Eclissi di Sole e di Luna

Le eclissi sono il parziale o totale occultamento di un corpo celeste da parte di un altro. Dette anche occultazioni, quando riguardano i due astri maggiori vengono chiamate eclisse solare od eclisse lunare.

Il fenomeno in se stesso avviene perchè la Luna durante il suo moto orbitale attorno alla Terra, assume delle posizioni che la vedono ora in opposizione (L-T-S) ed ora in congiunzione (T-L-S). Così nel primo caso essa sarà dalla parte opposta al Sole, con il nostro pianeta in mezzo e nella fase di Luna Piena (LP), mentre nel secondo caso si troverà nella sua stessa direzione, e dunque fra esso e la Terra, nella fase di Luna Nuova (LN).

Essendo però dei corpi rigidi, e dotati dunque di una certa massa, essi creeranno dei coni d'ombra e di penombra che si proietteranno nello spazio. Accadrà allora che il globo terrestre, proiettando dei coni d'ombra e di penombra, impedirà a quello lunare di essere illuminato dai raggi solari. Viceversa quando è la Luna a stare in mezzo, e dunque a generare un cono d'ombra ed uno di penombra, sarà la volta di una parte della superficie terrestre a non essere illuminata dalla luce solare.

L'orbita lunare e quella terrestre (eclittica) non stanno comunque sullo stesso piano, la prima ha infatti un'inclinazione di circa 5° rispetto alla seconda. Da tutto ciò deriva allora che i 2 piani orbitali si intersecheranno in due punti, i nodi lunari, dove i tre corpi possono essere dunque allineati provocando le eclissi. Se così non fosse ad ogni LN avremmo un'eclisse di Sole, così come ad ogni LP ne avremmo una di Luna.

Alcuni parametri caratterizzano inoltre ognuno di questi eventi, e sono:

-grandezza - la percentuale del disco interessata dal fenomeno;
-fase massima o centralità - l'istante in cui i punti centrali sono alla minima distanza fra loro.

Inoltre, un'eclisse viene definita centrale quando i centri del disco solare e di quello lunare, o di quest'ultimo e del cono d'ombra generato dal nostro pianeta, sono perfettamente allineati.

Infine c'è da sottolineare il numero massimo di questi fenomeni per ogni anno, che è uguale a 7: 5 solari e 2 lunari o 4 solari e 3 lunari, o minimo 2, tutte solari.

Ciclo di saros

Una caratteristica delle eclissi è la loro periodicità, ovvero il loro ripetersi con la stessa sequenza dopo un periodo che venne chiamato ciclo di saros e che fù scoperto dagli antichi astronomi babilonesi. Infatti, dipendendo dalle relative posizioni della Terra e della Luna, e visto che i loro moti sono pressocchè regolari, e partendo dal fatto che perchè si verifichi un'eclissi il nostro satellite deve essere in fase di LN o di LP, e quindi in prossimità di una delle due intersezioni dell'orbita lunare con il piano dell'orbita terrestre, i nodi, si hanno dei periodi denominati:

-mese draconico - l'intervallo di tempo fra 2 successivi passaggi della Luna allo stesso nodo che è uguale a 27,2 giorni;
-mese sinodico - il periodo compreso fra 2 fasi uguali che corrisponde invece a 29,5 giorni;
-mese anomalistico - l'arco di tempo impiegato dal nostro satellite a raggiungere per 2 volte consecutive il perigeo, che ammonta a 27,5 giorni.

Affinchè dunque tutto si ripeta alla stessa maniera è necessario che questi tre periodi siano fra loro sincronizzati e contenuti in un ciclo multiplo di giorni. Si ha allora che 242 mesi draconici sono pari a 223 sinodici e a 239 anomalistici che corrispondono a circa 6585,3 giorni. Perciò dopo tale periodo di tempo, 18 anni, 10 giorni e 8 ore (o 18 anni, 11 giorni e 8 ore, a seconda che vi siano inclusi 4 o 5 anni bisestili) tutto si ripeterà alle medesime condizioni con la Luna alle stesse posizioni rispetto al Sole, ai nodi ed alla Terra.

Considerando inoltre la frazione di giorno, le 8 ore, l'evento si verificherà alla stessa ora, ma a 120° di longitudine Ovest rispetto alla località precedente. Ragion per cui dopo 3 cicli completi, ossia dopo 54,1 anni, corrisponderanno sia la data che la località.

Eclisse solare

Relativamente al Sole il fenomeno delle eclissi si verifica quando il nostro satellite, trovandosi in fase di LN, viene a trovarsi lungo la direzione T-L-S ed in prossimità di quel punto chiamato nodo.

