = 15°/h 30° corrispondono a 2h

● Costellazioni stagionali


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Le costellazioni in 3D(grazie a Vito!)

● Le stelle sono molto, molto distanti

● Così distanti che osservando da qualsiasi punto del Sistema Solare le costellazioni rimangono invariate

● Solo per puntarle: è OK immaginarle su una sfera enorme con noi al centro

● In realtà, le stelle sono distribuite tridimensionalmente nello Spazio

● Stelle apparentemente vicine sulla Sfera Celeste possono essere molto lontane nello Spazio


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Le costellazioni in 3DEsempio

● Stelle “diametralmente opposte”: Sirio e Vegadistanza angolare: 160°distanza Sirio: 8,6 a.l.distanza Vega: 25 a.l.

– Distanza Sirio-Vega:circa 30 a.l.

● Stelle apparentemente “vicine”: Sirio e Rigeldistanza angolare: 23°distanza Rigel: 770 a.l.

– Distanza Sirio-Rigel:circa 760 a.l.

● Vega e Denebdistanza angolare: 23°distanza Deneb: 3330 a.l.

– Distanza Vega-Deneb:circa 3300 a.l.

● Stelle “vicine” in cielo possono essere molto distanti tra loro!


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Le costellazioni in 3D

● In realtà, dobbiamo immaginare le stelle visibili ad occhio nudo distribuite quasi uniformemente nello spazio attorno al Sole

● Analogia: è come uno spettatore a cinema, che vede la testa del vicino della fila davanti allineata con la testa di un altro spettatore in prima fila: le due teste non appartengono alla stessa comitiva!

● E se guardassimo verso il Sole da una stella distante, e cercassimo di disegnare le costellazioni congiungendo con linee le stelle agli estremi degli asterismi?


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Una serie di linee che sembrano irradiarsi dai dintorni del Sole verso stelle lontane!

Perchè?

Quando “disegniamo” le costellazioni associamo stelle intrinsecamente poco luminose ma vicine con stelle molto

luminose ma lontane tra loro.es. Rigel e Bellatrix, 240 a.l.

Le costellazioni NON hanno alcun fondamento fisico!!!

eccezzione: associazioni stellari (es. Grande Carro)


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Carte celesti


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Carte celesti

● Diversi tipi di carte che si differenziano per:– Proiezione (stereografica, mercatore,...)

– Scala (gradi/cm)

– Magnitudine limite

– Tipi di oggetti mostrati (stelle, nebulose,...)


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Carte celesti

● Astrolabi

– Impostabile per ogni giorno, ad ogni ora

– Pochi dettagli

– Scala limitata

– Sensibile deformazione ai bordi

– Riferimenti cardinali all'orizzonte

● Mappe del cielo (nelle riviste)

– Valida solo per alcuni giorni o mesi all'anno

– Qualche dettaglio in più

– Scala limitata

– Deformazione ai bordi meno fastidiosa

– Riferimenti cardinali all'orizzonte

●

● Atlanti

– Carte sempre valide

– Molti dettagli

– Scala elevata

– Deformazioni non apprezzabili

– Nessun riferimento rispetto all'orizzonte


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Usare le carte celesti

● Orientare la carta (trovare N, S, E, W)

● Capire la scala della carta (gradi, minuti d'arco, secondi d'arco)

● Dimensione dei cerchietti e magnitudine delle stelle

● Ritrovare in cielo allineamenti e figure geometriche sulla carta

● Le maggiori difficoltà sono associate a un orientamento affrettato e a una scarsa comprensione della scala della carta


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Misurare angoli in cielo

● Immagina un triangolo con un vertice nel tuo occhio e gli altri due vertici nelle stelle

● L'angolo associato al vertice nel tuo occhio è la distanza angolare tra le due stelle

● Una spanna estesa alla distanza di un braccio sottende un angolo di 20°

● Questo è vero per tutti, grandi e piccoli, perchè le proporzioni del corpo sono simili

da “Due Passi tra le Stelle” di M. D. Heilfetz e W. Tirion


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Misurare angoli in cielocome funziona?

Un oggetto di 1 cm, posto a una distanza di 60 cm dall'occhio sottende un arco di circa 1°

Possiamo usare il righello per fare misure in cielo (se non siamo troppo pignoli!)

