Fondamenti di Astronomia

Che cos’è l’astronomia?

L’astronomia è una scienza naturale affascinante dedicata allo studio degli oggetti celesti, tra cui Sole, Luna, pianeti, galassie e stelle. Attraverso l’osservazione e l’analisi delle loro dinamiche e fenomeni, gli astronomi cercano di comprendere meglio il vasto universo che ci circonda.

Il termine astronomia deriva dall’antica parola greca Astronomia. Astron significa “stella” e nomos indica “legge”, quindi si può interpretare l’astronomia come “le leggi delle stelle”.

È possibile che la definizione di astronomia sembri ampia; questo è uno degli aspetti che la rende così affascinante. Il suo campo di studio è vasto e ci sono innumerevoli scoperte ancora da realizzare riguardo all’universo.

In sintesi, l’astronomia è la scienza che studia tutti gli oggetti celesti.

Cosa sono le stelle?

Le stelle sono enormi sfere luminose di gas caldo, composte principalmente da idrogeno e elio, con piccole quantità di altri elementi. Questi materiali sono mantenuti insieme dalla gravità, la quale genera collisioni tra gli atomi, dando origine alla fusione nucleare, che rilascia l’energia e la luce che osserviamo nel cielo.

La stella più vicina alla Terra è il Sole, situato al centro del nostro sistema solare.

Le stelle rappresentano il fulcro dello studio astronomico; emettono luce, radiazione e altre onde elettromagnetiche. Questo ci consente di osservare gli altri oggetti nell’universo, poiché la luce che emettono rimbalza su di essi.

La formazione delle stelle richiede milioni di anni. Esse si creano quando una grande nube di gas e polvere accumula una massa sufficiente affinché le piccole particelle comincino ad attrarsi reciprocamente attraverso la gravità. Con il passare del tempo, questo materiale inizia a collassare sotto la propria gravità e si riscalda, formando il nucleo di quella che diventerà la stella.

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Cosa è un pianeta?

La Terra, Marte, Saturno e molti altri sono tutti definiti pianeti. Ma cosa significa esattamente? La Terra è composta da materiali rocciosi e presenta acqua sulla sua superficie, mentre Giove è un grande corpo gassoso. Venere ha un’atmosfera spessa e altamente tossica, mentre Mercurio non possiede nemmeno un’atmosfera. Ma perché tutti vengono classificati come pianeti?

Un pianeta è un oggetto sferico che orbita attorno a una stella e ha liberato la sua orbita da qualsiasi altro oggetto simile. Tutti e tre i criteri (forma sferica, orbita attorno a una stella, ha liberato la sua orbita) sono cruciali per eliminare qualsiasi dubbio riguardo a oggetti che in passato avrebbero potuto essere considerati pianeti, come nel caso di Plutone.

Questi requisiti sono legati alla gravità.

• I pianeti sono sferici (o sferoidi per essere più precisi) grazie all’azione della gravità che modella la massa degli oggetti grandi in forma sferica.
• I pianeti orbitano attorno a una stella poiché la gravità della stella “li cattura” fermandoli dal vagabondare nello spazio.
• I pianeti liberano la loro orbita catturando oggetti più piccoli nel loro campo gravitazionale. Questo può portare a collisioni o alla formazione di satelliti, come la nostra Luna.

Esistono diversi tipi di pianeti, ognuno con caratteristiche uniche, come Giove e Saturno, composti principalmente da gas, mentre la Terra e Marte presentano superfici solide e rocciose.

Nel corso degli anni, la definizione di pianeta si è evoluta. L’ultimo cambiamento significativo è avvenuto nel 2006, quando Plutone, precedentemente considerato un pianeta, è stato declassato a pianeta nano.

Pianeti nani

Un pianeta nano è un oggetto che soddisfa i primi due requisiti per essere classificato come pianeta (sufficientemente grande da essere sferico e orbita attorno a una stella), ma non soddisfa il terzo requisito (dominanza orbitale).

Nel sistema solare ci sono cinque pianeti nani: Plutone, Cerere, Makemake, Haumea e Eris. Alcuni di essi, come Eris, possiedono persino piccole lune.

