Sfera celeste

La sfera celeste è un'immaginaria proiezione del cielo, in cui tutti gli astri sembrano essere alla stessa distanza dall'osservatore. Questa sfera può avere diversi centri, a seconda del punto di vista: può essere geocentrica (centrata sulla Terra), locale (centrata sull'osservatore) o eliocentrica (centrata sul Sole).

Il concetto di sfera celeste risale all'antica cosmologia tolemaica, secondo la quale le stelle e i pianeti erano fissati su sfere cristalline, che ruotavano attorno alla Terra. Questa idea è stata sostituita dalla visione moderna del sistema solare, ma il concetto di sfera celeste rimane utile per descrivere il cielo dal punto di vista di un osservatore sulla Terra.

Nella sfera celeste, l'osservatore si trova al centro e, da questa posizione, i corpi celesti sembrano muoversi attorno a lui. I punti di riferimento fondamentali sono i poli celesti, che rappresentano l'estensione dell'asse di rotazione della Terra, e l'equatore celeste, un cerchio immaginario equidistante dai poli, che divide la sfera in due emisferi: boreale (settentrionale) e australe (meridionale). I cerchi paralleli all'equatore celeste che intersecano la sfera celeste sono detti paralleli celesti.

Altri cerchi importanti sono i meridiani celesti, circoli massimi che passano per i poli celesti, e i paralleli celesti, circoli minori paralleli all'equatore celeste. Un altro cerchio massimo è l'eclittica, la traiettoria che il Sole sembra descrivere nel suo movimento apparente durante l'anno. L'eclittica è inclinata di circa 23° rispetto all'equatore celeste. I punti in cui l'eclittica interseca l'equatore celeste sono detti punti equinoziali.

Dal punto di vista dell'osservatore lo zenit è il punto sulla sfera celeste che si trova sulla verticale dell'osservatore sopra l'osservatore. Il nadir, invece, è il punto sulla sfera celeste diametralmente opposto al nadir ossia sotto i piedi dell'osservatore. Il piano perpendicolare alla verticale dell'osservatore che passa per il centro della Terra e interseca la sfera celeste è detto orizzonte (o orizzonte celeste/astronomico).

Tutti i cerchi perpendicolari all'orizzonte celeste che passano per lo zenit e il nadir sono detti cerchi verticali. Si distinguono dai meridiani celesti perché non passano per i poli celesti. Il cerchio verticale che passa per i punti Est (E) e Ovest (W) è detto primo cerchio verticale.

Qual è la differenza tra Zenit/Nadir e i poli celesti? Lo zenit e il nadir dipendono dalla posizione di un osservatore sulla Terra rispetto alla sfera celeste. I poli celesti, invece, dipendono dall'asse di rotazione terrestre, non dipendono non dalla posizione dell'osservatore sulla Terra. In pratica, lo zenit e il nadir cambiano a seconda della posizione dell'osservatore sulla Terra, mentre i poli celesti rimangono fissi e sono gli stessi per tutti gli osservatori sulla Terra.

Per determinare la posizione degli astri, si utilizzano coordinate astronomiche basate su questi punti di riferimento. Un altro riferimento importante è l'orizzonte astronomico, il piano perpendicolare alla linea verticale che va dal centro della Terra all'osservatore. Questa linea verticale interseca la sfera celeste nei punti chiamati zenit (direttamente sopra l'osservatore) e nadir (direttamente sotto di lui).

Le stelle fisse, la maggior parte degli astri, mantengono la loro posizione relativa sulla sfera celeste, offrendo un riferimento visivo costante. Queste stelle sono raggruppate in costellazioni.