Eclissi di Luna

a cura di Renato Sansone

Analisi dettagliata delle eclissi lunari

Si ha un’eclisse quando tre corpi celesti sono nella stessa direzione, così che uno di essi impedisce la visione reciproca di altri due. Dalla Terra si hanno eclissi di Sole, di Luna, di stelle e di satelliti planetari. Quando visto dalla Terra, il corpo eclissato ha piccole dimensioni, si ha un’occultazione. Noi considereremo solo eclissi di Luna, cioè le eclissi a cui partecipa la Luna.

Si ha un’eclisse di Luna quando la Terra è tra il Sole e la Luna, quindi a Luna piena, ossia con Sole e Luna in opposizione.

I nodi lunari e il loro moto

La Terra e il Sole sono sullo stesso piano, detto dell’eclittica, proprio perchè in esso si verificano le eclissi. La Luna invece descrive intorno alla Terra un’orbita, inclinata mediamente di 5.1°, che taglia il piano dell’eclittica secondo una retta, detta “linea dei nodi”; infatti sono detti “nodi” i punti in cui questa retta taglia l’orbita.

La linea non è fissa, ma si muove in senso opposto al moto della Luna, causando la cosiddetta “retrogradazione” dei nodi. Perchè ci sia un’eclisse la linea dei nodi deve trovarsi diretta verso il Sole; perciò non si ha un’eclisse ad ogni Luna nuova o piena. L’eclisse si verifica anche quando questo allineamento non è perfetto, ma si discosta di poco da una retta.

La Terra proietta verso la Luna la sua ombra e penombra. Secondo la posizione della Luna, ombra o penombra possono incontrare o no la Luna; nel primo caso si ha un’eclisse. Alla distanza della Luna il diametro dell’ombra terrestre è di circa 3 volte quello lunare; il centro della penombra ha un raggio uguale a quello dell’ombra più un diametro lunare circa.

Nel moto relativo tra Luna, l’ombra e la penombra si possono verificare vari tipi di eclisse:

– eclisse parziale di penombra: la Luna passa solo sulla Penombra

– eclisse parziale d’ombra: la Luna passa nella penombra e solo in parte nell’ombra

– eclisse totale d’ombra o eclisse totale: la Luna passa completamente nella penombra e nell’ombra.

Fascia di totalità

La larghezza della fascia di totalità dipende dalle distanze relative tra Luna/Terra e Terra/Sole e dalla posizione dell’osservatore. Normalmente la fascia varia in larghezza da 40 a 100 Km, per la maggior parte delle eclissi. Tuttavia la larghezza della fascia varia durante il percorso e (nelle eclissi anulari-totali)può essere zero in qualche punto. Se la Luna è al perigeo si dice comunemente che la fascia ha una largezza inferiore a 270 Km. In realtà questa è la larghezza massima dell’ombra su un piano parallelo al piano fondamentale.

Durata della totalità

La durata della totalità dipende dalle distanze relative Luna/Terra e Terra/Sole, dalla posizione dell’osservatore, dalla velocità dell’ombra e dall’ora considerata. Le distanze Luna/Terra e Terra/Sole determinano la larghezza della fascia nel piano fondamentale e se la velocità dell’ombra è elevata e la fascia è stretta allora la totalità è di breve durata. Il contrario accade per una durata lunga. La massima durata si ha quando l’osservatore è all’equatore, la Terra è all’afelio, la Luna al perigeo e la totalità avviene al mezzodì locale.

Relazione tra la colorazione delle eclissi di Luna e macchie solari

A.Danjon si interessò al problema della colorazione delle eclissi di Luna e stabilì una scala, assai utile in mancanza di fotometri. I valori base della scala sono:

1) Eclisse scura, grigia o bruna; dettagli lunari poco percepibili

2) Eclisse rosso scura; macchia scura al centro dell’ombra, zona esterna assai chiara.

3) Eclisse rosso mattone; il bordo dell’ombra è grigio giallo, assai chiaro.

4) Eclisse brillante ramata o arancio; bordo bluastro assai luminoso al limite dell’ombra.

Questa scala è utilizzata ancora oggi per classificare le eclissi. Il colore della Luna durante le eclissi è dovuto principalmente alla rifrazione dell’atmosfera terrestre; il colore rossastro è dovuto alle onde luminose di grande lunghezza d’onda. Danjon trovò che il colore delle eclissi lunari non è in funzione soltanto della meteorologìa terrestre, ma dall’attività solare, quindi dai cicli delle macchie solari. In un minimo di attività solare, il primo anno le eclissi sono di luminosità 1 della scala; dal secondo anno all’ottavo la luminosità cresce da 2 a 3, dall’ottva all’undicesimo le eclissi aumentano di luminosità da 3 a 4. Poi la luminosità cade bruscamente a 1 e il ciclo ricomincia.

Questa relazione purtroppo non è esatta, anche se con l’aumento del numero di macchie solari il colore tende al rossastro. Essa è molto influenzata da condizioni atmosferiche, eruzioni vulcaniche, nuvolosità generale e quindi dà solo un’indicazione di massima.

Nei dati sulle eclissi, generalmente si danno questi tempi:

P1: inizio dell’eclisse di penombra

U1: inizio dell’eclisse parziale

U2: inizio dell’eclisse totale

U3: fine dell’eclisse totale

U4: fine dell’eclisse parziale

P4: fine dell’eclisse di penombra

Durante le eclissi di Luna è possibile fare un’interessante esperienza: la determninazione dei tempi di passaggio dell’ombra all’ingresso e all’uscita da crateri e formazioni lunari.

Per queste osservazioni è sufficiente un piccolo strumento. La misura và fatta per il centro del cratere. Per meglio determinare gli istanti esatti è bene prendere 3 tempi tramite questa relazione: (T1+3 T2+T3)/5, dove T1 è l’ombra che sembra essere sull’oggetto, T2 è l’ombra sull’oggetto e T3 l’ombra è certamente sull’oggetto. I crateri più significativi sono circa 70.

Occultazioni durante le eclissi di Luna

Un altro tipo di esperienza è dato dall’osservazione delle occultazioni di stelle da parte della Luna. In quelle totali è possibile osservare l’occultazione di stelle molto deboli. E’possibile quindi contribuire alla conoscenza esatta del profilo lunare e quindi di determinarlo con precisione sempre maggiore. L’occultazione può interessare anche un pianeta.

Osservazioni

L’osservazione delle eclissi deve poter utilizzare al massimo questi eventi rari, brevi e soprattutto irripetibili. Perciò, mentre si dovrà trarre vantaggio da tutto quanto è prevedibile (tempi, durate, caratteristiche) sarà necessario notare attentamente tutto quanto si svolge sotto i nostri occhi, o quelli dei nostri strumenti. Questi ultimi non devono necessariamente essere sofisticati. I piccoli strumenti amatoriali attuali, sarebbero stati il sogno di tanti astronomi del passato, anche recente.

E’necessario fare un elenco dettagliato, la cosiddetta “checklist”, in cui segnare le attività, i tempi, le osservazioni.

Scelta del luogo

Previsioni meteorologiche generali

Zone alternative di osservazione.

Strumentazione

Cronometro (tempo universale e civile)

Telescopio o binocolo

Macchine fotografiche

Batterie nuove

Filtri

Cavalletti

Blocchi per note