Marte: cicli di apparizione

Da Sezione Pianeti UAI.

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Il periodo di rotazione di Marte è circa 40m più lungo di quello terrestre, dunque Marte ruota di 351 gradi in 24 ore: ne segue che un qualsiasi dettaglio superficiale ritarda di 9 gradi (in longitudine) ogni notte. Questo fatto dà origine a una rotazione retrograda illusoria che si compie in 36 giorni. In pratica ogni regione marziana può essere osservata da un singolo osservatore per 10 giorni consecutivi su 36. Per questo motivo il controllo degli eventi a rapida evoluzione presuppone una cooperazione internazionale tra gruppi di osservatori dislocati a varie longitudini terrestri.
Il periodo di rotazione di Marte è circa 40m più lungo di quello terrestre, dunque Marte ruota di 351 gradi in 24 ore: ne segue che un qualsiasi dettaglio superficiale ritarda di 9 gradi (in longitudine) ogni notte. Questo fatto dà origine a una rotazione retrograda illusoria che si compie in 36 giorni. In pratica ogni regione marziana può essere osservata da un singolo osservatore per 10 giorni consecutivi su 36. Per questo motivo il controllo degli eventi a rapida evoluzione presuppone una cooperazione internazionale tra gruppi di osservatori dislocati a varie longitudini terrestri.
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== Geometria del disco marziano ==
 
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Per eseguire correttamente l'osservazione e il disegno di Marte, è necessario predisporre un "blank" secondo i valori delle effemeridi per le osservazioni fisiche. Questa operazione può essere fatta ogni dieci giorni circa, considerando i valori medi della decade.
 
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L' uso dei punti cardinali si presta a qualche confusione, ed opportuno distinguere tra quelli "terrestri" - che servono unicamente a preparare il blank - e quelli "marziani", a cui si far riferimento nel trascrivere e discutere le osservazioni.
 
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[[Immagine:4-3a.jpg|frame|left]]La Figura del riquadro A mostra l'orientamento per un osservatore che guardi Marte a occhio nudo (dall'emisfero Nord della Terra), al momento della culminazione. Come noto il telescopio astronomico inverte completamente l'immagine, dunque il globo di Marte risulta orientato come in figura B. E' a questo schema che si fa riferimento per la costruzione del blank.
 
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[[Immagine:4-3b.jpg|frame|right]]
 
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Per individuare la posizione dell'Asse polare o di rotazione, le effemeridi riportano la grandezza P, angolo di posizione dell' estremita' Nord dell' asse stesso. L'angolo di posizione, una nozione classica in Astronomia, si misura a partire dal Nord in direzione Est. Posto ad esempio P = 340° , la direzione dell' Asse polare risulta come in D. [[Immagine:4-3de.jpg|frame|right]]
 
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Si osservi che i poli sono individuati dalle intersezioni dell' Asse polare con la superfice del pianeta, e che la proiezione dell' asse sul disco visualizza il Meridiano Centrale.
 
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L' esatta posizione dei poli (e dell' Equatore) si ricava dalla grandezza Dt, Latitudine del punto sub-terrestre, ovvero del centro del disco. Il suo valore assoluto indica anche l' inclinazione del Polo Nord (se Dt e' positiva) o del Polo Sud (se negativa) verso la Terra. Posta Dt = -25°, la Figura seguente (C) mostra come si determina la posizione del Polo Sud e la semi-ellisse che indica l' Equatore.
 
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[[Immagine:4-3c.jpg|frame]]
 
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Benchè pianeta "esterno", Marte mostra un effetto fase spesso tutt'altro che trascurabile.
 
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Al riguardo le effemeridi forniscono i valori:
 
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* PK = rapporto tra area illuminata e area totale
 
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* Theta = angolo di posizione del punto Q di maggior difetto di illuminazione, da cui si ricava anche (+/- 90 gradi ) la linea delle cuspidi;
 
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* q = distanza in secondi d'arco di Q dalla circonferenza del disco.
 
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Quando K < 0,98 bisogna disegnare la fase, ovvero la linea che separa il giorno dalla notte (terminatore). Essa e' data dalla semi-ellisse passante per le cuspidi e Q. Posto K = 0,94 e Theta = 246° , ancora nella Figura precedente è mostrata la costruzione del terminatore. Si noti che la distanza q si puo' ricavare immediatamente da K osservando che, nel disco standard di 50mm, un punto percentuale equivale a 0,5mm.
 
