IL MOTO DEI PIANETI (a) INAF - Osservatorio Astronomico di Trieste - G. Iafrate(a) e M. Ramella(a)
←
→
Trascrizione del contenuto della pagina
Se il tuo browser non visualizza correttamente la pagina, ti preghiamo di leggere il contenuto della pagina quaggiù
IL MOTO DEI PIANETI
G. Iafrate(a) e M. Ramella(a)
(a)
INAF – Osservatorio Astronomico di Trieste
Informazioni e contatti: wwwas.oats.inaf.it/aidawp5 - aidawp5@oats.inaf.itUn po’ di storia gradi e, poiché funzionava
sufficientemente bene, rimase in uso per i
Il moto dei pianeti è stato per molti secoli successivi 1500 anni.
un mistero.
A occhio nudo sono visibili cinque pianeti: Un modello “eliocentrico” in cui il Sole è al
Mercurio, Venere, Marte, Giove e centro e i pianeti, inclusa la Terra, gli
Saturno. Questi pianeti sono visibili in ruotano attorno, ha reso facilmente
momenti differenti della notte e nel corso spiegabile il moto dei pianeti.
dell’anno, in alcuni periodi due o più Per la definitiva adozione di un sistema
pianeti appaiono vicini tra loro sulla volta eliocentrico dobbiamo però attendere
celeste, altre volte invece sono lontani. l’astronomo danese Nicolò Copernico
In una notte i pianeti sembrano muoversi (1473 - 1543).
come le stelle: sorgono a est e All’epoca di Copernico le effemeridi dei
tramontano a ovest. Studiando però la pianeti erano molto imprecise: per
loro posizione per un periodo più lungo, produrne di più accurate egli adottò l’idea
alcune settimane o alcuni mesi, si nota di un sistema con al centro il Sole, e non
che essi si spostano lentamente la Terra, in quanto era il modo più
attraversando le costellazioni dello semplice per spiegare il moto dei pianeti.
zodiaco. Anche il Sole e la Luna si Lavorando sugli aspetti matematici del
spostano tra le costellazioni, ma i pianeti suo modello Copernico scoprì anche
si muovono in un modo molto più alcune semplici relazioni geometriche che
complicato, variando la loro velocità e gli permisero di calcolare il periodo di
luminosità. Inoltre essi si muovono la rivoluzione dei pianeti e la loro distanza
maggior parte del tempo verso est, dal Sole, in termini della distanza Terra-
rispetto alle stelle. A volte però questo Sole.
moto avviene nel verso opposto (moto Il successo del suo modello convinse
retrogrado). Successivamente, dopo ulteriormente Copernico che l’idea di un
alcune settimane di moto retrogrado, il sistema eliocentrico fosse corretta, ma il
verso si inverte nuovamente e i pianeti modello copernicano non portò nessun
riprendono a muoversi verso est. sostanziale miglioramento nel calcolo
delle effemeridi dei pianeti rispetto al
Gli antichi Greci credevano che la Terra modello tolemaico, principalmente perché
fosse ferma al centro dell’Universo e che Copernico era convinto che il moto
le stelle facessero parte di una sfera che dovesse avvenire su orbite circolari. Per
le ruotava attorno. Questo modello, descrivere il moto dei pianeti con orbite
chiamato “geocentrico” (Tolomeo, 100 – circolari anche Copernico dovette
175 d.C.), spiegava bene il moto aggiungere epicicli e deferenti, con il
apparente delle stelle. Il moto dei pianeti risultato di un modello altrettanto
rimaneva però un mistero. impreciso e complesso di quello di
Nel modello geocentrico ciascun pianeta Tolomeo.
