Le stelle: classificazione e sistemi di riferimento

Il sole è una dei 100 miliardi di stelle che costituiscono la nostra galassia. Fin dall'antichità le stelle sono state raggruppate in costellazioni, alle quali sono stati attribuiti nomi di animali, di oggetti e di figure mitologiche. Una costellazione è un raggruppamento di stelle vicine le une alle altre solo per ragioni prospettiche e non prodotto da una reale prossimità fisica. Nel 1928 l'Unione Astronomica Internazionale decise di uniformare l'utilizzo delle costellazioni per individuare una stella sulla volta celeste. L'intera sfera celeste venne così suddivisa in 88 aree poligonali, diverse per forma e dimensioni, ognuna contenente una precisa costellazione. Quando oggi gli astronomi si riferiscono ad una qualche costellazione, in realtà individuano in maniera univoca un settore ben determinato della sfera celeste.  La sfera celeste è un'astrazione che noi utilizziamo per comodità, al fine di poter individuare in modo univoco nel cielo un oggetto celeste, tramite opportuni sistemi di coordinate. Per poter costruire un sistema di coordinate celesti è necessario individuare sulla sfera celeste alcuni elementi di riferimento. Tra questi i più importanti sono:

L'asse del mondo, prolungamento dell'asse terrestre, che interseca la sfera in corrispondenza di due punti detti poli celesti (nord e sud). A causa della rotazione terrestre l'intera sfera celeste sembra quindi ruotare intorno ai poli celesti da est verso ovest.

L'equatore celeste, proiezione dell'equatore terrestre sulla sfera celeste.

L'eclittica, il percorso apparente che il sole compie tra le costellazioni zodiacali in un anno. L'equatore celeste e l'eclittica giacciono su due piani inclinati di 23° 27' e si intersecano in due punti opposti detti rispettivamente punto (gamma) o punto d'Ariete o punto vernale e punto (omega) o punto di Bilancia o punto autunnale. Il punto d'Ariete è il punto che il sole occupa durante l'equinozio di primavera (21 marzo). Esso deve il suo nome al fatto che nell'antichità tale punto era situato nella costellazione dell'Ariete (attualmente si trova nei Pesci), il cui segno zodiacale è la lettera greca gamma () che ricorda la testa di un ariete. Il punto di Bilancia è il punto che il sole occupa durante l'equinozio di autunno (23 settembre). Esso deve il suo nome al fatto che nell'antichità tale punto era situato nella costellazione della Bilancia (attualmente si trova in Vergine), il cui segno zodiacale è la lettera greca omega () che richiama la forma di una bilancia.

Il meridiano celeste fondamentale, o colùro equinoziale, è il cerchio massimo passante per il punto Gamma (ed ovviamente anche per il punto Omega) e per i poli celesti e quindi perpendicolare all'equatore celeste.

Questi elementi sono comuni a tutti gli osservatori, in qualsiasi punto della terra l'osservatore si trovi. Esistono poi alcuni elementi propri di ciascun osservatore:

Lo Zenit, il punto delle sfera celeste che si trova sulla perpendicolare dell'osservatore ed il Nadir in posizione diametralmente opposta e non è quindi visibile;

L'orizzonte celeste, il cerchio massimo perpendicolare alla verticale dell'osservatore, che individua la porzione di sfera celeste osservabile in un certo istante (volta celeste)

Un sistema di coordinate celesti che faccia riferimento alla posizione dell'osservatore si dice relativo, in caso contrario si dice assoluto.

A) Il sistema altazimutale o orizzontale è un sistema relativo, usato fin dall'antichità. Utilizza come asse di riferimento l'orizzonte. Le due coordinate sono

l'altezza h della stella (da 0 a 90°) definita come la distanza angolare della stella rispetto all'orizzonte, misurata perpendicolarmente ad esso (in direzione dello zenit)

l'azimut A è la distanza angolare (da 0° a 360°) che il piede dell'altezza della stella forma con il Sud (misurata in senso orario, da sud verso ovest).

