Guida alle costellazioni/Prepararsi per l'osservazione

Questa massima va sempre tenuta in debito conto: requisito essenziale per sfruttare questa guida al massimo è un cielo il più possibile buio, senza Luna e lontano da fonti d’inquinamento luminoso. Il grado di difficoltà per l’osservazione degli oggetti descritti in questa guida si basa su un cielo buio e in condizioni di limpidezza ottimali.

Guida alle costellazioni

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Copertina Guida alle costellazioni/Copertina

Parte I - Stelle e oggetti

Parte II - Le 88 costellazioni

Parte III - Carte stagionali

Appendici

« Nessuno strumento,
per quanto grande sia il suo diametro,
ha il valore di un cielo buio. »

Presso gli astrofili più navigati si usa dire che il primo strumento essenziale d’osservazione è un cielo buio; oggi è difficile trovare cieli ottimali, specie in Europa, così un ottimo aiuto per pianificare le proprie uscite può essere il seguente sito:

https://www.lightpollutionmap.info/

dove è riportata una mappa dell’inquinamento luminoso per tutto il mondo; le aree più adatte all’osservazione sono quelle il cui colore va dal verde scuro (scarso inquinamento luminoso) fino al blu e infine al grigio (assenza d’inquinamento luminoso). Le aree gialle, rosse e bianche indicano invece le aree peggiori.

I colori del cielo visti al telescopio

Un'altra cosa da tenere bene a mente quando si osserva il cielo è la fondamentale differenza fra ciò che si vede al telescopio e ciò che si vede nelle fotografie.

Mentre le stelle e gli ammassi stellari appaiono al telescopio sostanzialmente simili a come si vedono nelle foto astronomiche, per le nebulose e per le galassie il discorso è profondamente diverso.

La luminosità superficiale della quasi totalità delle nebulose è talmente bassa che i colori in visuale non sono assolutamente visibili, per cui questi oggetti appariranno con delle tonalità di grigio. In alcuni casi, come la grande nebulosa M42 in Orione, potrà sembrare di vedere un vago contrasto di colori: in realtà si tratta di un contrasto dato fra il grigio acromatico (corrispondente a quelle parti che nelle foto si vedono rosse) e il grigio cromatico azzurro (che nelle foto appare marcatamente blu-violaceo). Nelle nebulose planetarie è invece più facile scorgere in alcuni casi un colore più chiaramente bluastro, talvolta rafforzato dalla presenza del grigio acromatico che fa da contrasto (come nella Nebulosa Anello - M57).

Le galassie appaiono quasi sempre come delle macchie più o meno allungate e comunque sempre sfocate, spesso senza alcun cenno di strutture a spirale se non in pochi casi, per cui all’apparenza potrebbero dare meno soddisfazione, specialmente se si hanno in mente le immagini del Telescopio Hubble: ma appunto si tratta di foto (quindi dalla resa diversa dall’osservazione visuale) fatte attraverso un grande telescopio, per giunta collocato in orbita. Una volta imparato come osservare le galassie e cosa ci si può aspettare, la loro osservazione può diventare col tempo particolarmente soddisfacente, perché permette di stabilire un contatto diretto fra il proprio occhio e la luce di stelle distanti decine o centinaia di milioni di anni luce, cosa impossibile con una semplice fotografia.

Consigli per l'osservazione

Scegliere una notte senza Luna

Il bagliore lunare rende l’osservazione molto difficile.

Abituarsi al buio

Prima di iniziare l'osservazione, quindi dopo aver predisposto tutta la strumentazione e si è dunque pronti a osservare, è conveniente restare alcuni minuti al buio, affinché le pupille si dilatino per la visione notturna; in questa fase è molto importante non osservare direttamente le luci di un faro o di una torcia, perché la pupilla in presenza della luce si restringe improvvisamente e la retina ne resta "impressionata", proiettando fastidiose geometrie colorate davanti al punto di fuoco per i 5-10 minuti successivi. Inoltre i tempi di adattamento al buio sono molto più lenti di quelli di adattamento alla luce, per cui basta una luce accesa anche per breve tempo che occorre ricominciare l’intero ciclo di adattamento al buio.

