Il telescopio equatoriale

Sappiamo che tutti gli astri, per l'apparente moto della sfera, appaiono ogni giorno descrivere nel cielo cerchi paralleli all'equatore celeste.

Tali cerchi, a meno che l'osservatore si trovi al polo o all'equatore, sono obliqui rispetto al piano orizzontale; perciò un telescopio imperniato su due assi, uno orizzontale che gli consente di ruotare in altezza ed uno verticale che gli consente di ruotare in azimut, per seguire un astro nel suo moto diurno deve ruotare contemporaneamente attorno ad entrambi gli assi.

Uno strumento con tale assetto meccanico si dice in montatura altazimutale che è quella usuale per i piccoli cannocchiali su treppiede.

Se pero l'asse di rotazione verticale viene inclinato in modo da divenire parallelo all'asse di rotazione della Terra, è chiaro che per seguire il moto diurno di un astro è sufficiente che lo strumento venga fatto ruotare attorno a questo solo asse, detto asse polare.

Il vantaggio è grande, perchè basta un motorino che faccia girare lo strumento con la stessa velocità della Terra (un giro ogni 24 ore siderali), ma in senso contrario, perchè una stella resti fissa al centro del campo di visione per tutto il tempo che resta sopra l'orizzonte.

L'altro asse, perpendicolare a quello polare, si chiama asse di declinazione. Una tale montatura si dice equatoriale ed e usata per tutti i telescopi che non siano semplici cannocchiali da divertimento.

Fanno eccezione strumenti destinati ad uso particolare, come il cerchio meridiano e il cerchio dei passggi che ruotano unicamente attorno ad un asse orizzontale orientato est-ovest in modo da puntare soltanto il meridiano.

Fanno eccezione anche telescopi giganteschi di cui se ne parlerà altrove.

Come puntare un astro

Il puntamento del telescopio equatoriale su un astro è facilissimo. Si voglia puntare un astro R di cui si conoscono le coordinate equatoriali ascensione retta (a ) e declinazione (d ). In primo luogo si ruota lo strumento attorno all'asse di declinazione finché sul cerchio graduato imperniato su tale asse non si legge, in corrispondenza ad un opportuno indice, la declinazione di R. Bloccato lo strumento in declinazione con l'apposita morsa, si procede al puntamento sull'altra coordinata.

Per fare questo occorre sapere quale angolo, nell'istante del puntamento, il cerchio orario passante per R fa con il meridiano; tale angolo, che si conta da 0 a 12 ore positivamente verso ovest e negativamente verso est, è detto angolo orario.

Il calcolo dell'angolo orario è immediato se si conosce il tempo siderale.

Per rendersi conto del procedimento occorre tener presente che gli angoli sull'equatore celeste si possono misurare indifferentemente in gradi, primi e secondi d'arco oppure in ore, minuti e secondi cioè in unità di tempo; infatti, poiché l'intero giro dell'equatore celeste vale 360° e viene compiuto in 24 ore siderali, ogni ora siderale equivale a 15°, ogni minuto a 15' ed ogni secondo a 15" d'arco.

Ciò premesso, basta ricordare che il tempo siderale TS è il tempo trascorso dall'ultimo passaggio in meridiano del Punto d'Ariete e quindi misura l'ampiezza dell'arco di equatore fra il meridiano e detto punto (in altre parole, il tempo siderale è l'angolo orario del Punto d'Ariete). L'ascensione retta di R è l'arco di equatore fra il cerchio orario di R ed il Punto d'Ariete (vedi figura). L'angolo orario di R e dato, come mostra la figura, dalla differenza (TS - a ) ed è l'angolo di cui lo strumento deve essere ruotato attorno all'asse polare perchè risulti puntato su R.

L'angolo orario si legge su un cerchio graduato imperniato sull'asse polare e sul quale un indice segna zero quando il telescopio è puntato sul meridiano. Se la differenza (TS - a) è positiva lo strumento va ruotato verso ovest, se è negativa verso est (l'astro non e ancora passato in meridiano).

I piccoli telescopi in montatura altazimutale non possono, in pratica, essere puntati facendo uso delle coordinate di un astro ed il puntamento deve essere effettuato a vista.

Nel caso di oggetti invisibili ad occhio nudo ci si deve allora basare su carte celesti ed oggetti visibili di riferimento.

Si voglia, ad esempio, puntare lo strumento sull'ammasso globulare M13 le cui coordinate equatoriali sono a = 16h 41m 42s e d = +36 28' (i secondi d'arco in declinazione si possono trascurare).

Per prima cosa si ruota lo strumento in declinazione finche l'indice del cerchio graduato di declinazione non segna +36' 28' e si blocca in tale posizione.

Poi supponiamo che un'occhiata all'orologio siderale ci dica che sono circa le 17h 40m. Onde aver tempo di compiere le operazioni con calma, il calcolo dell'angolo orario si fa con qualche minuto di anticipo: poniamo per le 17h e 43m esatte.

H = TS - a = 17h 43m 00s - 16h 41m 42s = +1h 01m 18s

Essendo l'angolo orario positivo, si ruota lo strumento attorno all'asse polare verso ovest finche l'indice del cerchio di lettura dell'angolo orario non indica 1h 01m 18s e si aspetta con l'occhio all'orologio e la mano sul pulsante del motorino del moto diurno. Alle 17h 43m 0s si fa partire il motorino: se lo strumento e correttamente installato (l'asse polare esattamente puntato verso il polo celeste) e l'orologio è preciso, messo l'occhio all'oculare (di modesto ingrandimento) M13 sarà nel campo visuale.