Ci sono altri oggetti candidati per la classificazione come pianeti nani, ma sono troppo piccoli e lontani dalla Terra per raccogliere informazioni a riguardo. Alcuni di essi includono Orcus, Quaoar, Gonggong e Sedna.

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Altri termini di base in astronomia

Asteroidi – Oggetti di roccia e metallo che orbitano attorno a una stella. Non sono abbastanza grandi per essere considerati pianeti, ma alcuni di essi possono essere grandi quanto un piccolo paese.

Buchi neri – Regioni con una massa così intensa da impedire a qualsiasi cosa di sfuggire alla loro attrazione gravitazionale. Si formano dai resti di una stella collassata.

Comete – Piccole masse di ghiaccio e polvere che orbitano attorno a una stella. Maggiori informazioni sulle comete possono essere trovate in: comete spiegate e un elenco di comete nominate.

Costellazione – Un gruppo di stelle che, viste dalla Terra, formano una certa configurazione. Le costellazioni non rappresentano regioni o corpi celesti realmente stabiliti. Sono state raggruppate e catalogate arbitrariamente in base al loro aspetto dalla superficie terrestre.

Materia oscura – La materia oscura è difficile da spiegare, poiché nemmeno gli scienziati la comprendono pienamente. È un materiale presente nell’universo che non possiamo vedere o rilevare, ma di cui siamo consapevoli grazie al suo effetto gravitazionale su altri oggetti.

Galassia – Un disco formato da molte stelle che ruotano attorno a un buco nero. Una galassia può contenere milioni di stelle e sistemi stellari. La Terra (e il sistema solare) si trova nella galassia della Via Lattea.

Gravità – È una delle forze fondamentali dell’universo. È una “attrazione” che tutta la materia esercita su altre masse. Ogni oggetto dell’universo ha un effetto gravitazionale su altri corpi. Maggiore è la massa di un oggetto, maggiore è la sua gravità. Ad esempio, il tuo corpo ha un effetto gravitazionale, ma è così debole che non attrai gli oggetti mentre cammini.

Anno luce – La distanza che la luce percorre in un anno terrestre. È importante notare che rappresenta una misura di distanza, come miglia o metri, e non di tempo anche se la parola “anno” è presente.

Meteora – Un pezzo di roccia, ghiaccio o detriti che entra nell’atmosfera terrestre. La maggior parte delle meteore si disintegra e viene distrutta a causa del calore generato durante l’ingresso.

Meteorite – Una meteora che ha superato l’atmosfera e è atterrata sulla Terra.

Luna – Il satellite naturale della Terra che orbita attorno ad essa. Al riguardo, solo la nostra Luna viene chiamata così, ma il termine è spesso utilizzato per riferirsi a qualunque satellite di un altro pianeta, come le lune di Saturno.

Sistema solare – Il gruppo formato dal Sole e da tutti i pianeti, asteroidi e altri oggetti che orbitano attorno a esso. Questo termine è utilizzato anche per riferirsi a sistemi attorno ad altre stelle, anche se il termine corretto sarebbe semplicemente sistemi stellari.

Supernova – Un’esplosione di una stella massiccia. Le supernove possono lasciare dietro di sé stelle di neutroni, buchi neri o essere completamente distrutte.

Imparare l’astronomia per principianti

Come iniziare a studiare astronomia

L’astronomia è un campo vasto. Ci sono persone che dedicano la vita allo studio dell’astronomia e, nonostante ciò, non conoscono tutto. Per i principianti, l’astronomia può apparire un po’ intimidatoria.

Fortunatamente, ci sono molte risorse disponibili per chi desidera iniziare a studiare l’astronomia. Si può accedere a materiali gratuiti online o intraprendere corsi e leggere libri a pagamento. La scelta è tua.

Una raccomandazione personale per chi vuole avvicinarsi all’astronomia come hobby è di iniziare semplicemente a osservare il cielo.

Che cos’è l’osservazione del cielo?

Osservare il cielo significa dedicarsi all’osservazione di stelle e altri oggetti celesti come hobby. Non è necessario un telescopio per farlo. Puoi semplicemente uscire di notte e iniziare a identificare le stelle più luminose, quindi le costellazioni, e in luoghi con condizioni atmosferiche adeguate, potresti anche vedere alcuni oggetti di profondità spaziale, come la Nebulosa di Orione.

