Tecniche visuali: Posizione dei dettagli

Da Sezione Pianeti UAI.

I tipi di misure di posizione effettuabili su di un disco planetario, sono di due tipi: di longitudine (misure est-ovest) e di latitudine (misure nord-sud).

Longitudine

Per la prima misura, occorre definire Meridiano Centrale (M.C.) la linea immaginaria che biseca un disco planetario passando per i poli, il transito consiste nel passaggio su tale linea, per effetto della rotazione, dei dettagli osservabili.

L' istante del transito permette di ricavare la longitudine dei dettagli stessi se e' definito un sistema di coordinate di riferimento che ruoti solidale col pianeta. Prendiamo ad esempio un pianeta di tipo terrestre, Marte ad esempio. Su di esso e' definito un sistema di coordinate che ha come punti di riferimento i poli, l'equatore, ed un meridiano a partire dal quale si computano le longitudini, da 0 a 360 gradi. La direzione in cui ci si muove per incontrare longitudini crescenti e' determinata da alcune convenzioni fissate dall' Unione Astronomica Internazionale allo scopo di mantenere un'analogia col pianeta Terra. Posto che l'Ovest e l'Est sono determinati dalla direzione in cui un osservatore posto su Marte vedrebbe le stelle, rispettivamente, tramontare e sorgere, e' stabilito che la longitudine cresca in direzione Ovest. Ne consegue che la longitudine del Meridiano Centrale aumenta col tempo a seguito della rotazione. Se si vuol determinare la posizione di un qualsiasi dettaglio, e' sufficiente rilevare l'istante in cui esso si trova in corrispondenza del M.C.: per ogni istante sara' possibile calcolare la longitudine del M.C., mediante opportune tabelle, a partire unicamente dal tempo rilevato. La precisione limite raggiungibile e' legata dunque all'errore che si commette nell'indicare il tempo del transito, ovvero alla valutazione della posizione del dettaglio rispetto al MC.

Il metodo ha validita' generale, dunque anche, ma dovremmo dire sopattutto, nel caso di Giove e Saturno, che pure non offrono riferimenti stabili a cui ancorare il sistema di riferimento. Nel loro caso le griglie di riferimento sono puramente convenzionali, definite sulla base dei periodi di rotazione che meglio approssimano la rotazione atmosferica. Entrambi i pianeti presentano un' atmosfera che ruota piuttosto velocemente, con forti moti differenziali fra una latitudine e l'altra, variabili nel tempo in modo poco prevedibile. Ogni nuova macchia che appare puo' restare visibile giorni, settimane o mesi, e possiede un proprio caratteristico periodo di rotazione, a volte neppure costante; e' dunque importante controllarne con frequenza la posizione attraverso l' osservazione dei transiti, senz'altro il metodo piu' rapido ed efficacie per studiarne il moto. Quando si osserva Giove, in una serata media e con un discreto strumento, si possono seguire decine di transiti in poche ore; su Saturno le macchie sono molto piu' rare, e proprio per questo, se capita di individuarne una, essa deve essere seguita in modo ancora piu' attento. Le posizioni vengono riferite sempre ai sistemi di coordinate di cui si dira' poco oltre, e gli spostamenti in longitudine potranno fornire il periodo di rotazione dei dettagli interessati.

La stima dei transiti e' molto pratica in quanto non richiede strumentazione particolare, ma altri metodi possono essere sfuttati con successo. Ad esempio la misura di longitudine puo' essere effettuata su una buona fotografia o su un' immagine digitale ottenuta mediante la camera CCD; tuttavia in tal caso intervengono procedure complesse di elaborazione, e il metodo risulta assai poco competitivo rispetto alle stime di transito visuali. Grazie all' alta velocita' di rotazione di Giove e Saturno (il periodo e' intorno alle 10 ore), lo spostamento dei dettagli presso il M.C. (0,6o al minuto) e' gia' sensibile nel giro di pochi minuti per cui non e' difficile mantenere l' incertezza della stima al di sotto di 5 minuti (3o). Questo e' l' errore tipico di una misura su Saturno o, per i neofiti, su Giove; su quest' ultimo gli osservatori esperti riescono a ridurre l' errore medio di transito ad un paio di minuti appena.

Per informazioni precise e dettagliate, si veda come eseguire la stima del transito e calcolare da essa la longitudine.

Latitudine

La latitudine non e' definita in modo univoco, poiche' puo' essere riferita alla superficie di una sfera oppure a quella di un ellissoide, per approssimare lo schiacciamento polare tipico dei pianeti gassosi. I sistemi di riferimento piu' usati sono quelli planetocentrico e planetografico. Nel caso delle coordinate "grafiche" la latitudine di un punto sulla superficie e' l' angolo che il piano tangente alla superficie in quel punto forma con l' asse polare. Nel caso del sistema planetocentrico, invece, la latitudine e' l' angolo tra il piano equatoriale e la retta che congiunge il punto considerato con il centro del pianeta. Se i pianeti fossere perfettamente sferici le due definizioni si equivarrebbero; a causa dello schiacciamento polare, la latitudine 'grafica' e' un po' maggiore di quella 'centrica', salvo all' equatore e ai poli, dove esse coincidono.

Questa complessità implica per il calcolo delle latitudini uno sforzo maggiore che non per quello precedente; è possibile comunque utilizzare una procedura limitata al solo caso di dettagli al Meridiano Centrale per semplificare al massimo i calcoli.