La rotazione della Stella Polare durante le notti dei solstizi e degli equinozi

La Stella Polare, anche conosciuta come Polaris, non corrisponde esattamente al prolungamento dell’asse terrestre e quindi  Polo Nord celeste, ma è molto vicina (0,7°).

La posizione della Stella Polare nel cielo notturno è leggermente spostata rispetto al vero polo nord.

Tuttavia, è ancora abbastanza vicina al polo nord per essere utilizzata come punto di riferimento affidabile per la navigazione  e per determinare la direzione nord durante la notte. La sua posizione relativamente fissa nel cielo stellato la rende una stella guida utile per coloro che si trovano nelle regioni settentrionali dell’emisfero settentrionale.

A causa della precessione dell’asse terrestre, la posizione della Stella Polare nel cielo cambia lentamente.

Tuttavia, al momento attuale e nei prossimi secoli, la Stella Polare è ancora una buona stella guida per trovare la direzione nord e tra altri 13.000 anni  la nuova “Stella Polare” sarà Vega.

Perché è stata scelta proprio la Polare?

Perché la Stella polare è la stella più luminosa in prossimità del Polo Nord celeste e quindi, per necessità di orientamento, la prima visibile al crepuscolo in quella direzione.

Attraverso la tecnica fotografica denominata “startrails”, ovvero traccia delle stelle, ho impresso con la macchina fotografica il movimento apparente delle stelle attorno al Nord.

In questa veduta ad ampio campo, si notano tutte le stelle circumpolari che ruotano (apparentemente) nell’arco di circa 4 ore, attorno al Polo Nord Celeste.

Queste stelle, alle latitudini italiane, non tramontano mai ma restano sempre presenti in cielo ed alcune visibili a partire dal crepuscolo serale fino a quello mattutino.

La Stella Polare, come tutte le altre stelle, non è fissa ma compie anche lei, in un giorno, un giro completo attorno all’asse terrestre.

Noi, fotografando la stella Polare tutta la notte, possiamo catturare solo un arco di questo tragitto che si completa poi nelle ore diurne, quando la Polare non è visibile.

Le notti dei Solstizi e degli Equinozi ho seguito la traccia della polare per ricavarne gli archi che quindi variano in base alla lunghezza delle rispettive notti del:

24/25 dicembre 2022 (Solstizio primaverile)

19/20 settembre 2023 (equinozio d’autunno)

19/20 giugno 2023 (Solstizio d’estate)

16/17 marzo (Equilux)

La differenza di arco più evidente è quella tra la notte del solstizio d’estate e quella del solstizio d’inverno che ho messo a confronto nel video seguente:

Ho disegnato un quadrato attorno al cerchio completo che costituirebbe la polare e il risultato finale è un’illusione ottica: l’illusione di Ehrenstein

L’illusione costituita da un quadrato posto all’interno di cerchi concentrici. Questa particolare illusione è stata ampiamente esaminata da Walter Ehrenstein. Nonostante i lati del quadrato siano diritti, sembrano curvarsi verso l’interno. Questa distorsione si verifica perché i cerchi concentrici creano un’illusione di prospettiva. Il cervello interpreta l’immagine come dotata di profondità, risultando in una percezione modificata del quadrato rosso.

L’immagine sottostante è invece il lavoro completo con anche la traccia dell’Equinozio di Autunno e l’Equilux di Primavera

My latitude: 36°51’56.4″N 14°47’42.9”E https://goo.gl/maps/ESq5fCbJizTZkC1D6 Modica (Sicily/ITA)

Used equipment: Nikon d7100 + 600mm; (intervalometer 27); F6.3 ISO100; t/25

Tutte le riprese sono iniziate quando la Stella Polare è apparsa in cielo e quindi dall’ora del Crepuscolo Nautico serale e durate  fino all’ora del Crepuscolo Nautico mattutino.

WINTER SOLSTICE:

Sunset at 4:48 pm

Nautical evening twilight occurs at 5:49 pm

Morning nautical twilight occurs at 6:08 am

sunrise occurs at 7:10 am.

The total duration of the night is 14h21m/ the duration of the day: 9h:38m

The polar therefore, for the winter solstice, was taken from 5:49 pm to 6:08 am or 12h and 19m

SUMMER SOLSTICE:

Sunset at 7:22pm

Evening Nautical Twilight: 8:32pm

Morning Nautical Twilight 3:32

Sunrise at 4:41 am

Duration night: 9h18m

Duration day: 14h41m

The polar therefore, for the summer solstice, was taken from 8:32 pm to 3:32 am or for 7 hours

AUTUMN EQUINOX:

Sunset at 5:55 pm

Nautical evening twilight occurs at 6:51 pm

Morning nautical twilight occurs at 4:53 am

Sunrise occurs at 5:23 am.

The total duration of the night is 11h45m/ the duration of the day: 12h:12m

Spring EQUILUX:

Sunset at 6:08 pm

Nautical evening twilight occurs at 7:04 pm

Morning nautical twilight occurs at 5:13 am

Sunrise occurs at 6:09 am.

The total duration of the night is 12h02m/ the duration of the day: 12h:00m

La differenza tra Equinozio ed Equilux

L’equinozio di primavera (e d’autunno) si verifica quando il Sole attraversa l’equatore celeste. In questi momenti il giorno e la notte dovrebbero teoricamente avere la stessa durata, ma in realtà non è proprio così.

Il motivo è che il sole non è un punto ma ha una dimensione e un diametro che misura 32′. Ciò significa che bisogna tenere in considerazione anche il tempo atteso dal momento in cui il lembo inferiore del Sole tocca l’orizzonte a quando il lembo superiore del Sole tocca l’orizzonte e questo tempo non è nemmeno mai preciso perché la luce solare si piega quando entra nell’atmosfera terrestre.

Il che fa sì che i raggi del sole siano visti pochi minuti prima che appaiano effettivamente all’orizzonte e pochi minuti dopo che è tramontato. Questo fenomeno è noto come rifrazione atmosferica.

Forma e dimensione del disco solare

Per questo motivo l’Equilux, il momento in cui il giorno e la notte hanno effettivamente la stessa durata, si verifica pochi giorni prima dell’equinozio di primavera.
La notte dell’Equilux di Primavera e della ripresa della polare corrispondeva appunto al 16/17 Marzo

L’Equilux può variare leggermente a seconda della latitudine e della posizione geografica e, alla mia latitudine, avviene solitamente qualche giorno prima dell’equinozio.

L’Equilux in prossimità dell’Equinozio di autunno 2023 si verifica invece tra la notte del 26 e 27 settembre.