Con il tempo, mentre impari sempre di più riguardo a queste stelle, inizierai naturalmente a porsi domande su di esse. Quanto distano? Perché sono visibili solo in determinati periodi e stagioni? Perché alcune sembrano avere colori diversi? Questo ti porterà a esplorare ulteriormente l’argomento, scoprendo nuove tematiche che susciteranno il tuo interesse.

Abbiamo delle guide su come localizzare alcune costellazioni per iniziare. La maggior parte dei metodi descritti in quella serie non richiede un telescopio. Abbiamo anche un articolo su come iniziare con l’astronomia senza un telescopio che potrebbe risultarti utile.

Scegliere un luogo per osservare il cielo

Ci sono alcune considerazioni fondamentali per scegliere lo spot ideale per l’osservazione.

La tua posizione giocherà un ruolo chiave nel determinare quanti e quali oggetti celesti riuscirai a vedere.

Le grandi città non sono luoghi ideali per l’osservazione a causa della polluzione luminosa; questa riduce la quantità di stelle visibili nel cielo. Ecco perché in zone rurali è possibile osservare molte più stelle.

L’uso di un telescopio può aiutare a vedere stelle anche in presenza di inquinamento luminoso, ma questo influenza comunque l’esperienza di visione e riduce il numero di oggetti osservabili. Ecco perché molti astronomi amano andare in campeggio: per godere delle migliori vedute, motivo per cui gli osservatori vengono costruiti in zone isolate.

Condizioni atmosferiche

Le nuvole sono un fattore importante per ottenere la miglior esperienza d’osservazione. Cieli sereni sono ideali e praticamente necessari per questo hobby.

Questa è una delle ragioni per cui l’osservazione astronomica è una attività stagionale. La stagione delle piogge è il momento peggiore dell’anno per gli astronomi.

Proprio per questo gli osservatori vengono costruiti in luoghi con rare piogge o nuvole, come nel mezzo dei deserti.

L’astronomia come carriera

L’astronomia è difficile?

A livello professionale, l’astronomia richiede una preparazione notevole. Comprende una significativa quantità di matematica, fisica e analisi dei dati, oltre a richiedere disciplina e concentrazione. L’astronomia è una delle scienze naturali più ampie, poiché studia molti aspetti differenti, assicurando sempre nuove scoperte e apprendimenti.

Tuttavia, non lasciare che questo ti scoraggi, in quanto è anche una delle attività più gratificanti a cui ci si può dedicare. Scoprire nuovi fenomeni che possono rivoluzionare la nostra comprensione dell’universo è estremamente eccitante. Se è questo il tipo di emozione che cerchi in una carriera, allora l’astronomia potrebbe fare per te.

Iniziare l’astronomia come hobby è molto diverso.

In questo caso, non hai l’obbligo di apprendere cose che non desideri. Se desideri solo ammirare il cielo e conoscere i nomi delle stelle e delle galassie, va bene così, e non richiederà esempi tecnici da parte tua.

Rami dell’astronomia

L’astronomia è un campo di studio così vasto da avere le sue specializzazioni. Ecco i rami principali dell’astronomia.

• Astrofisica
• Cosmologia
• Spectroscopia
• Fotometria
• Heliophysica
• Helioseismologia
• Asteroseismologia
• Astrometria
• Pianetologia
• Exoplanetologia
• Astrogeologia
• Areologia
• Selenografia
• Exogeologia
• Astrobiologia
• Exobiologia
• Astrochimica

Università di astronomia

Se stai cercando di intraprendere una carriera formale in astronomia piuttosto che limitarti a un hobby, hai molte opzioni disponibili.

Numerose università negli Stati Uniti, in Canada e in Europa offrono corsi di laurea in astronomia.