Usare le luci adatte

Se si ha la necessità di dover consultare un libro o una carta celeste, si consiglia di usare delle deboli torce che emettono una luce rossa, l'unica che consente di mantenere un certo adattamento al buio. È anche possibile fabbricarsi una torcia rossa per conto proprio: basta acquistare una normalissima torcia LED e applicarci sopra col nastro adesivo una lamina di plastica rossa che faccia passare un po’ di luce.

La visione distolta

La visione distolta è una tecnica di osservazione fondamentale nell'osservazione amatoriale, perché consente di guadagnare un buon margine di luminosità, pari anche a una magnitudine; se si vuole osservare un oggetto che appare poco luminoso, non lo si deve guardare direttamente, ma si deve indirizzare lo sguardo lateralmente, mentre si continua a concentrare l’attenzione sull'oggetto da osservare. Questa tecnica è basata sul fatto che la parte laterale dell'occhio è più sensibile alla luce della parte centrale, grazie alla presenza di particolari cellule chiamate bastoncelli, assenti al centro dell'occhio.

I pianeti

Tenere a mente che nelle costellazioni attraversate dall’eclittica possono esserci i pianeti del Sistema Solare (vedi sotto). Se non si è ancora molto pratici col riconoscimento delle costellazioni, la presenza di un pianeta potrebbe creare qualche confusione iniziale. Un buon sito in italiano per reperire le coordinate dei pianeti in una data prescelta è il seguente.

http://www.marcomenichelli.it/

Sono disponibili le effemeridi del Sole, della Luna e dei pianeti, con orari di levata e tramonto per varie località, le coordinate, notazioni su eclissi e altri fenomeni celesti, più numerosi calcoli.

L'alfabeto greco

Un buon astrofilo impara presto a familiarizzare con l'alfabeto greco; le stelle principali di ogni costellazione infatti sono catalogate con le lettere di questo alfabeto, dunque anche ogni carta celeste, dalla più semplice ai grandi atlanti celesti, riporta a fianco alle stelle luminose una lettera greca. Anche questa guida fa uso dell’alfabeto greco, sia nelle carte celesti che nelle descrizioni. All'inizio può sembrare difficoltoso, ma con la pratica e a forza di leggere le carte celesti si imparano molto in fretta i nomi delle lettere. Sotto è riportato l'alfabeto greco scritto in caratteri minuscoli, ossia quello usato per le stelle.

α alfa
β beta
γ gamma
δ delta
ε epsilon
ζ zeta
η eta
θ theta
ι iota
κ kappa
λ lambda
μ my
ν ny
ξ xi
ο omicron
π pi
ρ rho
σ sigma
τ tau
υ ypsilon
φ phi
χ chi
ψ psi
ω omega

Concetti di base

A seconda del periodo dell'anno, le costellazioni si alternano; col passare dei giorni, un gruppo di stelle che all'inizio era alto nel cielo nelle prime ore serali tenderà a spostarsi verso ovest, sempre più basso sull'orizzonte, finché il suo tramonto coinciderà con quello del Sole e non sarà più visibile. Ad est invece, altre stelle che prima erano basse si alzeranno sempre più, prendendo il posto di quegli astri che qualche mese prima erano dominanti nel cielo notturno. Questo fenomeno è dovuto al moto di rivoluzione terrestre, che fa sì che nel corso dell'anno il Sole venga a trovarsi, visto dalla Terra, in direzioni diverse: la parte di cielo notturno visibile la sera in un determinato giorno dell'anno, dopo sei mesi (quando la Terra si trova nella posizione opposta della sua orbita attorno al Sole) sarà invisibile, mentre al suo posto saranno osservabili altre stelle, invisibili a loro volta sei mesi prima.

Se osserviamo ad esempio a mezzanotte del 10 gennaio e poi di nuovo a mezzanotte del 10 luglio, ossia dopo sei mesi, noteremo che, ad eccezione delle stelle osservabili in direzione nord, tutto il cielo è completamente diverso. Per poter osservare a luglio il cielo osservato il 10 gennaio dovremmo guardare il cielo a mezzogiorno, ossia nell'orario opposto a quello di sei mesi prima; se a quell'ora avvenisse un'eclissi totale di Sole, in modo da oscurarne la luce, potremmo osservare le stesse stelle osservate a gennaio, nella stessa posizione.

