Apside

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
Se riscontri problemi nella visualizzazione dei caratteri, clicca qui.
bussola Disambiguazione – Se stai cercando l'elemento architettonico, vedi Abside.
bussola Disambiguazione – Se stai cercando il gruppo di Fusion, vedi Perigeo (gruppo musicale).
Apsidi: 1) Apoapside; 2) Periapside; 3) Fuoco dell'ellissi.

Si definisce apside (a volte anche abside) il punto di maggiore o minore distanza di un oggetto celeste dal fuoco ove giace il corpo attorno a cui esso orbita; nella moderna meccanica celeste il fuoco è anche il centro di attrazione gravitazionale, che coincide con il centro di massa del sistema. Storicamente, nei sistemi geocentrici, gli apsidi erano misurati dal centro della Terra.

Il punto di massimo avvicinamento al fuoco prende il nome di periapside o pericentro, mentre il punto di massimo allontanamento è detto apoapside o apocentro. La linea che congiunge il periapside all'apoapside è detta linea degli apsidi e coincide con l'asse maggiore dell'ellisse.

Le linee degli apsidi compiono un movimento rotatorio lungo il piano dell'orbita chiamato precessione del perielio, causato dalla reciproca attrazione gravitazionale dei pianeti e, soprattutto nel caso del perielio di Mercurio, dalla curvatura dello spazio-tempo operata dall'immane gravità del Sole.

Caratterizzazione matematica[modifica | modifica sorgente]

Da un punto di vista matematico, le seguenti formule caratterizzano gli apsidi di un'orbita:

Elementi di un'orbita kepleriana; F è il periapside, H l'apoapside e la linea FH è la linea degli apsidi.
  • Periapside: velocità massima  v_\mathrm{per} = \sqrt{ \tfrac{(1+e)\mu}{(1-e)a} } alla minima distanza r_\mathrm{per}=(1-e)a
  • Apoapside: velocità minima  v_\mathrm{ap} = \sqrt{ \tfrac{(1-e)\mu}{(1+e)a} } alla massima distanza r_\mathrm{ap}=(1+e)a

In accordo con le leggi di Keplero (conservazione del momento angolare) e con la legge della conservazione dell'energia, le seguenti quantità sono costanti per una data orbita:

dove:

Il semiasse maggiore costituisce inoltre la media aritmetica delle distanze dei due apsidi dal fuoco, mentre il semiasse minore b ne costituisce la media geometrica.

La media geometrica delle due velocità limitanti (quella raggiunta al periastro e quella all'apastro) è \sqrt{-2\epsilon}, velocità che corrisponde ad un quantitativo di energia cinetica tale che, in qualunque posizione dell'orbita, aggiunta all'energia cinetica preesistente, permetterebbe al corpo orbitante di raggiungere la velocità di fuga locale, che equivale alla radice quadrata del prodotto delle due velocità limitanti.

Terminologia[modifica | modifica sorgente]

Corpo Periapside Apoapside
Galassia Perigalattico Apogalattico
Stella Periastro Afastro
Apastro
Apoastro
Buco nero Perimelasma
Peribotro
Perinigrico
Apomelasma
Apobotro
Aponigrico
Sole Perielio Afelio
Mercurio Periermeo Apoermeo
Venere Pericitero
Pericritio
Apocitero
Apocritio
Terra Perigeo Apogeo
Luna Periselenio
Pericintio
Perilunio
Aposelenio
Apocintio
Apolunio
Marte Periareo Apoareo
Giove Perigiovio[1]
Perizeno
Apogiovio
Apozeno
Saturno Perisaturno
Pericronio
Aposaturno
Apocronio
Urano Periuranio Apouranio
Nettuno Periposeido Apoposeido
Plutone Periadeo Apoadeo
Apsidi dei pianeti interni (immagine superiore) ed esterni (immagine inferiore) del sistema solare; il perielio è marcato con un punto verde, l'afelio con un punto rosso.
 
Apsidi dei pianeti interni (immagine superiore) ed esterni (immagine inferiore) del sistema solare; il perielio è marcato con un punto verde, l'afelio con un punto rosso.
Apsidi dei pianeti interni (immagine superiore) ed esterni (immagine inferiore) del sistema solare; il perielio è marcato con un punto verde, l'afelio con un punto rosso.

Gli apsidi sono designati in maniera differente a seconda del corpo centrale. Per indicare gli apsidi di uno specifico corpo orbitante sono state adottate delle terminologie specifiche, che fanno seguire ai prefissi "peri-" e "apo-/ap-/af-"[2] il nome del corpo attorno a cui l'oggetto orbita. I suffissi "-geo", "-elio", "-astro" e "-galattico" sono frequentemente utilizzati nella letteratura astronomica, mentre le altre forme elencate nella tabella a lato godono di un minore utilizzo; il suffisso "-geo" è inoltre impropriamente utilizzato anche per riferirsi agli apsidi degli altri pianeti.

