Precessione degli equinozi
La precessione degli equinozi è un movimento della Terra che fa cambiare periodicamente l'orientamento del suo asse terrestre rispetto alla sfera ideale delle stelle fisse.L'asse della Terra subisce una precessione (una rotazione dell'asse attorno alla verticale, simile a quella di una trottola) a causa di una combinazione di fattori: la sua forma non perfettamente sferica (è uno sferoide oblato, che sporge all'equatore) e le forze gravitazionali della Luna e del Sole che agiscono sulla sporgenza equatoriale cercando di riportarla sul piano dell'eclittica. Il risultato è una precessione che compie un giro ogni 25.800 anni, durante i quali la posizione delle stelle sulla sfera celeste cambia lentamente. La precessione non è perfettamente regolare, perché la Luna e il Sole non si trovano sempre nello stesso piano e si muovono l'una rispetto all'altro, casuando una variazione continua della forza agente sulla Terra. Questa variazione produce un moto lievemente irregolare dei poli, chiamato nutazione.
La precessione dell'asso terrestre fa sì che l'intera volta celeste sembri ruotare lentamente, con un periodo di 25.800 anni.
La precessione, a rigor di logica, è dell'asse terrestre. Viene però chiamata degli equinozi perché la rotazione della volta celeste fa sì che gli equinozi (definiti come il punto in cui l'equatore celeste e l'eclittica si incrociano) ruotano lentamente attorno al cielo, e cambiano anche di data: durante un periodo di precessione ogni equinozio (e solstizio) ritarda di 1 giono ogni circa 70 anni, e visita quindi tutti i giorni dell'anno prima di tornare al punto di partenza.
La precessione fa sì che il ciclo delle stagioni (anno tropicale) sia circa 20 minuti più breve del periodo necessario alla Terra di ritornare nello stessa posizione rispetto alle stelle (anno siderale). Tener conto di questa differenza è importante nella compilazione di calendari e nelle regole per stabilire gli anni bisestili.
Durante questo periodo il polo nord dell'asse si muove in un cerchio. Oggi il polo nord si trova a meno di 1° dalla stella Polare, la quale però non è molto adatta a questo ruolo: la sua magnitudine apparente è di solo 1.97, piuttosto in basso nella lista delle stelle più brillanti del cielo. D'altra parte, nell'anno 3000 avanti Cristo la stella polare era la debole Thuban nella costellazione del Drago; con una magnitudine di 3,67 era cinque volte più debole della Polare di oggi, e sarebbe stata del tutto invisibile dalle aree urbane illuminate. La stella più brillante che assumerà il ruolo di stella polare sarà Vega, che lo diventerà attorno all'anno 14000.
La stella Polare non si trova esattamente sul polo: una fotografia a lunga esposizione che non segua la rotazione della Terra mostrerà la scia lasciata da questa stella. È però abbastanza vicina da non notare a prima vista la differenza.
Anche il polo sud celeste si muove, perché è sempre perfettamente opposto al polo nord. Il polo sud si trova in una porzione di cielo particolarmente vuota di stelle brillanti. La stella polare sud nominale è Sigma Octantis che, anche se molto vicina al polo, è di magnitudine 5,5 e quindi a malapena visibile ad occhio nudo anche sotto un cielo molto scuro.
La precessione dell'asse terrestre è un effetto molto lento, ma il livello di precisione con cui lavorano gli astronomi è tale che deve essere preso in considerazione, o le posizioni delle stelle risulterebbero sbagliate. Gli astronomi devono quindi riferirsi all' "epoca" a cui le coordinate di un oggetto vengono riferite. Durante la maggior parte del XX secolo è stata usata l'epoca 1950, mentre oggi si usa l'epoca 2000. In pratica, si danno le posizioni delle stelle come erano durante l'anno specificato, e si applica quindi un fattore correttivo (usando formule standardizzate) per tener conto della differenza tra l'anno dell'epoca e la data odierna.
Un altro campo dove la precessione causa problemi è quello dell'astrologia: poiché il segno astrologico di una persona è quello della costellazione dove il Sole si trovava (con molta approssimazione) al momento della sua nascita, si ha che ogni qualche secolo o migliaio di anni i segni dovrebbero cambiare, perché ad una certa data corrisponde una costellazione diversa. In effetti, i segni astrologici oggi in uso sono stati inventati due o tremila anni fa, e sono indietro di circa un mese rispetto al cielo reale: una persona dell'Ariete (astronomia) aveva in realtà il Sole nella costellazione dei Pesci al momento della sua nascita!
La prima stima della precessione terrestre fu fatta da Ipparco nell'anno 130 AC, confrontando le sue osservazioni con quelle babilonesi e caldee dei secoli precedenti. In particolare, essi misurarono la distanza di stelle come Spica dalla Luna e dal Sole in occasione delle eclissi lunari, e poiché Ipparco poteva calcolare la distanza della Luna e del Sole dall'equinozio in quei momenti, si accorse che Spica e le altre stelle si erano spostate nel corso dei secli.
Effetti della precessione
Spostamento degli equinozi
Spostamento dei poli celesti
Cambiamento delle coordinate delle stelle
Cambiamento dei segni astrologici
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