Le università più rinomate negli Stati Uniti con programmi di astronomia sono:

• Princeton
• Harvard
• Columbia
• Istituto Tecnologico della California
• Università di Chicago
• Brown
• Yale
• Rice
• Cornell
• Michigan
• Carnegie Mellon
• Università della Virginia

In Europa, queste università hanno dipartimenti di astronomia o astrofisica:

• Cambridge (Regno Unito)
• Oxford (Regno Unito)
• Durham (Regno Unito)
• Università di Leicester (Regno Unito)
• Università di Edimburgo (Regno Unito)
• Università di Leiden (Paesi Bassi)
• Università di Amsterdam (Paesi Bassi)
• Università Paris Diderot (Francia)
• Università di Liegi (Belgio)
• Università di Heidelberg (Germania)
• Università di Padova (Italia)
• Università di Ginevra (Svizzera)

In Canada, l’astronomia è insegnata nelle seguenti università:

• Università di Alberta
• Università Athabasca (Alberta)
• Università di Brandon
• Università della Columbia Britannica
• Università di Calgary
• Università di Guelph
• Laval
• Università del Manitoba

Puoi trovare maggiori dettagli sul sito web della Royal Astronomy Society of Canada.

Telescopi per principianti

Anche se non è imprescindibile avere un telescopio per iniziare a studiare astronomia, a un certo punto del tuo percorso sarà probabile desiderarne uno. I telescopi hanno numerosi usi in astronomia. Dai un’occhiata a questo articolo su cosa serve un telescopio? per comprendere meglio come può amplificare la tua conoscenza dell’argomento.

Acquistare un telescopio come principiante può risultare intimidatorio. Se ti lasci guidare solo dal prezzo come indicatore di qualità, potresti trovarti molto confuso poiché troverai che telescopi di dimensioni simili possono avere prezzi molto diversi.

Per questo motivo, apprendere almeno i fondamenti di cosa significano le specifiche tecniche ti aiuterà a prendere decisioni più informate.

Tipi di telescopi

Esistono molti tipologie di telescopi, classificati in base al loro design e se utilizzano lenti o specchi.

Come principiante, la tua scelta sarà generalmente tra i tre tipi di telescopi più popolari: rifrattori, newtoniani (noti anche come telescopi riflettori) e telescopi composti.

Abbiamo trattato in dettaglio le differenze, i vantaggi e gli svantaggi di ognuno nella nostra guida sui tipi di telescopi, ma ecco una versione rapida.

• Rifrattori – Il design più classico che hai in mente quando pensi a un telescopio, i rifrattori utilizzano 2 lenti. Una per catturare l’immagine e l’altra per rifletterla. Sono facili da usare e non necessitano di molta manutenzione, rendendoli ideali per i principianti. Tuttavia, esistono solo in dimensioni contenute, poiché la produzione delle lenti è costosa.
• Newtoniani / riflettori – I telescopi newtoniani sono una scelta molto popolare per astronomi alle prime armi, in quanto utilizzano specchi anziché lenti, permettendo di produrli in dimensioni maggiori a un costo inferiore. Correggono anche alcuni errori ottici comuni nei rifrattori più economici. L’unico svantaggio è che richiedono manutenzione e hanno focali più brevi, rendendoli leggermente meno idonei per l’osservazione dei pianeti (ma migliori per galassie e oggetti di spazio profondo).
• Compatti – Noti anche come telescopi Cassegrain, i telescopi composti utilizzano una combinazione di specchi e lenti. Sono compatti, offrono ottiche eccellenti e rappresentano il design più moderno tra i tre. Richiedono un minimo di manutenzione, ma non così tanto come i newtoniani, il loro principale svantaggio è il costo, essendo i più costosi.

È difficile consigliare un tipo specifico di telescopio come migliore per i principianti, poiché tutti funzionano. Per i bambini, darei un vantaggio ai rifrattori, poiché sono fondamentalmente “punta e scatta”; alcuni sono così piccoli e leggeri che possono essere allestiti dai bambini senza aiuto.

Per gli adulti che si avvicinano a questo hobby, raccomanderei di iniziare con un telescopio newtoniano per osservazioni in giardino. Ma se desideri portarlo con te frequentemente in campeggio/escursioni, consulta questa guida sui migliori telescopi da viaggio.

Come scegliere il primo telescopio

La cosa più importante da considerare nella scelta del tuo primo telescopio è l’apertura.

L’apertura è il numero più significativo in qualsiasi telescopio. Si riferisce alla dimensione della lente anteriore e determinerà la massima quantità di luce che il telescopio potrà catturare.