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Opportunamente "ripulito", e ruotato in modo da porre l'asse di rotazione sulla verticale (operazione consigliata ma non necessaria), il blank si presenta come in e. Il puntino che indica il polo visibile sarà appena accennato a matita.
 
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Nel testo si è fatto uso delle effemeridi come compaiono nell' Almanacco UAI, con l' aggiunta della simbologia usata per le grandezze analoghe nell'Handbook della British Astronomical Association, assai diffuso tra gli osservatori planetari di vari Paesi. Altre effemeridi, ad es. quelle del Nautical Almanac, possono presentarsi in modo diverso, ma il loro uso corretto non può che condurre allo stesso risultato.
 
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Tornando al blank ormai familiare, noti il Nord e il Sud, non resta che ricondurre al posto dovuto l' Est e l' Ovest (reali), come nella Figura seguente.
 
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[[Immagine:4-4.jpg|frame]]
 
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In essa figurano alcuni termini di riferimento di uso frequente:
 
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* '''Meridiano Centrale''' - Linea immaginaria che biseca il disco passando per i poli. La longitudine del MC in un determinato momento, calcolata come descritto nella pagina relativa, individua su una mappa areografica quali regioni sono visibili;
 
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* '''Punto Sub-Terrestre''' - Corrisponde evidentemente al centro geometrico del disco. La sua latitudine (Dt) precisa ulteriormente l' aspetto del Pianeta visibile rispetto alle mappe;
 
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* '''Rotazione''' - Essa avviene per definizione da W verso E. Gli aggettivi precedente (preceding) e seguente (following) si riferiscono appunto al senso di rotazione. Le loro abbreviazioni "p" ed "f" sono usate di perferenza rispetto a E-W o destra-sinistra nelle descrizioni del disco;
 
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* '''Terminatore''' - Linea che separa il giorno dalla notte. Si noti che prima dell'Opposizione esso si trova nella parte precedente, ed indica il tramonto, mentre dopo l'Opposizione interessa la parte seguente del disco ed indica l' alba;
 
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* '''Lembo''' - Contorno illuminato del disco. E' opposto al terminatore col quale viene in pratica a coincidere intorno all'Opposizione.
 
[[Category: Pianeti]]
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Versione delle 13:11, 9 apr 2007

Quando osservare Marte

L'orbita di Marte e quella della Terra.

Le caratteristiche dell'orbita di Marte, e il suo combinarsi con quella della Terra (vedi figura a lato), sono causa di numerose conseguenze circa l'osservabilita' e l'osservazione del Pianeta.

Marte ruota intorno al Sole in 687 giorni, 43 giorni meno di due anni terrestri. Combinando i periodi di rivoluzione dei due pianeti, risulta che essi vengono a trovarsi in posizioni simili rispetto al Sole mediamente ogni 780 giorni.

Le Opposizioni - tali in quanto Marte si allinea in posizione opposta al Sole, e perciò alla minima distanza dalla Terra - si susseguono ad intervalli di 2 anni e 50 giorni circa, ma hanno luogo in punti diversi delle rispettive orbite.

Poichè l'orbita di Marte è sensibilmente ellittica (e = 0,093) mentre quella della Terra è quasi circolare (e = 0,017), la distanza dei due pianeti in Opposizione varia, fin quasi di un fattore 2, a seconda che essa avvenga in prossimità del perielio o dell'afelio marziano.

Nelle circostanze più favorevoli (Opposizioni perieliche o Grandi Opposizioni) la distanza si riduce a circa 55 milioni di km, e il disco apparente di Marte raggiunge le dimensioni angolari di 25"; nel caso delle Opposizioni afeliche la distanza dei due corpi può superare i 100 milioni di km, col risultato che il disco marziano non supera i 14".

In prossimità della Congiunzione, quando il pianeta si trova alla massima distanza, il disco si riduce a 3",5: lo stesso ordine di grandezza del lontanissimo Urano.

Anche nel caso migliore tuttavia - e la situazione è normalmente assai peggiore - Marte non appare più grande di un cratere lunare di 45 km, cosa che la dice lunga sulle difficoltà di osservaziomne che il Rosso pianeta propone.

Per quanto concerne gli osservatori situati nell'emisfero Nord, dunque anche in Italia, essi hanno un'ulteriore difficoltà.