si muove attorno alla Terra su un piccolo Nei 50 anni successivi alla pubblicazione
cerchio che a sua volta orbita su un del “De revolutionibus orbium coelestium”
cerchio più grande. Il cerchio piccolo è (1543), in cui Copernico espose la sua
chiamato “epiciclo”, quello grande teoria, il modello eliocentrico trovò pochi
“deferente”. Un pianeta che si muove su seguaci. Il principale problema di coloro
questi due cerchi, se osservato dalla che volevano migliorare uno dei due
Terra, compie un movimento avanti e modelli, tolemaico o copernicano, era la
indietro simile al moto retrogrado. mancanza di dati di qualità sufficiente. Il
Il modello geocentrico di Tolomeo poteva telescopio non era stato ancora inventato
predire la posizione dei pianeti e le osservazioni a occhio nudo esistenti
(effemeridi) con una precisione di alcuni erano molto imprecise.Il primo a dedicarsi a una accurata e Leggi di Keplero
sistematica osservazione della posizione
dei pianeti in cielo fu Tycho Brahe (1546 - Le orbite dei pianeti, dei loro satelliti, degli
1601). Alla fine del XVI secolo egli e i asteroidi e delle comete sono governate
suoi assistenti effettuarono, in tre dalla forza di gravità e descritte dalle tre
decenni, osservazioni a occhio nudo di leggi di Keplero (pubblicate tra il 1610 e il
precisione maggiore di un minuto d’arco. 1618):
Poiché pochi anni dopo fu inventato il 1. L’orbita descritta da un pianeta è un
telescopio, queste osservazioni ellisse, di cui il Sole occupa uno dei due
rimangono le migliori mai effettuate a fuochi.
occhio nudo.
Brahe incaricò un suo allievo, Keplero, di
elaborare un modello che soddisfasse le
sue osservazioni. Keplero, come
Copernico, era convinto che la Terra e gli
altri pianeti si muovessero su orbite
circolari attorno al Sole. Nel tentativo di
far combaciare i dati di Tycho con orbite
circolari egli si accorse che alcune
osservazioni si discostavano dalle
previsioni di oltre 8 minuti d’arco. Keplero 2. Il raggio vettore che unisce il centro del
credette nella precisione delle Sole con il centro del pianeta descrive
osservazioni di Brahe e queste aree uguali in tempi uguali.
discrepanze lo portarono presto ad
abbandonare l’idea delle orbite circolari,
in favore di orbite ellittiche. Keplero riuscì
così a formulare un modello in grado di
predire la posizione dei pianeti con una
precisione maggiore dei modelli
precedenti. Il modello eliocentrico di
Keplero divenne il modello accettato
universalmente.
3. Il quadrato del periodo di rivoluzione
dei pianeti è proporzionale al cubo del
semiasse maggiore della loro orbita.Come conseguenza delle leggi di Keplero Moto dei pianeti in Stellarium
la velocità angolare dei pianeti non è
costante, ma varia lungo l’orbita: essa è Con Stellarium possiamo facilmente
maggiore in prossimità del perielio (il visualizzare il moto dei pianeti ed
punto dell’orbita più vicino al Sole), dove esplorare le leggi di Keplero. Stellarium
il raggio vettore è più corto, e minore in infatti offre la possibilità di osservare il
prossimità dell’afelio (il punto dell’orbita Sistema Solare da posizioni diverse: da
più lontano dal Sole), dove il raggio uno qualsiasi dei pianeti, dal Sole o
vettore è più lungo. anche dall’esterno.
Un’altra conseguenza è che il periodo di
rivoluzione è tanto maggiore quanto più il Iniziamo con il porci all’esterno del
pianeta è distante dal Sole: ciò significa Sistema Solare, per renderci conto di
che i pianeti interni percorrono le loro come sono disposti i pianeti, quali siano
orbite in meno tempo e sembrano le loro orbite e la loro distanza dal Sole.