Emisferi, poli ed equatore

Le costellazioni dell'intera volta celeste sono 88; di queste, circa 60 sono visibili dalle latitudini medi-terranee senza difficoltà. Alcune di esse, osservabili verso nord, sono sempre visibili in qualunque periodo dell'anno e sono dette circumpolari. Poiché l'Italia si trova nell'emisfero boreale terrestre, ossia a nord dell'equatore, la parte di cielo osservabile con più facilità è quella del corrispondente emisfero boreale celeste: tutte le stelle che si trovano entro un raggio di 90° dal polo nord celeste, appartengono all'emisfero boreale celeste.

Il polo nord celeste corrisponde alla direzione in cui punta in direzione nord l'asse di rotazione terrestre; in altre parole, se ci trovassimo al polo nord terrestre, il punto di cielo perfettamente perpendicolare al suolo (chiamato zenit) corrisponderebbe al polo nord celeste. Alla latitudine di 40°N, questo punto si osserva in direzione nord proprio a 40° di altezza sull'orizzonte, mentre lo zenit si trova a 50° dal polo; questo perché la latitudine 40°N si trova esattamente a 50° di distanza dal polo nord. Questo valore si ottiene sottraendo a 90° (la distanza fra polo ed equatore) 40°. Il ragionamento opposto (sottrarre a 90° l'altezza del polo celeste sull'orizzonte, misurabile con semplici strumenti) è stato utilizzato per millenni per calcolare la latitudine della località di osservazione.

L'asse terrestre in direzione nord punta verso una stella di media luminosità, facile da individuare perché nei suoi pressi non sono presenti altre stelle brillanti: questa stella, indicatrice del polo nord, è nota col nome di Stella Polare; grazie a questa è possibile individuare i punti cardinali in maniera anche più precisa di una bussola, dato che quest'ultima non punta in direzione del polo geografico, ma di quello magnetico, che risulta spostato di alcuni gradi.

L'area di cielo opposta alla fascia circumpolare è quella che alla latitudine di riferimento resterà sempre invisibile. Alla latitudine di 40°N, la parte di cielo non osservabile (detta anticircumpolare) sarà quella attorno al polo sud celeste, e in particolare tutta la fascia compresa entro 40° dal polo sud celeste, pertanto tutta la fascia di cielo con declinazione maggiore di 50°S. Alla latitudine opposta, 40°S (ad esempio in Nuova Zelanda), questa fascia di cielo sarà invece circumpolare, ossia sarà sempre visibile; l'area che risulterà invece invisibile sarà quella che alla latitudine 40°N è sempre osservabile.

La linea di demarcazione fra i due emisferi celesti è chiamata equatore celeste. È definita come l’insieme dei punti equidistanti dai poli che possiedono la massima angolazione da entrambi, ossia 90° dal polo nord e 90° dal polo sud. L’equatore celeste quindi non è atro che la proiezione sulla volta celeste dell’equatore terrestre; ciò comporta che dall’equatore terrestre l’equatore celeste si osserva sempre allo zenit.

La fascia dello zodiaco

Lo spostamento del Sole lungo la linea dell’eclittica è solo apparente ed è dato dal moto di rivoluzione terrestre attorno al Sole, che fa sì che il Sole appaia in prospettiva in aree diverse del cielo.

La fascia dello zodiaco è quell'area di cielo in cui transitano (apparentemente) il Sole, la Luna e i pianeti; corrisponde al piano del Sistema Solare, in cui giacciono le orbite della Terra e di tutti i corpi celesti che ruotano attorno al Sole. Al centro della fascia dello zodiaco si trova il piano fondamentale dell'orbita terrestre, chiamato eclittica; lungo l'eclittica sembra muoversi nel corso dell'anno il Sole, che attraversa in dodici mesi tredici costellazioni; dodici di queste sono le costellazioni note come zodiacali (che hanno dato il nome ai corrispondenti segni zodiacali in astrologia): Ariete, Toro, Gemelli, Cancro, Leone, Vergine, Bilancia, Scorpione, Sagittario, Capricorno, Acquario, Pesci. A queste se ne aggiunge tuttavia una tredicesima anch’essa attraversata dall’eclittica, l'Ofiuco, posta fra Scorpione e Sagittario, a nord della prima. Lo spostamento del Sole attraverso queste costellazioni è in realtà un effetto prospettico, essendo la Terra a muoversi attorno al Sole, facendolo sembrare a seconda del periodo dell'anno in direzione di una o dell'altra costellazione.