Le Opposizioni perieliche cadono tra luglio e ottobre, quando la Declinazione notturna dell' Eclittica è fortemente negativa, col risultato che il pianeta - anche alla Culminazione - rimane basso sull'orizzonte: parte del vantaggio dato dalle massime dimensioni del disco si perde a causa del disturbo atmosferico.

Un ciclo completo di Apparizioni richiede 15-17 anni. Il grafico seguente riassume le caratteristiche dei massimi avvicinamenti Terra-Marte (che si discostano di qualche giorno dalle Opposizioni a causa del gioco delle eccentricità) per il periodo 1993-2007.

L'asse polare di Marte è inclinato di circa 25 gradi sul piano dell' orbita, ed il pianeta ruota intorno ad esso in 24,623 ore. Ne deriva lo svolgersi di un ciclo diurno e stagionale assai simile a quello terrestre. Anche Marte ha il suo Punto Gamma (intersezione dell' Eclittica e dell' Equatore Celeste marziani che individua l' Equinozio di primavera) da cui si computa la Longitudine Areocentrica del Sole (Ls). Ad essa si usa fare riferimento per indicare la posizione del pianeta nell'orbita, ovvero il tempo rispetto all' anno marziano (vedi la prima figura della pagina).

Si osservi che, sempre a causa della marcata eccentricità dell' orbita, le stagioni marziane differiscono notevolmente tra loro in durata. Per la seconda legge di Keplero la velocità orbitale è massima al perielio, il quale cade nella tarda primavera australe. Ne segue che la primavera e l'estate australe sono più brevi delle corrispondenti stagioni boreali. Risultano anche assai più intense in quanto l'insolazione tra perielio e afelio differisce ben del 45%.

Ls

Stagione nell'emisfero Nord

Stagione nell'emisfero Sud

Durata in giorni marziani

0 - 90

Primavera

Autunno

194

90 - 180

Estate

Inverno

178

180 - 270

Autunno

Primavera

143

270 - 360

Inverno

Estate

154

L'asimmetria tra i due emisferi si riflette sul clima del pianeta, e sulle sue manifestazioni osservabili da terra, come si è visto in precedenza.

Anche le Apparizioni si succedono seguendo il ciclo annuale: durante ogni periodo di visiblità Marte si mostra dunque in periodi stagionali diversi. Tuttavia, anche la documentazione relativa a un ciclo completo di Apparizioni, non assicura la conoscenza uniforme e omogenea della superfice marziana, ne' quella degli eventi metereologici.

Per ovvie ragioni prospettiche legate all'orientamento dell'asse polare, sono meglio conosciuti gli eventi estivi rispetto a quelli invernali, ed in particolare quelli relativi all'emisfero Sud che si presenta all'osservazione durante le Grandi Opposizioni. Per conseguenza le mappe areografiche dell'emisfero australe risultano assai migliori di quelle dell'emisfero opposto, e alla buona conoscenza degli eventi metereologici dell'estate australe fa riscontro quella assai lacunosa dell'inverno per lo stesso emisfero. Anche le statistiche degli eventi metereologici marziani sono dunque, almeno in parte, inquinate da vincoli osservazionali.

Per minimizzare questo inconveniente, e per cogliere l' aspetto dinamico della fenomenologia marziana, è necessario estendere le osservazioni ben oltre i ristretti limiti dei periodi di migliore visibilità. Un telescopio da 15-20 cm è in grado di mostrare i maggiori dettagli superficiali a partire da un disco di 7", il che corrisponde a un periodo osservativo di almeno 8 mesi a cavallo dell' Opposizione, e a un terzo circa del ciclo stagionale di Marte. Buone osservazioni eseguite ai limiti dei periodi di osservabilità sono particolarmente preziose, in quanto difficili e dunque rare, in rapporto alla sovrabbondanza di documentazione che si raccoglie in prossimità dell' Opposizione.

Il periodo di rotazione di Marte è circa 40m più lungo di quello terrestre, dunque Marte ruota di 351 gradi in 24 ore: ne segue che un qualsiasi dettaglio superficiale ritarda di 9 gradi (in longitudine) ogni notte. Questo fatto dà origine a una rotazione retrograda illusoria che si compie in 36 giorni. In pratica ogni regione marziana può essere osservata da un singolo osservatore per 10 giorni consecutivi su 36. Per questo motivo il controllo degli eventi a rapida evoluzione presuppone una cooperazione internazionale tra gruppi di osservatori dislocati a varie longitudini terrestri.

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