Le coordinate altazimutali di una stessa stella sono ovviamente diverse a seconda del luogo di osservazione e, per uno stesso luogo, cambiano con l'ora a causa dell'apparente moto di rotazione della sfera celeste

B) Il sistema equatoriale mobile è un sistema assoluto. E' detto mobile poiché è ancorato alla sfera celeste e la segue nel suo moto apparente. Utilizza come elementi di riferimento l'equatore celeste ed il meridiano celeste fondamentale. Le due coordinate sono

la declinazione (da 0° a 90°), definita come la distanza angolare della stella rispetto all'equatore celeste misurata perpendicolarmente all'equatore stesso (lungo l'arco di meridiano passante per la stella)

l'ascensione retta o AR, definita come la distanza angolare tra il punto Gamma ed il piede del meridiano passante per la stella (misurata in senso antiorario). L'ascensione retta si misura in genere in unità di tempo siderale (ore, minuti, secondi) da 0 a 24^h siderali, piuttosto che in gradi (da 0° a 360°).

Il giorno siderale è il tempo necessario affinché la terra effettui una rotazione completa rispetto al punto Gamma e misura quindi l'intervallo di tempo tra due culminazioni successive del punto Gamma sul meridiano del luogo (circa 23^h 56^m 4^s solari). Gli orologi degli osservatori astronomici sono sincronizzati sul tempo siderale e non sul tempo solare. Così se una stella ha un'ascensione retta di 2^h e 20^m essa culminerà sul meridiano del luogo esattamente 2^h e 20^m dopo il punto Gamma e quindi nel momento in cui l'orologio siderale dell'osservatorio segnerà proprio tale ora. Le stelle di ogni costellazione vengono classificate in base alla loro luminosità. Secondo la convenzione introdotta da Johann Bayer nel 1603, la stella più brillante di una costellazione è indicata con la prima lettera dell'alfabeto greco (alfa) seguita dal nome della costellazione al genitivo o dalle sue prime tre lettere (-Centauri o Cen). La seconda in ordine di luminosità con la seconda lettera dell'alfabeto greco (beta) e così via. Fanno eccezione le stelle dell'Orsa Maggiore (Grande Carro) in cui le lettere greche accompagnano la successione delle stelle nella costellazione.

Ben presto ci si rese conto che le stelle in una costellazione sono più numerose delle lettere dell'alfabeto. Nel 1725 Flamsteed, nel suo libro Historia Coelestis Britannica introdusse un nuovo sistema di classificazione ancor oggi comunemente usato, secondo il quale a ciascuna stella di una costellazione viene assegnato un numero arabo progressivo in ordine di ascensione retta.

Abbrev.          Nome Genitivo Traduzione

And                 Andromeda Andromedae Andromeda (figlia di Cèfeo) (B)

Ant                  Antlia Antliae Macchina Pneumatica, Pompa

Aps                  Apus Apodis Uccello del Paradiso

Aqr                  Aquarius Aquarii Aquario (Z)

Aql                  Aquila Aquilae Aquila

Ara                  Ara Arae Altare

Ari                   Aries Arietis Ariete (Z)

Aur                  Auriga Aurigae Auriga (B)

Boo Bootes Bootis Boote, Vaccaro (B)

Cae                  Caelum Caeli Scalpello, Bulino

Cam                 Camelopardalis Camelopardalis Giraffa (B)

Cnc                  Cancer Cancri Cancro, Granchio (Z)

CVn                 Canes Venatici Canum Venaticorum Cani da Caccia, Levrieri (B)

CMa                Canis Major Canis Majoris Cane Maggiore

CMi                 Canis Minor Canis Minoris Cane Minore (B)

Cap                  Capricornus Capricorni Capricorno (Z)

Car                  Carina Carinae Carena

Cas                  Cassiopeia Cassiopeiae Cassiopea, (madre di Andromeda) (B)

Cen                  Centaurus Centauri Centauro

Cep                  Cepheus Cephei Cèfeo (re d'Etiopia) (B)

Cet                   Cetus Ceti Balena

Cha                  Chamaeleon Chamaeleontis Cameleonte

Cir                   Circinus Circini Compasso

Col                  Columba Columbae Colomba

Com                Coma Berenices Comae Berenices Chioma di Berenice (B)

CrA                 Corona Australis Coronae Australis Corona Australe

CrB                  Corona Borealis Coronae Borealis Corona Boreale (B)