Poiché l’asse di rotazione terrestre è inclinato rispetto al piano orbitale di 23°27’, anche l’eclittica presenta questa stessa inclinazione; ciò comporta che metà dell’eclittica attraversi l’emisfero celeste boreale, mentre l’altra metà attraversa quello australe. Quando il Sole “transita” lungo il tratto boreale dell’eclittica, nell’emisfero nord si hanno le stagioni della primavera e dell’estate.

Entro pochi gradi dall'eclittica si muovono i pianeti, i quali hanno dei piani orbitali diversi fra di loro, dunque leggermente inclinati rispetto a quello terrestre, e la Luna, che possiede un'inclinazione sua nell'orbita attorno alla Terra e che, a causa della sua vicinanza, assume una posizione diversa a seconda di dove la si osserva dalla Terra (ciò spiega anche come mai le eclissi di Sole siano limitate non solo dall'orario di una località, ma anche dalla sua latitudine, per cui un occultamento perfetto è possibile solo un una ristretta fascia di superficie terrestre alla volta).

Il Sole avanza giornalmente lungo l’eclittica percorrendo di media poco meno di un grado; ciò si traduce in una differenza da un giorno all’altro di circa 4 minuti. Come conseguenza, una stella che in una data notte vediamo sorgere a una data ora, la notte successiva la vedremo sorgere 4 minuti prima. La Luna percorre in 24 ore mediamente ben 14,5°. I pianeti più esterni del Sistema Solare invece possono impiegarci decenni per compiere un’intera rivoluzione e tornare al punto di partenza, perché le loro grandi orbite attorno al Sole vengono percorse in un tempo molto lungo.

Il transito dei pianeti

La presenza di un pianeta nel cielo stellato può indurre inizialmente in confusione: i pianeti non sono indicati nelle carte celesti fornite con i libri perché si spostano di continuo, o meglio orbitano attorno al Sole. La loro distinzione può così diventare problematica e certe volte può pure succedere che un pianeta venga scambiato per una stella, e viceversa. Una soluzione ottimale è conoscere grossolanamente dove è più facile osservare un pianeta. Per fare ciò, occorre tenere a mente alcuni concetti e discriminanti fondamentali:

eclittica: tutti i pianeti si muovono entro una fascia di cielo molto stretta, compresa entro appena 16°; al centro di questa fascia si trova il piano fondamentale dell'orbita terrestre, ossia l'eclittica. I pianeti si possono distaccare dalla linea dell'eclittica, poiché le loro orbite possono avere un'inclinazione leggermente diversa da quella del nostro pianeta, ma restano comunque tutti confinati entro la fascia di 16° prima descritta, fascia che prende il nome di cintura zodiazale o fascia dello zodiaco. Le costellazioni attraversate dall'eclittica sono quelle chiamate costellazioni zodiacali, e hanno gli stessi nomi dei "segni zodiacali" utilizzati nell'astrologia.

pianeti interni: un'importante distinzione si può fare con i pianeti interni rispetto alla Terra, ossia Mercurio e Venere: questi due pianeti sono infatti più vicini al Sole e pertanto saranno visibili solo per poche ore per notte, o all'alba o al tramonto.

Una volta compresi questi concetti, si può essere in grado, avendo una mappa celeste, di distinguere le stelle dai pianeti, poiché questi ultimi appaiono come dei "corpi estranei" molto luminosi non indicati sulla mappa.

Gli otto pianeti del Sistema Solare, qui rappresentati in scala fra di loro.

Mercurio

Essendo il pianeta più interno, è anche quello che appare più vicino al Sole; fra i pianeti è infatti quello che si può osservare di meno. Alla distanza massima dal Sole si trova a circa 28° da quest'ultimo, pertanto si può notare soltanto o nella luce rossastra del crepuscolo, verso ovest, o nel chiarore diffuso dell'aurora, verso est. La sua rapida velocità orbitale, di appena 88 giorni, fa sì che sia osservabile solo per pochi giorni consecutivi, prima che sparisca nel chiarore del giorno o sotto l'orizzonte serale.