Questo ci aiuta a mettere in relazione in modo corretto quello che vediamo con la scala delle distanze sulla mappa


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Visione notturna


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Visione notturna

● Nel nostro occhio ci sono 2 tipi di sensori:– Coni: piccoli, consentono di riconoscere più dettagli, di tre specie sensibili

circa al rosso, al verde e al blu, danno la percezione dei colori e dei dettagli. Sono meno sensibili alla luce e più presenti al centro della retina.

– Bastoncelli: più grandi consentono di riconsocere meno dettagli, di un'unica specie, danno solo la percezione della luminosità e non del colore. Sono più sensibili alla luce e più presenti nelle zone periferiche della retina.

● In condizioni di bassa illuminazione il picco di sensibilità dell'occhio sisposta nel blu-verde

● La regione più sensibile dell'occhio non è il centro, ma la parte periferica (visione distolta)


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Visione notturna

● L'iride è il diaframma dell'occhio e permette di variare la luminosità da f/1 a f/64, cambiando di diametro da 1 mm fino a 7 (adulti) o 8 mm (bambini)

● Perchè l'occhio si adatti all'oscurità (visione scotopica) e raggiunga la massima sensibilità, è necessario che:

– L'iride si apra il più possibile

– I pigmenti fotochimici nei coni e nei bastoncelli siano in uno stato non eccitato

● Per questo ci vuole tempo: almeno 10 minuti perchè si rinnovi la gran parte della porpora retinica e perchè l'iride si apra il più possibile

● L'adattamento al buio migliore avviene dopo almeno mezz'ora. Basta 1/20 di secondo per perdere l'adattamento dei bastoncelli e 5 secondi perchè l'iride si richiuda


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Visione notturna

● Conseguito l'adattamento al buio, non ci si dovrebbe esporre a fonti luminose più intense di quelle che intendiamo osservare

● Per consultare carte e documentazione senza perdere l'adattamento al buio bisogna far uso di una torcia poco luminosa colorata di un rosso profondo (620 nm è il colore a cui sono meno sensibili i bastoncelli)

– Una soluzione è usare una torcia con un filtro rosso

– La soluzione migliore è una torcia a LED rosso

● La magnitudine limite in queste condizioni tipicamente è intorno alla 6


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Visione notturna

● Fattori che influenzano l'adattamento all'oscurità nel medio-lungo termine:

– Esposizione a intense fonti luminose durante il giorno o i giorni precedenti

– Carenza di vitamina A

– Alcool e fumo

– Stanchezza e stati di tensione/ansia

– Età


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Fonti, riferimenti e strumenti usati

● Costellazioni e carte celesti

– Ian Ridpath, WilTirion, “Guida delle Stelle”, Muzzio ed.

– Ian Ridpath, “Mitologia delle Costellazioni”, Muzzio ed.

– Milton Heifetz, Wil Tirion, “Due Passi trale Stelle”, Mondadori ed.

– Steven Beyer, “Guida alle Stelle”, Hoepli ed.

● Visione notturna

– R. B. Thompson, B. Fritchman Thompson, “Astronomi per Passione”, Apogeo ed.

– W. Ferreri, “Il Libro dei Telescopi”, Il Castello ed.

– Rodolfo Calanca, “L'Occhio Umano e la Visione”, http://www.coelum.com/calanca/visione_umana.htm

● Altri riferimenti generici usati

– Fredi De Maria, “I Sentieri della Notte”, http://www.otticademaria.it/astro/

– Vari articoli da Wikipedia Italia e USA: www.wikipedia.org

● Software

– Mappe celesti: Stellarium (http://www.stellarium.org/), Kstars (http://edu.kde.org/kstars/)

– Simulazioni 3D: Celestia (http://shatters.net/celestia/)

– Elaborazione immagini: Gimp (http://www.gimp.org/) e Inkscape per gli schemi (http://inkscape.org/)

– Realizzato con Openoffice.org (http://it.openoffice.org/) in KDE (http://kde.org/) sotto Mandriva Linux (http://mandriva.com/)

http://www.coelum.com/calanca/visione_umana.htm

http://www.otticademaria.it/astro/

http://www.wikipedia.org/

http://www.stellarium.org/

http://edu.kde.org/kstars/

http://shatters.net/celestia/

http://www.gimp.org/

http://inkscape.org/

http://it.openoffice.org/

http://kde.org/

http://mandriva.com/


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