Dal momento che "peri-" ed "apo-" derivano dal greco, alcuni puristi della lingua [3] ritengono più corretto l'utilizzo di suffissi derivati dal greco anche per i nomi degli oggetti di cui si vuole identificare gli apsidi, che derivano dunque dai nomi greci delle divinità latine da cui i pianeti traggono i loro nomi: si avrà in tal modo "-ermeo" da Ermes, l'equivalente greco di Mercurio, o "-areo" da Ares, corrispettivo di Marte e così via.
Eccezioni sono costituite dalla Luna, da Venere, Giove e Saturno. Per la Luna sono utilizzati in pratica tutti e tre i suffissi ("-selenio", "-lunio", "-cintio"), seppure con alcune specificazioni. Premesso che il suffisso "-selenio" (da Selene) è linguisticamente il più corretto, in accordo a quanto ritenuto dai puristi, secondo alcuni il suffisso "-cintio" andrebbe riservato ai corpi artificiali lanciati da un altro corpo e catturati in orbita attorno alla Luna, mentre "-lunio" va assegnato agli oggetti lanciati dalla Luna ed orbitanti attorno al satellite. La forma "-cintio" è stata utilizzata per la prima volta nel corso del Programma Apollo a seguito di una decisione presa dalla NASA nel 1964.[4] I suffissi utilizzati per Venere ("-citero" e "critio") non derivano dal nome greco della divinità, Afrodite, ma comunque da attributi ad essa riservati. Nel caso di Giove e Saturno invece la nomenclatura greca è soppiantata da quella di derivazione latina, l'unica attualmente utilizzata nella letteratura astronomica: si utilizza infatti "-jovio" in luogo di "-zeno" (da Zeus) e "-saturno" in luogo di "-cronio" (da Crono).

Di recente attribuzione sono anche gli apsidi dei buchi neri; il primo termine utilizzato fu peri/apomelasma (da μέλασμα mélasma, "macchia nera"), introdotto dal fisico Geoffrey A. Landis nel 1998, successivamente furono introdotti peri/apobotro (da βόθρος bóthros, "fosso") e peri/aponigricon (dal latino niger, "nero").[5]

Tuttavia la prospettiva tutt'altro che incoraggiante di dover utilizzare una nomenclatura distinta per ciascun corpo orbitante, nel sistema solare e non solo, è il motivo principale che ha spinto gli astronomi a far ricorso quasi esclusivamente al più generico "-apside", divenuto termine di riferimento.

L'orbita della Terra[modifica | modifica sorgente]

Gli apsidi del Sole e della Terra

Come per tutti gli altri pianeti del sistema solare, anche l'orbita della Terra, in virtù della sua seppur piccola ellitticità, possiede degli apsidi. Il tempo di raggiungimento degli apsidi è talvolta espresso in relazione all'alternarsi delle stagioni per via del, seppur piccolo, contributo dato al verificarsi di questo fenomeno (la causa principale è infatti l'inclinazione dell'asse di rotazione terrestre rispetto al piano dell'orbita), soprattutto per quanto riguarda il grado di insolazione dell'atmosfera superiore. Nell'attuale epoca, il perielio si raggiunge circa 14 giorni dopo il solstizio del 22 dicembre, il che fa sì che normalmente coincida con una data attorno al 4 gennaio, mentre l'afelio si verifica circa sei mesi dopo, nella prima decade di luglio. Al perielio la Terra dista dal Sole 147.098.074 km (0,98328989 unità astronomiche – UA – ), mentre all'afelio dista 152.097.701 km (1,01671033 UA).
Una comune usanza è quella di esprimere il tempo di raggiungimento del perielio in relazione all'equinozio di primavera non in giorni, ma misurando l'angolo di spostamento orbitale, ovvero la longitudine del perielio, che nel 2000 equivaleva a 282,895°.[6]

L'orbita della Terra è soggetta ad un movimento denominato precessione anomalistica, che determina lo spostamento della linea degli apsidi lungo il piano dell'eclittica: esso si completa in 117.000 anni, in quanto la linea degli apsidi si muove con una velocità angolare di 11'' ogni anno, a causa dell'attrazione gravitazionale esercitata sulla Terra dagli altri pianeti, in primo luogo Giove. L'anno anomalistico della Terra (ovvero il tempo effettivamente impiegato per ritornare al medesimo apside dell'ellisse) risulta superiore per circa 4 minuti e 43 secondi a quello siderale (il tempo impiegato dalla Terra per tornare nella stessa direzione rispetto alle stelle della sfera celeste).[7] In considerazione del fatto che l'anno tropico della Terra è invece inferiore a quello siderale, i due effetti si sommano nel definire la periodicità di circa 21.000 anni dello spostamento dei punti di equinozio e solstizio rispetto agli apsidi. Questo è uno dei cicli che contribuiscono alle variazioni di lungo periodo del clima terrestre in accordo con la teoria dei cicli di Milanković.