“sorpassare” quelli esterni. È questa
differente velocità relativa che produce il Avviare Stellarium e nella finestra della
moto retrogrado dei pianeti osservato posizione (menu a sinistra), nel menu
sulla volta celeste: quando la Terra “pianeta” selezionare “Solar System
sorpassa i pianeti esterni (Marte, Giove, Observer”. Per avere una migliore
Saturno, Urano e Nettuno) o viene visualizzazione, dalla finestra delle
sorpassata da quelli interni (Mercurio e opzioni del cielo, scheda “cielo”, togliere
Venere), questi sembrano muoversi da l’atmosfera e l’adattamento dinamico
est verso ovest. dell’occhio, impostare al minimo la scala
relativa delle stelle (0.25) e
Stellarium l’inquinamento luminoso (1), selezionare
pianeti e orbite dei pianeti. Nella scheda
Stellarium è un software che trasforma un successiva, “indicatori”, deselezionare
PC in un planetario. Stellarium calcola la tutto e nella scheda “paesaggio” togliere
posizione di Sole, Luna, pianeti e stelle e orizzonte e nebbia.
mostra il cielo come apparirebbe a un Ora cercare il Sole (scrivere “Sole” nella
osservatore ovunque sulla Terra e in finestra di ricerca). Zoommare su di esso
qualsiasi momento. Stellarium può anche fino a far apparire i pianeti del Sistema
disegnare le costellazioni e simulare Solare. Per una visione migliore del
fenomeni astronomici come sciami Sistema Solare togliere la visualizzazione
meteorici ed eclissi di Sole e di Luna. delle stelle, schiacciando il tasto “s”.
Stellarium può essere utilizzato come Cliccando su un pianeta appare la sua
software educativo per l'insegnamento orbita, cliccando sul Sole appaiono le
dell'astronomia a bambini e ragazzi, orbite di tutti i corpi del Sistema Solare.
come aiuto agli astrofili che vogliono Dalla finestra delle opzioni del cielo si può
pianificare una sessione osservativa o aumentare o diminuire il numero degli
semplicemente per esplorare il cielo (è oggetti del Sistema Solare visualizzati:
divertente!). Stellarium mostra un cielo spostare a destra o a sinistra la barra
realistico, proprio come si vedrebbe a “pianeti” nella sezione “etichette e
occhio nudo, oppure con un binocolo o un indicatori”.
telescopio. Ora che abbiamo configurato Stellarium
Stellarium fornisce i dati astronomici possiamo osservare la dinamica del moto
(coordinate, magnitudine, distanza, ecc.) dei pianeti nel nostro Sistema Solare:
della maggior parte degli oggetti celesti accelerare il tempo (con le frecce nella
visualizzati sullo schermo. parte destra del menu in basso) per
Stellarium è scaricabile gratuitamente dal vedere la rotazione dei pianeti,
sito http://www.stellarium.org. selezionare uno a uno i pianeti pervederne l’orbita, avvicinarsi e allontanarsi dal Sole per vedere i pianeti interni o tutto il Sistema Solare. Osservare la validità della terza legge di Keplero: i pianeti più lontani hanno un periodo di rivoluzione più lungo di quelli più vicini, che li “sorpassano”. Cambiamo ora punto di vista: posizioniamoci sul Sole e osserviamo da lì il moto dei pianeti. Nella finestra della posizione, su “pianeta”, selezionare “Sun”. Cercare la Terra e bloccarla al centro dello schermo con l’opzione “centra l’oggetto selezionato” (menu in basso). Passare dalla montatura azimutale a quella equatoriale, con l’opzione “scambia tra montatura equatoriale e azimutale”. Dalla finestra delle opzioni del cielo togliere le stelle o diminuirne le etichette. Regolare lo zoom per ottenere un campo di vista (FOV) di circa 20°. Accelerare il tempo e osservare come la Terra, lungo la sua orbita, sorpassi i pianeti esterni (Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno) e venga sorpassata da quelli interni (Mercurio e Venere). Per visualizzare il moto retrogrado dalla finestra della posizione selezionare la Terra, poi cercare Marte e bloccarlo al centro dello schermo. Far riapparire le stelle, accelerare il tempo e osservare il moto del pianeta rispetto alle stelle: in alcuni periodi sembra invertire il proprio moto e descrivere un anello in cielo. La stessa cosa è osservabile con tutti gli altri pianeti. Quelli più vicini al Sole (Mercurio e Venere) orbitano più veloci e quindi evidenziano più spesso il loro moto retrogrado.
Puoi anche leggere
