Che differenza c'è tra una montatura equatoriale ed un'altazimutale? Ovvero: "I vari sistemi di coordinate"

Punto primo: La Sfera Celeste.

        

Durante la notte, volgendo lo sguardo verso il manto stellare e dopo un'osservazione abbastanza prolungata, vediamo che le varie costellazioni si spostano dalla loro posizione di inizio osservazione; un esempio evidente è l'immagine riportata sopra dove si vede la differente posizione delle costellazioni alle ore 18.00 e alle ore 00.00 dallo stesso sito d'osservazione.

Questo movimento ci dà la sensazione di osservare un'immensa cupola (che nell'emisfero nord sembra ruotare attorno alla stella Polaris dell'Orsa Minore) e la cui intersezione con la superficie terrestre ci fa pervenire al concetto di "orizzonte visivo o reale".

Tornando ai nostri astri notturni, questi sembrano fissati sulla superficie di tale cupola e tutti alla medesima distanza: questa è ovviamente solo un'illusione, in quanto l'astronomo Friedrich Bessel nel 1838 riuscì a dimostrare (mediante il Metodo della Parallasse) che le stelle hanno una distanza propria dalla Terra variabile da stella a stella; tuttavia questo modo di immaginare la volta stallare fissata sulla superficie di una sfera con raggio molto grande rispetto alle dimensioni della Terra, chiamata Sfera Celeste, è molto utile in situazioni in cui si considerano solo le direzioni di osservazione degli astri e la loro variazione spaziale nel tempo, come nel nostro caso.

Punto secondo: Sistema Cartesiano e Sistema Polare

Per quanto detto, una volta fissato un sistema di riferimento, è possibile determinare univocamente la posizione dell'astro che ci interessa e seguirne il moto apparente.

La maggior parte delle persone è abituata a ragionare con un sistema di Coordinate Cartesiane dove un punto P nello spazio è individuabile da una terna di valori (x,y,z), ma nel caso astronomico, dato che abbiamo a che fare con la Sfera Celeste, conviene più ragionare in termini di sistema di Coordinate Sferiche dove il punto P è individuato dalla terna (r,θ,φ), con r raggio della sfera, θ angolo tra la proiezione di r nel Piano Fondamentale (nel nostro caso (x,y)) e una direzione fissata (nel nostro caso l'asse x) ed infine φ angolo tra r e la Direzione Fondamentale, la quale è perpendicolare al Piano Fondamentale (quindi è l'asse z).

Nel nostro caso r (raggio della Sfera Celeste) è fissato, pertanto restano da fissare gli altri due parametri.

Punto terzo: Coordinate Altazimutali e Coordinate Equatoriali

Montatura Equatoriale

Montatura Altazimutale

Vi sono due tipi di sistemi di Coordinate Sferiche i quali danno luogo rispettivamente ai due tipi di montature: l'Altazimutale, come sistema più intuitivo, come montatura più adatta alla visuale e meno dispendiosa per quanto concerne i tempi necessari a rendere operativo il telescopio, e l' Equatoriale, meno intuitiva ma più adatta all'astrofotografia.

Sistema Altazimutale

Si sceglie come Direzione Fondamentale la retta perpendicolare alla superficie terrestre, quindi quella passante per lo Zenit (punto sopra la testa dell'osservatore) e il Nadir (punto diametralmente opposto allo Zenit sulla Sfera Celeste), e come Piano Fondamentale l'Orizzonte Astronomico, ovvero il piano passante per il centro della Terra e perpendicolare alla retta congiungente l'osservatore col centro della Terra.

L'Azimut (A) è l'ascissa sferica del punto sulla Sfera Celeste: si misura in gradi e frazioni di grado partendo dal punto cardinale Sud e spostandosi verso Ovest, ma ultimamente si è più diffusa la convenzione (usata anche dal software Stellarium menzionato nella sezione "Links"), presa in eredità dall'astronomia nautica, di misurarlo a partire dal Nord e spostandosi in senso orario da 0° a 360°.

L'Altezza (h) è l'ordinata sferica del punto sulla Sfera Celeste: si esprime in gradi e frazione di grado partendo dall'Orizzonte Astronomico allo Zenit da 0° a 90°.
Ecco un piccolo video realizzato da me al fine di rendere più completa la trattazione:

Sistema Equatoriale

Si sceglie come Direzione Fondamentale l'asse di Rotazione Terrestre, quindi i poli del sistema sono il Polo Nord e il Polo Sud Celesti, e come Piano Fondamentale quello dell'Equatore Celeste.

L'Ascensione Retta (α) è l'ascissa sferica si misura in ore, minuti e secondi a partire dal punto γ (che di solito si indentifica con il punto in cui il Sole incontra l'Equatore Celeste, ovvero l'Equinozio di Primavera, che è fisso nel tempo) in senso antiorario lungo l'Equatore Celeste.
La Declinazione (δ) è l'ordinata sferica: si misura in gradi e frazione di grado con valori crescenti a partire dal Polo Sud Celeste al Polo Nord Celeste; questa rappresenta la distanza angolare tra il punto che si vuole osservare e l'Equatore Celeste lungo il Cerchio Orario che passa per tale punto.
A voi un altro video:

Cieli sereni!