Se desideri massimizzare le prestazioni, qualunque altra specifica del telescopio diventa secondaria. Opta sempre per l’apertura più grande consentita dal tuo budget.

Piccola nota: tutte le specifiche di un telescopio sono generalmente espresse nel sistema metrico (millimetri, chilogrammi, ecc). Se vivi negli Stati Uniti, potrebbe essere un buon momento per familiarizzarti con le conversioni da pollici a millimetri.

Le eccezioni a questa regola si presentano quando cerchi telescopi per scopi specifici, come viaggi o astrofotografia. Nel caso dei telescopi portatili, dovrai considerare peso e dimensioni come fattori significativi.

Qui c’è una spiegazione più lunga sui telescopi e la loro apertura e un confronto tra le aperture di diversi telescopi, se desideri approfondire.

Un’immagine vale più di mille parole. È difficile sapere cosa aspettarsi da un telescopio limitandosi a guardare i dati. Dai un’occhiata alle nostre guide con foto di ciò che potresti vedere in telescopi di aperture diverse.

La seconda caratteristica più importante di un telescopio è la lunghezza focale. Questa è la distanza che la luce percorre all’interno del tubo dell’apparecchio. Determina aspetti come il campo visivo (l’area dello spazio osservata) e quanto “veloce” è il telescopio, importante per l’astrofotografia.

Lunghe lunghezze focali performano meglio nell’osservazione di pianeti e della Luna, mentre lunghezze focali brevi risultano più indicate per oggetti di spazio profondo (galassie, nebulose, ecc). La differenza potrebbe non essere evidente per i principianti, ma è da considerare se si prevedono obiettivi specifici.

Scegliere un telescopio per i bambini

Abbiamo numerose guide su come scegliere telescopi per fasce d’età e necessità specifiche. Consulta i seguenti articoli per le nostre raccomandazioni.

Nozioni di base sui telescopi

I seguenti articoli rispondono ad alcune delle domande più comuni sui telescopi che riceviamo dai lettori.

Come trovare oggetti con un telescopio

Ok, hai un telescopio. E adesso? Come fai a trovare effettivamente l’oggetto che desideri osservare nella vastità del cielo notturno?

Hai diverse opzioni.

Alcune persone amano imparare a “saltare da stella a stella”. Questo comporta trovare stelle o galassie “saltando” da una stella all’altra, usando stelle prominenti o forme note come punti di partenza e seguendo linee o angoli immaginari per muoversi nel cielo.

Per esempio, in inverno, la cintura di Orione è molto facile da distinguere. Se tracci una linea immaginaria che attraversa le sue tre stelle, arriverà quasi esattamente verso Aldebaran, la stella più brillante nella costellazione del Tauro. In questo modo hai usato una formazione stellare per trovare un’altra costellazione. Questo è lo star hopping.

L’esempio precedente è molto semplice. Per localizzare alcuni oggetti, le cose diventano più complicate, poiché non tutti si trovano vicino a forme o stelle riconoscibili.

Se desideri imparare a farlo, abbiamo una serie di articoli su come trovare alcune costellazioni. Ognuno di essi include uno o vari metodi per trovarli tramite star hopping. Ecco alcuni esempi:

Ariete – Toro – Gemelli – Cancro – Leone – Vergine – Bilancia – Scorpione – Sagittario – Capricorno – Acquario – Pesci

Ci sono persone che ritengono che il salto di stella sia troppo tedioso e comporti troppa memorizzazione e vogliono semplicemente andare dritto all’oggetto che desiderano osservare. In tal caso, puoi usare le mappe stellari.

Le mappe stellari mostrano tutti gli oggetti nel cielo in base a data e ora, indicando semplicemente in quale direzione o area devi puntare il tuo telescopio.

Oggigiorno la maggior parte delle mappe stellari sono app per smartphone. Tuttavia, in passato, erano stampate e alcuni appassionati di vecchio stampo preferiscono ancora utilizzarle.

Non esiste un modo giusto o sbagliato per apprendere come localizzare oggetti nel cielo. Infatti, non esiste un modo giusto o sbagliato per imparare l’astronomia come principianti. L’importante è divertirsi e godere di questo incredibile hobby al proprio ritmo.