La sua luminosità apparente può raggiungere in alcuni casi la magnitudine -0,4, ossia può diventare più luminoso della gran parte delle stelle; il suo colore caratteristico è un arancione molto intenso. Oltre un'ora dal tramonto non è mai osservabile.

Venere

Con l'eccezione della Luna, Venere è l'oggetto naturale più luminoso nel cielo notturno, raggiungendo una magnitudine apparente di -4,9, più che ogni altra stella o pianeta. Venere raggiunge la sua massima brillantezza poco prima dell'alba o poco dopo il tramonto e per questa ragione è spesso chiamata la "Stella del Mattino" o la "Stella della Sera". La sua luminosità così elevata lo rende praticamente inconfondibile: brilla nel cielo con una luce nettamente biancastra, superiore a qualunque altro oggetto visibile. Essendo un pianeta interno, è possibile osservarlo solo o poco prima dell'alba, in direzione est, o poco dopo il tramonto, in direzione ovest, fino a un massimo di due ore dopo che il Sole è tramontato. Pertanto non può mai essere visibile troppo in alto sopra l'orizzonte. Se è presente nel cielo serale, è il primo oggetto che diventa visibile, eventualmente dopo la Luna, quando il Sole è appena tramontato e, se ci si trova in alta quota, persino prima del tramonto del Sole. A differenza degli altri pianeti, può discostarsi fino a 8° dalla linea dell'eclittica.

La sua vicinanza a noi fa sì che Venere sia un oggetto facile da osservare: con un binocolo appare con una forma ovaleggiante, molto scintillante; con un telescopio di piccole dimensioni è visibile invece come una sorta di "Luna in miniatura", ossia appare illuminata non completamente, ma solo in parte, e spesso può presentarsi come un falce, similmente a come si mostra la Luna quando non è in fase di Luna piena.

Marte

Il colore che più si tende ad associare al pianeta Marte è il rosso vivo; in effetti, quando questo pianeta è visibile nel cielo notturno, brilla con un intenso colore rosso o rosso-arancio, al punto che spesso è proprio chiamato il pianeta rosso. Marte si trova più esternamente rispetto alla Terra ed è pertanto possibile che si possa osservare durante tutta la notte e in posizioni lontane dall'est e dall'ovest, come pure molto in alto nel cielo. Il modo più semplice per distinguerlo, oltre al suo colore, è la sua magnitudine apparente, che a seconda dei periodi può raggiungere la -2,6; mediamente si mantiene su una luminosità meno evidente, oscillando fra la –1,5 e la 1,0. Si muove molto vicino alla linea dell'eclittica, pertanto se in un cielo stellato è presente un oggetto non indicato sulle mappe di colore rosso vivo molto vicino all'eclittica, si tratta del pianeta Marte.

Al binocolo appare come un punto rosso privo di particolari caratteristiche; al telescopio possono rendersi evidenti, a seconda della sua distanza, diversi segni scuri e solchi, dovuti in parte alla composizione del suolo, in parte ai rilievi. In certe occasioni è anche visibile su un lato un punto bianco, ossia una delle calotte polari.

Giove

Giove appare a occhio nudo come un oggetto molto brillante e dal colore biancastro o quasi color panna; essendo un pianeta esterno rispetto alla Terra, è possibile che si possa osservare durante tutta la notte e in posizioni lontane dall'est e dall'ovest, come pure molto in alto nel cielo. Per distinguerlo, oltre al suo colore, si può fare riferimento alla sua grande brillantezza (raggiunge la magnitudine –2,8 in fase di opposizione) e al fatto che si muove molto vicino all'eclittica; pertanto se in un cielo stellato è presente un oggetto non indicato sulle mappe di colore biancastro molto vicino all'eclittica e molto brillante, si tratta del pianeta Giove. Infine, è da tener presente che Giove è un pianeta lento (ci mette quasi 12 anni a tornare nello stesso punto), pertanto lo si potrà osservare sempre nella stessa posizione, o in una poco differente ma all'interno della stessa costellazione, anche nell'arco di qualche mese.

