9 luglio 2008

Unità di misura in astronomia

Quando ci si addentra nell’astronomia, bisogna abbondare gli schemi di misura ai quali siamo abituati sulla Terra in quanto si ha a che fare con distanze enormi e inimmaginabili nel contesto della vita quotidiana. Per distanze relativamente brevi, nell’ordine di grandezza del nostro Sistema solare o poco più, si utilizza come unità misura l’unita astronomia (UA) intesa come la distanza media tra il Sole e la Terra pari a circa 149 milioni di chilometri.
Per distanze superiori si ricorre invece all’anno luce (al) corrispondente alla distanza percorsa dalla luce nel vuoto appunto in un anno.

Ricordiamo che la luce è un’onda elettromagnetica che viaggia nel vuoto a velocità c pari a 299.792 Km/s. Considerando un anno lungo 365 giorni, cioè 365x24x60x60=31.536.000 secondi, si ha in prima approssimazione, moltiplicando la velocità per il tempo, che un anno luce è pari a circa 94mila miliardi di chilometri!

Come afferma la relatività di Einstein, il valore c è assoluto, cioè uguale per tutti gli osservatori, indipendentemente dalla loro velocità o posizione. Proprio per questo motivo può essere considerata come un’unità di misura delle velocità, una grandezza fisica a sé stante e indipendente, grazie alla quale si può anche non definire una precisa unità di tempo o di spazio e calcolare le velocità dei corpi o degli eventi con frazioni e percentuali di c, come spesso si fa. Tant’è che anche il metro è stato definito in un funzione della velocità della luce. Se diciamo quindi che un corpo è distante un anno luce stiamo dicendo che la sua luce impiega un anno per giungere a noi. Da questo punto di vista sorge un interessante concetto: fare osservazioni astronomiche equivale a guardare nel passato. La luce infatti rappresenta il veicolo tramite il quale veniamo a conoscenza dello stato degli oggetti celesti. La radiazione luminosa che ci giunge dalla nebulosa di Orione è quella di 1300 anni fa (essa è infatti distante circa 1300 al): se la puntiamo col telescopio la stiamo osservando com’era più di un millennio fa! La luce che ci giunge ora è quella emessa 1300 anni or sono!
Oltre l’anno luce abbiamo poi il parsec (pc), sigla che sta per parallasse-secondo ed è appunto definito come la distanza dalla quale il raggio medio dell’orbita terrestre verrebbe visto sotto un angolo di un secondo di grado. Per comprendere, definiamo parallasse lo spostamento apparente di un oggetto che si verifica quando l’osservatore si sposta lungo la trasversale alla linea di osservazione. Immaginiamo di osservare il nostro dito proteso davanti a noi prima solo con l’occhio destro poi solo con il sinistro: abbiamo la sensazione che si sposti rispetto allo sfondo. La distanza tra i due punti d’osservazione (in questo caso da un occhio all’altro) è detta base parallattica, mentre l’angolo che si viene a formare tra le due posizioni apparenti è detto angolo di parallasse. Il metodo della parallasse è stato usato in passato per determinare la distanza dei pianeti e di alcune stelle relativamente vicine, che producono una parallasse misurabile. Per i pianeti è sufficiente prendere come base parallattica il diametro terrestre, il che corrisponde ad effettuare due osservazioni a distanza di 12 ore, cioè dopo mezza rotazione della Terra sul proprio asse. In questo caso si parla di parallasse diurna. Per le stelle invece è necessario effettuare le misure a distanza di 6 mesi, quando la Terra si troverà in posizione diametralmente opposta alla prima osservazione in quanto l’angolo di parallasse in caso contrario non sarebbe apprezzabile. In questo caso si parla di parallasse annua.

Come si vede dall’immagine (non in scala per comodità), la stella viene vista da punti opposti dell’orbita terrestre, considerata per semplicità una circonferenza col Sole al centro.


L’angolo θ è l’angolo di parallasse, 2R rappresenta la base parallattica corrispondente in questo caso a due volte raggio dell’orbita terrestre (1 unità astronomica) , mentre d rappresenta la distanza della stella che vogliamo misurare. Da una semplice considerazione trigonometrica sul triangolo rettangolo Sole-Terra-Stella, ricaviamo che:

d= R/tanθ



Partendo dalla definizione di parallasse consideriamo un angolo di parallasse di un secondo di grado (cioè 1/3600°) calcoliamo la distanza d corrispondente ad un parsec:

d=1UA/(tg(1/3600))=206.265UA=3∙〖10〗^13 Km=3.26al



Ritornando a quanto detto prima, cioè che un parsec corrisponde e 3.26 anni luce

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