Crv                  Corvus Corvi Corvo

Crt                   Crater Crateris Coppa

Cru                  Crux Crucis Croce del Sud

Cyg                  Cygnus Cygni Cigno (B)

Del                  Delphinus Delphini Delfino (B)

Dor                  Dorado Doradus Pesce Spada

Dra                  Draco Draconis Dragone (B)

Equ                  Equuleus Equulei Cavalluccio (B)

Eri                   Eridanus Eridani Eridano, (il fiume Po)

For                   Fornax Fornacis Fornace

Gem                Gemini Geminorum Gemelli (Z)

Gru                  Grus Gruis Gru

Her                  Hercules Herculis Ercole (B)

Hor                  Horologium Horologii Orologio

Hya                  Hydra Hydrae Idra

Hyi                  Hydrus Hydri Serpente d'acqua

Ind                   Indus Indi Indiano d'America

Lac                  Lacerta Lacertae Lucertola (B)

Leo                  Leo Leonis Leone (Z)

LMi                 Leo Minor Leonis Minoris Leoncino (B)

Lep                  Lepus Leporis Lepre

Lib                   Libra Librae Bilancia (Z)

Lup                  Lupus Lupi Lupo

Lyn                  Lynx Lyncis Lince (B)

Lyr                  Lyra Lyrae Lira (B)

Men                 Mensa Mensae Tavola

Mic                  Microscopium Microscopii Microscopio

Mon                 Monoceros Monocerotis Unicorno

Mus                 Musca Muscae Mosca

Nor                  Norma Normae Squadra

Oct                  Octans Octantis Ottante

Oph                 Ophiuchus Ophiuchi Ofiuco, Serpentario

Ori                   Orion Orionis Orione, (cacciatore)

Pav                  Pavo Pavonis Pavone

Peg                  Pegasus Pegasi Pegaso (cavallo alato) (B)

Per                   Perseus Persei Persèo (figlio di Zeus) (B)

Phe                  Phoenix Phoenicis Fenice

Pic                   Pictor Pictoris Cavalletto del Pittore

Psc                   Pisces Piscium Pesci (Z)

PsA                  Piscis Austrinus Piscis Austrini Pesce Australe

Pup                  Puppis Puppis Poppa

Pyx                  Pyxis Pyxidis Bussola

Ret                   Reticulum Reticuli Reticolo

Sge                  Sagitta Sagittae Freccia, Saetta (B)

Sgr                   Sagittarius Sagittarii Sagittario, (arciere) (Z)

Sco                  Scorpius Scorpii Scorpione (Z)

Scl                   Sculptor Sculptoris Scultore

Sct                   Scutum Scuti Scudo

Ser                   Serpens Serpentis Serpente

Sex      Sextans Sextantis Sestante

Tau                  Taurus Tauri Toro (Z)

Tel                   Telescopium Telescopii Telescopio

Tri                   Triangulum Trianguli Triangolo (B)

TrA                  Triangulum Australe Trianguli Australis Triangolo Australe

Tuc                  Tucana Tucanae Tucano

UMa                Ursa Major Ursae Majoris Orsa Maggiore (B)

UMi                 Ursa Minor Ursae Minoris Orsa Minore (B)

Vel                  Vela Velorum Vele

Vir                   Virgo Virginis Vergine (Z)

Vol                  Volans Volantis Pesce Volante

Vul                  Vulpecula Vulpeculae Volpetta (B)

B = costellazioni boreali   Z = costellazioni zodiacali

Le stelle note fin dall'antichità sono ancor oggi contraddistinte da un nome proprio, spesso di origine araba. Ad esempio: Sirio (9 CMa / CMa = alfa Canis Maioris); Betelgeuse (58 Ori / Ori = alfa Orionis); Vega (3 Lyr / Lyr = alfa Lyrae); Mizar (79 Uma / UMa = zeta Ursae Maioris).

Le 88 costellazioni sono disposte 26 sopra l'eclittica, 50 sotto e 12 giacciono sull'eclittica e sono dette costellazioni zodiacali. Mentre la terra ruota intorno al sole, quest'ultimo sembra dunque muoversi sullo sfondo delle costellazioni zodiacali.