Già con piccoli strumenti è possibile rivelare alcuni caratteristici dettagli. Un piccolo cannocchiale o telescopio rifrattore consente di osservare attorno al pianeta quattro piccoli punti luminosi, disposti lungo il prolungamento dell'equatore del pianeta: si tratta dei suoi satelliti più luminosi, Io, Europa, Ganimede e Callisto. Poiché essi orbitano abbastanza velocemente intorno al pianeta, è possibile osservarne i movimenti anche fra una notte e l'altra. Un piccolo telescopio inoltre consente di individuare con facilità alcuni dettagli della sua atmosfera, come le due bande rossicce poste simmetricamente a nord e a sud dell'equatore e, a seconda della faccia che il pianeta mostra, è possibile osservare pure la celeberrima Grande Macchia Rossa.

Saturno

Saturno appare ad occhio nudo come un oggetto abbastanza brillante, anche se meno di Giove: la sua magnitudine apparente media è infatti pari a circa 0,2; il suo colore caratteristico è il giallo o color crema. Come Marte e Giove, anche Saturno è un pianeta esterno rispetto alla Terra ed è possibile che si possa osservare durante tutta la notte e in posizioni lontane dall'est e dall'ovest, come pure molto in alto nel cielo. Per distinguerlo, oltre al suo colore, si può fare riferimento al fatto che si muove molto vicino all'eclittica; pertanto se in un cielo stellato è presente un oggetto non indicato sulle mappe di colore giallo molto vicino all’eclittica e piuttosto brillante, si tratta del pianeta Saturno. Spesso, poiché la sua luminosità è paragonabile a quella di diverse altre stelle, può capitare facilmente che si confonda con una stella vicina o, se il pianeta si trova molto in prossimità di una stella di colore e luminosità simile, si può essere in difficoltà nel capire quale sia la stella e quale il pianeta; in casi come questi si può utilizzare, se la notte non è particolarmente ventosa, il vecchio trucco della "luce fissa": l'oggetto che scintilla di meno e che resta più "fisso" è il pianeta. Infine, è da tener presente che, come Giove, anche Saturno è un pianeta lento, pertanto lo si potrà osservare sempre nella stessa posizione, o in una poco differente ma all'interno della stessa costellazione, anche nell'arco di qualche mese.

Mentre con un comune binocolo è impossibile distinguere alcun particolare del pianeta, con un telescopio da 80-100 mm si possono scorgere sia alcuni satelliti, che il suo famoso e complesso sistema di anelli, che fa sembrare il pianeta inizialmente di forma ovale e poi, procedendo con gli ingrandimenti, di forma "lobata".

Urano, Nettuno e gli oggetti trans-nettuniani

I pianeti esterni a Saturno sono piuttosto deboli, sia a causa della loro grande distanza sia perché le loro dimensioni si riducono progressivamente allontanandosi dal centro del sistema solare. Essi generalmente non possono pertanto essere fonte di confusione osservando il cielo con una carta celeste.

Urano è il settimo pianeta del sistema solare in ordine di distanza dal Sole, il terzo per diametro e il quarto per massa. La sua caratteristica più esotica è il suo moto di rotazione, retrogrado rispetto agli altri pianeti del sistema solare, con un’inclinazione dell’asse tale da rendere la sua rotazione simile a un “rotolamento” lungo il suo piano orbitale. È al limite della visibilità a occhio nudo e appare come una punto azzurrognolo di magnitudine 5,5 e può essere facilmente confuso per una stella; in effetti ciò accadde veramente, quando John Flamsteed lo inserì nel suo atlante stellare del 1690 scambiandolo per una piccola stella nella costellazione del Toro.

Nettuno è l'ottavo e più lontano pianeta del sistema solare, partendo dal Sole. Si tratta del quarto pianeta più grande, considerando il suo diametro, e il terzo considerando la sua massa. La sua magnitudine apparente si aggira attorno a 7,7-8,0 ed è pertanto invisibile a occhio nudo.

Oltre Nettuno vi sono gli oggetti trans-nettuniani, in prevalenza piccoli pianeti nani come il ben noto Plutone ed Eris, sempre invisibili sia a occhio nudo che con l'ausilio di piccoli strumenti.