In questo caso allora, una parte del globo terrestre rimarrà oscurata attraversando il cono d'ombra generato dalla Luna, mentre dalla superficie terrestre questa ci apparirà transitare davanti al disco solare occultandolo completamente e creando quelle fasi che descrivono ogni eclisse totale:

-1° contatto - i bordi esterni dei due corpi si toccano dando inizio al fenomeno;
-2° contatto - il disco lunare tocca il bordo interno di quello solare;
totalità - l'evento raggiunge il suo culmine con il disco lunare che occulta completamente quello solare rendendo possibile l'osservazione della corona e delle protuberanze solari;
-3° contatto - inizia la parte finale del fenomeno con il disco lunare che tocca nuovamente quello solare;
-4° contatto - il nostro satellite, toccando per l'ultima volta il bordo esterno del disco solare, completa il suo transito davanti al Sole.

Vi sono comunque dei casi in cui il disco lunare può ostruire quello solare anche solo parzialmente, ed in tal caso avremo perciò una eclisse parziale. Considerando inoltre che le dimensioni apparenti del globo lunare variano a causa dell'eccentricità dell'orbita lunare, che porta il nostro satellite a distanze variabili dalla Terra di 405000 km all'apogeo, il punto piu' lontano, e di 363000 km al perigeo, il punto piu' vicino, se ne verificheranno degli altri in cui esso apparirà piu' piccolo rispetto a quello solare creando così l'eclisse anulare.

Dalla superficie terrestre allora, nelle zone sottoposte al cono d'ombra si osserverà una eclisse totale, mentre in quelle toccate dalla penombra una eclisse parziale. Naturalmente laddove il cono d'ombra generato dal corpo lunare non tocchi la superficie terrestre, come dicevamo a causa della distanza, vi sarà una eclisse anulare.

L'evento, per l'effetto combinato della rotazione terrestre e del moto lunare, è di breve durata, circa 7 minuti, visto che l'ombra proiettata dalla Luna sulla Terra si sposta da Ovest verso Est con una velocità media di circa 5000 km/h.

Esso sarà inoltre visibile solo da una ristretta fascia, la zona di totalità, larga al massimo 270 chilometri. Inoltre, durante il suo verificarsi, è possibile notare, oltre alle già citate corona e protuberanze, anche quel particolare effetto ottico creato dalla luce solare mentre attraversa le alture lunari, i grani di Baily.

Eclisse lunare

Una eclisse lunare si verifica quando la Luna, in opposizione, e perciò in fase di LP, attraversa il cono d'ombra generato dal globo terrestre e si trova in prossimità dei nodi. Può essere di tre tipi:

-di penombra - se attraversa il cono di penombra;
-parziale - se è interessata dal fenomeno, ovvero è immersa nel cono d'ombra solo parzialmente;
-totale - quando è totalmente immersa nel cono d'ombra.

Giacchè il nostro pianeta proietta anche un cono di penombra, il disco lunare può essere oscurato solo lievemente, rimanendo comunque visibile, essendo illuminato dalla luce solare deviata dall'atmosfera terrestre, che le conferisce un colore rossastro.

Analogamente all'eclissi solari, le fasi che caratterizzano il fenomeno, nella versione totale, sono:

-1° contatto - il bordo del disco lunare e quello del cono d'ombra si toccano dando inizio all'evento;
-2° contatto - inizia l'immersione nel cono d'ombra;
totalità - il centro del disco lunare e quello del cono d'ombra sono alla minima distanza angolare;
-3° contatto - inizia l'emersione dal cono d'ombra;
-4° contatto - la Luna esce dal cono d'ombra generato dalla Terra decretando la fine dell'evento.

Da notare anche che tutte le eclissi di Luna totali, prima e dopo la fase massima, sono sempre precedute da una fase di penombra e da una parziale, e seguite da una parziale ed una di penombra.

A differenza di quella solare, l'eclissi lunare è visibile da tutto l'emisfero dove il nostro satellite appare sopra l'orizzonte ed in un anno se ne possono osservare in genere due, anche se vi sono dei casi in cui si può arrivare a tre. La durata massima di ogni singolo fenomeno è di circa 2 ore.

Occultazioni

Le occultazioni ricorrono quando un corpo celeste passa davanti ad un altro di diverse dimensioni apparenti, frapponendosi così fra questo e l'osservatore, ed oscurandone in tal modo la visuale. Invece, nel caso particolare in cui il corpo occultante sia di dimensioni minori di quello occultato, si parlerà molto piu' semplicemente di transito.

Le piu' rilevanti sono le occultazioni lunari che vedono il nostro satellite naturale interporsi fra noi e stelle, pianeti, asteroidi ed altri oggetti, causandone quindi la temporanea scomparsa. Ma accade anche che questi corpi siano a loro volta protagonisti attivi di tali eventi occultandosi reciprocamente, come ad esempio succede fra i satelliti di Giove ed il pianeta o piu' raramente fra asteroidi e pianeti stessi o fra questi e le stelle.