La seguente tabella riporta data e ora del momento in cui la Terra attraversa gli apsidi della sua orbita nel periodo compreso tra il 2007 e il 2020.[8]

Anno Perielio Afelio
Data Ora[A] (UT) Date Ora[A] (UT)
2007 3 gennaio 20:00 7 luglio 00:00
2008 3 gennaio 00:00 4 luglio 08:00
2009 4 gennaio 15:00 4 luglio 02:00
2010 3 gennaio 00:00 6 luglio 12:00
2011 3 gennaio 19:00 4 luglio 15:00
2012 5 gennaio 01:00 5 luglio 04:00
2013 2 gennaio 05:00 5 luglio 15:00
2014 4 gennaio 12:00 4 luglio 00:00
2015 4 gennaio 07:00 6 luglio 20:00
2016 2 gennaio 23:00 4 luglio 16:00
2017 4 gennaio 14:00 3 luglio 20:00
2018 3 gennaio 06:00 6 luglio 17:00
2019 3 gennaio 05:00 4 luglio 22:00
2020 5 gennaio 08:00 4 luglio 12:00

Apsidi della Terra[modifica | modifica sorgente]

bussola Disambiguazione – "Perigeo" rimanda qui. Se stai cercando il gruppo musicale progressive/jazz rock italiano degli anni settanta, vedi Perigeo (gruppo musicale).

Anche gli oggetti orbitanti attorno alla Terra secondo una traiettoria ellittica possiedono degli apsidi. Si definisce perigeo il punto più vicino alla Terra dell'orbita geocentrica (o distanza orbitale minima) della Luna o di un satellite artificiale; allo stesso modo la distanza orbitale massima di un oggetto dalla Terra è detta apogeo.

Per quel che riguarda l'orbita lunare, il mese anomalistico dura mediamente 27,554551 giorni (27 giorni 13 ore 18 minuti 33,2 secondi), risultando quindi superiore al mese siderale per circa 5,5 ore. La linea degli apsidi completa una rotazione in circa 8,85 anni.[9]

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ La fonte specifica solo l'ora.
  1. ^ Perigiovio in Dizionario delle Scienze Fisiche, Treccani, 1996. URL consultato il 2 gennaio 2014.
  2. ^ In greco antico l'associazione della preposizione ἀπό (apó, "da") con una parola che iniziava per vocale comportava la caduta dell'ο e l'assunzione di due forme, ἀπ- (ap-) o ἀφ- (aph-), a seconda che la vocale seguente avesse rispettivamente lo spirito dolce (vocale non aspirata) o lo spirito aspro (vocale aspirata).
  3. ^ Apsis in Glossary of Terms, National Solar Observatory, 21 febbraio 2005. URL consultato il 30 settembre 2006.
  4. ^ Apollo 15 Mission Report, Glossary. URL consultato il 16 ottobre 2009.
  5. ^ R. Schodel, T. Ott, R. Genzel, et al, Closest Star Seen Orbiting the Supermassive Black Hole at the Centre of the Milky Way in Nature, vol. 419, 17 ottobre 2002, pp. 694-696, DOI:10.1038/nature01121.
  6. ^ NASA.gov
  7. ^ (EN) La durata dell'anno siderale e anomalistico dal sito dell'Encyclopedia Britannica. URL consultato il 22 ottobre 2008.
  8. ^ Earth's Seasons: Equinoxes, Solstices, Perihelion, and Aphelion - 2000-2020 —United States Naval Observatory, Astronomical Applications Department (accessed 2010-07-06).
  9. ^ (EN) Definizione di Anomalistic Month da A Dictionary of Astronomy 1997, Oxford University Press 1997. URL consultato il 23 novembre 2008.

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

  • (EN) Robert Burnham, Jr, Burnham's Celestial Handbook: Volume Two, New York, Dover Publications, Inc., 1978.
  • (EN) Richard H. Battin, An Introduction to the Mathematics and Methods of Astrodynamics, American Institute of Aeronautics and Astronautics, 1987, pp. 796, ISBN 0-930403-25-8.
  • (EN) Vladimir A. Chobotov, Orbital Mechanics, American Institute of Aeronautics and Astronautics, 1996, pp. 375, ISBN 1-56347-179-5.
  • (EN) Michael A. Zeilik, Stephen A. Gregory, Introductory Astronomy & Astrophysics, 4ª ed., Saunders College Publishing, 1998, ISBN 0-03-006228-4.
  • (EN) Paul Murdin, Encyclopedia of Astronomy and Astrophysics, Bristol, Institute of Physics Publishing, 2000, ISBN 0-12-226690-0.
  • AA.VV, L'Universo - Grande enciclopedia dell'astronomia, Novara, De Agostini, 2002.
  • (EN) John Woodruff, Firefly Astronomy Dictionary, Firefly Books, 2003, pp. 256, ISBN 1-55297-837-0.
  • J. Gribbin, Enciclopedia di astronomia e cosmologia, Milano, Garzanti, 2005, ISBN 88-11-50517-8.

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Altri progetti[modifica | modifica sorgente]

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]

Astronomia Portale Astronomia: accedi alle voci di Wikipedia che trattano di astronomia e astrofisica