Mappe del cielo: dalla mitologia all’astronomia*

Scheda 5

 Altezza della stella polare sull’orizzonte

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 La stella polare, a   Ursae  Minoris [1],  è la stella più famosa e importante del cielo, non per la sua luminosità che è di    magnitudine 1,99 [2]  e la fa stare al 49° posto delle stelle più luminose, ma in quanto  l’unica stella apparentemente  fissa del cielo.

Essa è infatti  collocata vicinissima al  prolungamento dell’asse terrestre e rappresenta il Polo Nord celeste; dista  in realtà 50’ di grado da esso e compie   come tutte le stelle un giro completo  in 24 ore, ma il suo moto è impercettibile ad occhio  nudo.

E’  considerata da sempre una stella fissa,  guida di esploratori e naviganti; per la sua fissità  è stata cantata  da  Dante , Shakespeare  e molti altri poeti; dai fenici era chiamata Doube e dagli arabi Alruccabah, la guida. Tra un centinaio di anni per il  moto conico dell’asse terrestre che determina la precessione degli equinozi, si avvicinerà al Polo Nord celeste fino a una distanza di  27’ 31’’ ( meno di un  diametro apparente  nel cielo della Luna piena)  per poi allontanarsi; tra circa 12000 anni la nuova stella polare sarà Vega della Lira.

La direzione della Stella Polare proiettata  sull’orizzonte indica la direzione del Polo Nord terrestre, il Nord geografico.

Al Polo Nord la Stella Polare è allo Zenit dell’osservatore; la latitudine del Polo Nord è 90°, quindi l’altezza della stella Polare   è di 90° come la latitudine del luogo.  (fig.5a.)

    Fig. 5a    Al Polo Nord      lat. 90°   h SP = 90° (L.Corbo)

All’equatore la Stella Polare è vista sul piano dell’orizzonte dell’osservatore, quindi fa un angolo di 0° col piano dell’orizzonte. Poiché la latitudine dell’Equatore è 0° l’altezza della Stella Polare , anche in questo caso, è uguale alla latitudine del luogo.  (fig. 5b).

 

fig. 5b   All’Equatore      lat. 0°   h SP= 0° (L.Corbo)

 

Se ne può dedurre quindi che in ogni luogo dell’emisfero boreale l’altezza della Stella Polare sull’orizzonte è uguale alla rispettiva  latitudine .

 A Roma quindi l’altezza della Stella Polare sarà circa 42°, a  Milano sarà circa 45° 28’, ad Agrigento circa 37° 18’ (fig.5 c).

 

 

 

fig.5c   A Roma lat. 42° h SP = 42° (L.Corbo)

 

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[1] Vedi allegato 5a     [2] idem

²Attività 

Materiali: mappamondo  mobile, un tondino rigido  di cartoncino, bastoncino con a una estremità una stellina di carta incollata  e un pupazzetto.

        Il mappamondo deve essere mobile e non ancorato a nessun sostegno per poterlo orientare come si vuole [1].

·        Orientare il mappamondo con il Polo Nord in alto, collocarvi sopra il tondino rigido con il pupazzetto in piedi al centro. Il tondino rappresenta l’orizzonte dell’osservatore-pupazzetto. Allineare con l’asse terrestre il bastoncino con la stella Polare verso l’alto.

·        Evidenziare come la Stella Polare, che è nel cielo sul prolungamento dell’asse terrestre, è alta sull’orizzonte come la latitudine del luogo.

·        Far simulare gli angoli  dell’altezza della Polare agli alunni con le braccia: far  tenere quello sinistro ad es.orizzontale e parallelo all’orizzonte e quello destro allineato con la Polare; le due braccia faranno un angolo di 90°.

Poiché la terra è molto piccola rispetto alle distanze stellari infinitamente grandi, essa risulta come un puntino e quindi piano dell’orizzonte e piano dell’equatore celeste coincidono. Al Polo Nord quindi L’Equatore celeste  coincide con il piano dell’orizzonte. (fig.5 d)

fig. 5d  Il mappamondo orientato con un osservatore al Polo Nord (L.Corbo)

·        Orientare quindi il mappamondo con l’Equatore  in alto e collocarvi sopra il cartoncino-orizzonte con il pupazzetto al centro. Allineare il bastoncino sul Polo Nord parallelo all’asse terrestre con la stellina diretta verso la Polare.

Si potrà constatare che il bastoncino è parallelo all’orizzonte e che  la Polare si  trova, rispetto all’infinitamente grande delle distanze stellari,  sul piano dell’orizzonte; ha quindi una altezza su esso  di 0°, uguale alla latitudine dell’Equatore. L’Equatore celeste inoltre è perpendicolare al Piano dell’orizzonte. fig.5 e

  fig. 5e  Il mappamondo orientato  con l’osservatore all’Equatore

·        Ripetere l’attività orientando il mappamondo con una città nota in alto e ripetere le stesse operazioni , evidenziando  come   l’altezza della  Stella Polare sull’orizzonte è sempre uguale alla latitudine del luogo. fig.5f

       fig. 5 f  Il mappamondo orientato con un osservatore a Roma

Dalla posizione dell’osservatore nella fig.5f emerge ancora che  nell’infinitamente grande le rette parallele si incontrano; la terra infatti, rispetto alle distanze di stelle come la Stella Polare, è infinitamente piccola per cui la direzione della Stella Polare  vista da un osservatore a Roma e l’asse terrestre  coincidono e  corrispondono sull’orizzonte ad angoli uguali alla latitudine del luogo.

Va infine sottolineato che l’Equatore celeste viene sempre visto sull’orizzonte inclinato di 90° rispetto all’asse terrestre.

* di Lucia Corbo da Inserto di  Scuola e Didattica n.11, 15 febbraio 2003 - Editrice La Scuola- Brescia