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L'ORBITA DELLA LUNA E IL CICLO DELLE ECLISSI |
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CARATTERISTICHE
GENERALI
CARATTERISTICHE
MORFOLOGICHE
CARATTERISTICHE
FISICHE
IL CICLO DELLE ECLISSI
ORIGINE
LE MAREE
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L'orbita della Luna è molto complicata in quanto essa si muove sì sotto la predominante influenza gravitazionale terrestre, ma l'attrazione dovuta al Sole produce effetti tutt'altro che trascurabili. Inoltre la piccola distanza fra la Luna e la Terra non consente di considerare i due corpi come punti: sono invece oggetti estesi e oltretutto di forma leggermente non sferica. Tutto ciò fa sì che l'orbita lunare obbedisca alle leggi di Keplero solo in modo approssimativo: essa non è un'ellisse di forma e orientamento costanti nel tempo, e sia la sua forma che la sua disposizione nello spazio variano continuamente, ed in modo piuttosto rapido. Così l'eccentricità e l'inclinazione oscillano fra 0,044 e 0,067 e fra 4° e 58' e 5° e 19', rispettivamente; il piano dell'orbita ruota nello spazio facendo un giro completo in circa 18,6 anni; e l'orbita gira sul suo stesso piano completando un giro in 8,85 anni. Il suo moto rispetto alle stelle fisse è percepibile già durante una notte; esso si riflette nel fatto che ogni giorno la Luna sorge con circa 52 minuti di ritardo rispetto al giorno precedente. L'inclinazione dell'orbita fa sì che la Luna si muova lungo un cerchio massimo inclinato di circa 5°09’ rispetto all'eclittica. Le intersezioni fra questo cerchio e l'eclittica, dette nodi dell'orbita, si spostano lentamente, e come abbiamo già osservato completano un giro in 18,6 anni. Il periodo del moto lunare, o mese (anche se i 12 mesi del calendario coincidono con esso solamente in modo approssimativo) dipende dal sistema di riferimento usato per definirlo. Così rispetto alla sfera delle stelle fisse la Luna completa un giro in 27d 7h 43m 12s. Questo intervallo, detto mese sidereo, è il periodo dell'orbita geocentrica della Luna e anche del suo moto di rotazione sul proprio asse (coincidenza generata dall'azione delle maree sollevate dalla Terra sul nostro satellite). Per definizione il mese sidereo è il tempo che trascorre fra due successive e contemporanee culminazioni di una stella con la Luna sullo stesso meridiano terrestre mentre il mese sinodico è il tempo che intercorre fra due successive e contemporanee culminazioni del sole con la Luna nello stesso meridiano terrestre ed è lungo 29d 12h 44m 3. La differenza temporale di due giorni circa è dovuta al fatto che mentre la direzione dei raggi stellari si può considerare fissa quella del sole varia a causa del movimento rivoluzionario terrestre intorno al Sole come illustrato in figura. Si viene a formare così un angolo α aggiuntivo che la Luna deve percorrere per culminare rispetto al sole sullo stesso meridiano terrestre, l’angolo α è di 27° poiché sappiamo che il mese sidereo è di 27 giorni e che la Terra compie circa un grado di rivoluzione al giorno. La Luna impiegherà circa 2 giorni per compiere quell’angolo suppletivo perché in un giorno compie 13° di rivoluzione intorno alla Terra. Ecco spiegata la differenza tra mese sidereo e sinodico. Mentre la rotazione della Luna è uniforme, il suo moto orbitale avviene con velocità variabile, in accordo con la seconda legge di Keplero (visto che l'orbita non è circolare ma ellittica) in perigeo é più veloce della rivoluzione (1,027 km/s) mentre in apogeo e più lenta della rivoluzione (0,96 km/s)(ricordiamo che la velocità di rivoluzione terrestre è di 1km/s) . La rotazione perciò risulta periodicamente in anticipo o in ritardo sul moto di rivoluzione, e questo fa sì che si rendano visibili alternativamente due piccoli lembi supplementari della superficie lunare uno a est e l’altro a ovest, ai due lati opposti della faccia visibile; questo fenomeno (librazione) è accentuato dal fatto che, a causa della rotazione della Terra, il punto di vista di un osservatore terrestre si sposta nel corso del giorno. Esiste anche un altro movimento di librazione dovuto al fatto che il piano dell’orbita lunare non è coincidente con quello terrestre ma con esso forma un angolo di 5°09’ quindi questo ci permette di poter osservare altri due lembi supplementari della superficie, uno a nord e l’altro a sud. In totale la superficie visibile dalla Terra della superficie lunare raggiunge il 60%. |
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Rappresentazione schematica dei moti lunari. La curva evidenziata in rosso è la traiettoria dell’orbita che la luna compie nello spazio detta epicicloide. |
| Le eclissi avvengono quando Sole, Terra e Luna si trovano allineati. Quelle di Luna avvengono quando è la Luna ad attraversare l'ombra terrestre, e viceversa per le eclissi di Sole (in queste ultime, dato che per pura coincidenza il diametro angolare del Sole e della Luna visti dalla Terra hanno valori molto vicini, La Luna riesce a coprire quasi esattamente il disco solare). Se il piano orbitale della Luna intorno alla Terra e quello della Terra intorno al Sole coincidessero (ossia se la Luna si muovesse esattamente lungo l'eclittica), ad ogni configurazione di Luna piena e di Luna nuova -cioè tutti i mesi- dovremmo aspettarci un'eclisse, rispettivamente di Luna e di Sole. Ma siccome l'orbita lunare è inclinata rispetto all'eclittica, normalmente durante la Luna piena o la Luna nuova il nostro satellite sta un po' al di sotto o al di sopra del piano orbitale terrestre (cioè, vedendo le cose dalla nostra prospettiva, dell'eclittica) e quindi non si ha un allineamento abbastanza preciso da causare un'eclisse. Le eclissi perciò sono abbastanza rare, e si verificano con una periodicità complessa. C'è tuttavia una regola approssimata che può servire per tentare di prevedere le eclissi. Basta un piccolo calcolatore tascabile per verificare che, entro un errore di poche ore, il mese sinodico, quello draconitico e quello anomalistico hanno un minimo comune multiplo, che vale circa 18 anni e 11 giorni. Gli astronomi babilonesi (che per primi se ne resero conto) chiamarono questo minimo comune multiplo Saros, cioè "ciclo" o "ripetizione". Il Saros è collegato strettamente alle eclissi perché, se partiamo da un'eclisse qualunque, dopo un Saros il Sole, la Terra e la Luna si ritroveranno quasi esattamente nella stessa configurazione reciproca ed avverrà così un'altra eclissi molto simile alla prima. Non è detto però che quest'ultima eclisse sia visibile dalla stessa zona del nostro pianeta in cui era stata vista quella iniziale; e questo vale specialmente per le eclissi di Sole, che sono osservabili solo nella banda ristretta della superficie terrestre su cui si proietta l'ombra lunare (mentre in genere le eclissi di Luna sono visibili dall'intero emisfero notturno terrestre). In un Saros, avvengono nello stesso ordine e con gli stessi intervalli reciproci 43eclissi di Sole di cui 16 anulari e 28 di Luna più 15 parziali trascurabili. |
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In figura eclissi totale di sole.
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