Analemma

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ANALEMMA

.... la danza degli astri lassù nel cielo
Sole - pianeti - Luna - inoltre sul Sole

L'analemma è una strana figura disegnata nel cielo dalla traiettoria di un astro lungo il corso dell'anno. Cominciamo dal Sole.

Solo alcuni provetti e pazienti fotografi sono riusciti a immortalare questo fenomeno. Non è facile da ottenere neppure ora con le attrezzature più evolute; occorrono almeno due anni per un buon risultato, in media un fotogramma ogni 6-10 giorni, meteo favorevole permettendo.
La prima immagine realizzata risale al 1978-79 ed è di Dennis di Cicco. Occorre riprendere fotogrammi successivi sulla stessa lastra (negativo) in modo da evidenziare la sequenza di posizionamento del Sole sulla stessa immagine.

Il Sole non si trova nello stesso punto del cielo lungo tutto l'anno ed è facile notare che:
esiste uno spostamento apparente da Est verso Ovest in conseguenza della rotazione della Terra, ma più evidente è lo spostamento annuale dovuto all'inclinazione dell'asse di rotazione terrestre (23,5°) che fa variare la declinazione del Sole, ovvero la sua altezza nel cielo.
Nell'emisfero Nord, la nostra stella è nel punto più alto nel solstizio d'estate, in giugno, e in quello più basso nel solstizio d'inverno, in dicembre.
La posizione mediana avviene agli equinozi, in marzo e settembre, quando il Sole passa sulla verticale dell'equatore terrestre.
Il tracciato si verifica con un percorso non omogeneo nel cielo: la Terra in primavera percorre il tratto più lungo dell'orbita in 93 giorni con velocità media 29,8 km/s, in estate 93 giorni con velocità media 29,3 km/s, in autunno 90 giorni con velocità media 29,8 km/s, in inverno 89 giorni con velocità media 30,3 km/s (al perielio, più vicini al Sole).
La velocità non costante influisce sullo spostamento apparente del Sole, anche se è più difficile da percepire, ed è dovuto alla eccentricità dell'orbita terrestre; per la legge di Keplero la velocità è maggiore al perielio in inverno ed è minore all'afelio in estate, quando la Terra è più lontana dal Sole.

Fotografando il Sole alla stessa ora per un anno intero e raggruppando le istantanee in un'unica immagine si ottiene una figura definita Analemma la cui forma assomiglia al numero 8 stirato e dissimmetrico, con un occhiello più piccolo dell’altro.

Alle nostre latitudini questa forma è più o meno inclinata rispetto all’orizzonte a seconda dell’ora scelta: inclinata a sinistra al mattino, verticale a mezzogiorno, inclinata a destra nel pomeriggio.

Riassumendo:
la coordinata verticale di ogni punto corrisponde alla declinazione (o altezza) del Sole in quella data, mentre la coordinata orizzontale indica lo scostamento della posizione solare, in anticipo o in ritardo, rispetto al tempo medio (quello mostrato dagli orologi).

Qui di fianco e sotto è riportato l'analemma che si trova
al colle Vaccera 1461m (TO)

La linea verticale di destra rappresenta rappresenta la traccia simbolica del piano del meridiano locale. Data lo longitudine del colle, il mezzogiorno solare differisce da quello degli orologi meccanici di 31 minuti e 12 secondi.

La linea gialla inclinata di sinistra indica il dato medio del mezzogiorno del fuso orario.
Intorno a questa linea è tracciata una curva a forma approssimata di otto schiacciato che corregge gli scostamenti effettivi giornalieri del Sole rispetto alla linea Meridiana (secondo la tabella dell'Equazione del Tempo, ricavata dalle leggi di Keplero e riferite al movimento ellittico di rotazione della Terra rispetto al Sole). Sono anche riportati i dati relativi ai giorni dei mesi di riferimento.
Per leggere correttamente l'analemma occorre osservare il raggio luminoso che attraversa lo Gnomone (il cerchio forato). La sua altezza determinerà la data e, a seconda del mese, prima o dopo le 12 avremo il punto luminoso esattamente sopra la curva allungata dell'8.