L'evento sebbene sia molto semplice, un corpo celeste che passa davanti ad un altro impedendone la visuale, presenta degli aspetti molto interessanti per l'osservazione astronomica. Infatti grazie ad esso è stato possibile in passato scoprire gli anelli di Urano, misurare il grado di separazione di alcune stelle doppie, determinare se un pianeta fosse o meno dotato di atmosfera. Nel 18° secolo ad esempio l'astronomo danese O. Romer, osservando l'immersione e l'emersione dei satelliti gioviani da dietro il disco del pianeta Giove, notò che i tempi variavano a seconda della distanza dalla Terra e che ciò era dovuto alla velocità della luce di cui ne riuscì a quantificare il valore.

Piu' comune è dunque l'occultazione lunare di stelle e pianeti, considerando anche che essi presentano a volte un elevato grado di magnitudine, che rendono il fenomeno visibile persino ad occhio nudo.

Inoltre tutti i corpi celesti, sebbene sottoposti alla rotazione della sfera celeste che appare trascinarli in maniera sincrona, sono in effetti dotati di un "moto proprio", che è tanto piu' rapido quanto è minore la loro distanza dalla Terra. La Luna allora, essendo quello piu' vicino al nostro pianeta, sembrerà andare incontro ad ogni altro oggetto che avvicinandosi piano piano entrerà prima in contatto con il bordo del disco lunare, per poi scomparire dietro ad esso e riapparire dopo un certo periodo di tempo dal lato opposto. Quando invece il passaggio avviene radente, è possibile addirittura assistere con gli strumenti ottici ad una serie di sparizioni ed apparizioni del corpo occultato dietro le alture lunari.

Naturalmente nei casi di Luna crescente l'oggetto si immergerà dal lato oscuro per riapparire da quello illuminato, viceversa con Luna calante le parti si invertiranno. Da tutto questo si evidenziano due fasi principali:

-immersione - corrispondente all'istante in cui il corpo occultato scompare dietro quello occultante;
-emersione - l'istante del suo successivo riapparire.

Tuttavia l'osservazione di ognuno di questi momenti è condizionata dall'illuminazione del bordo lunare, che li rende piu' difficilmente visibili di quando esso sia buio, mentre la loro durata dipende dalle dimensioni apparenti dell'oggetto occultato, ammontando anche a diverse decine di secondi nei casi in cui pianeti come Giove e Saturno siano all'opposizione.

L'intervallo di tempo compreso fra essi, e perciò la durata complessiva dell'evento, in media 1 ora, dipende invece dal moto proprio del corpo celeste, dalla velocità della Luna, che com'è noto varia fra un massimo (al perigeo, il punto dell'orbita piu' vicino alla Terra) ed un minimo (all'apogeo, il punto piu' lontano), e dalla posizione del contatto raggiungendo quindi un valore piu' alto in occasione di una occultazione centrale, ovvero per un passaggio al centro del disco.

Sono da considerare anche due parametri:

-l'angolo di posizione (AP) - ovvero la distanza angolare fra il punto piu' a Nord del disco lunare e quello di contatto fra i due corpi;
-l'angolo di cuspide (AC) - che invece riguarda la distanza fra il punto di contatto e l'estremità del terminatore piu' vicina ad esso.

Un altra caratteristica di questo evento è il suo verificarsi in serie, ossia il ripetersi dell'occultazione lunare dello stesso corpo a distanza di qualche mese. Il pianeta Saturno è stato ad esempio protagonista di una serie compresa il 2001 ed il 2002, con due episodi visibili anche dall'Italia in Novembre e Dicembre 2001.

Tutto ciò è una diretta conseguenza del fatto che l'orbita lunare, inclinata di circa 5° rispetto all'eclittica, interseca quest'ultima in 2 punti detti nodi che sono uniti da una retta immaginaria chiamata "linea dei nodi". Questa a sua volta regredisce ogni anno di 19° sul piano eclittico per il fenomeno della "retrogradazione dei nodi", compiendo quindi una rivoluzione completa in 18,6 anni. In tal modo anche l'orbita lunare si sposterà rispetto allo sfondo celeste occultando per due serie di volte lo stesso settore: una prima volta in fase ascendente, ed una seconda volta in fase discendente dopo 9,3 anni.

Essendo però la zona di visibilità legata alla posizione della Luna, o meglio alla proiezione di questa sulla superficie terrestre, la serie delle occultazioni sarà inizialmente visibile dall'emisfero australe verso quello boreale e dopo 9,3 anni in senso inverso.

Allo stesso modo ogni singolo evento è osservabile in maniera diversa a seconda della posizione dell'osservatore, che potrà assistere ad una congiunzione, ad una occultazione radente od al fenomeno vero e proprio se la località d'osservazione è esterna, tangente o interna alla proiezione del disco lunare.


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Edited by Sè#9 - 7/1/2005, 17:15