Ogni corpo celeste descrive nel cielo una figura che si ottiene rilevandone giornalmente la posizione alla stessa ora, dal medesimo luogo, raggruppandone poi le istantanee sulla stessa fotografia. I pianeti, a causa della interazione tra l'inclinazione dell'asse e la forma ellittica della propria orbita, possono avere ciascuno un analemma particolare.
Se domina l'eccentricità dell'orbita sull'inclinazione dell'asse, come nel caso di Marte, otteniamo una lacrima.
Se è significativa l'eccentricità e l'inclinazione dell'asse è praticamente nulla, come nel caso di Giove (l'inclinazione è di soli 3°), si ottiene un analemma molto più simile a un'ellisse.
Se però entrambi i dati sono abbastanza importanti, ma solo uno dei due è dominante, allora in questi casi si ottiene una figura a 8.

Marte

Giove

Saturno

Urano

Nettuno

e il declassato Plutone

Mercurio non presenterebbe analemma, ma attraverso l'equazione del tempo potremmo ottenere una linea Est-Ovest quasi retta.
Per otttenere l'analemma di Venere occorrerebbero parecchi anni di istantanee e comunque otterremmo solo un'ellisse.

Per la Luna occorre ricordare che basta seguire il nostro satellite per un intero mese, sempre meteo favorevole permettendo.
Purtroppo la Luna ha la particolarità di cambiare ad ogni lunazione la sua altezza nel cielo, ma fortunatamente questo su e giù altalenante segue una certa logica:
in base al mese e alla fase della Luna si riesce a prevedere a che altezza del cielo si troverà. La tabella sotto evidenzia il concetto.

Esiste il modo per ottenere anche l'analemma della Luna a condizione di sapere che in media la Luna ritorna alla stessa posizione nel cielo circa 51 minuti più tardi ogni giorno. Di conseguenza fotografando la Luna 51 minuti più tardi tutti i giorni nel corso d'una lunazione, dallo stesso luogo, si otterrà un tracciato simile a quello solare poiché la vera posizione della Luna varia in rapporto alla media tra l'orbita inclinata e la sua ellitticità.

L'astronomo Rich Richins ha ricavato l'analemma nel mese lunare del solstizio d'estate, ripreso nell'emisfero Nord; la Luna Piena si trovava a destra alla base dell'occhiello grande, mentre la Luna Nuova era nel lato opposto in cima all'occhiello piccolo. Naturalmente le immagini hanno subito una correzione della luminosità per aggiustare le fasi dei falcetti di Luna ripresi in pieno giorno.

Qui di fianco è riportata la ricostruzione di un analemma lunare.

Tornando a parlare del Sole occorre ricordare che l'analemma solare, è stato da sempre considerato una meridiana-calendario e il nome, dal greco, significa proprio "piede di una meridiana".

In Italia abbiamo tre famose Meridiane:
nella Basilica di San Petronio a Bologna,
nella chiesa di Santa Maria del Fiore a Firenze e nella cattedrale di Palermo.

Ma abbiamo anche un Analemma solare che è tracciato sul lato orientale della Piazza Grande a Oderzo in provincia di Treviso. L'ombra proiettata dal pinnacolo centrale del Duomo segna la declinazione del Sole e, prima o dopo mezzogiorno a seconda del mese, sfiorerà la curva dell'8 incisa sulla pavimentazione. Purtroppo date le dimensioni si fatica a comprendere che si tratti di un analemma, inoltre sul posto viene chiamata "la meridiana" confondendo ancora di più la realtà.
In Svezia esiste un grande analemma di pietre (menir) conficcate nel terreno, si trova a Anundshög vicino ad un osservatorio astronomico.

Ho esordito descrivendo la difficoltà di ottenere un analemma, tuttavia esiste un metodo molto semplice per riprodurre un analemma solare:
su una tavoletta inserire un paletto verticale con funzione di gnomone, senza mai spostarla ad ogni inizio mese e alla medesima ora, segnare la punta dell'ombra prodotta. Proseguendo per tutto l'anno e congiungendo i vari punti potremo vedere l'8 dell'analemma solare!

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