I più impressionanti tra i fenomeni celesti sono sicuramente le eclissi di Sole e di Luna, quegli allineamenti occasionali degli astri tali da cambiare radicalmente l’aspetto della volta celeste, diurna e notturna. Eventi che per i nostri antenati avevano del prodigioso e che, invariabilmente, annunciavano terribili rivolgimenti o catastrofi.
Il cielo è fondamentalmente un titanico orologio naturale. Prima dei meccanismi era la semplice osservazione degli astri a dirimere lo scorrere del tempo, dalle ore della giornata al passaggio delle stagioni. Un potere divino, e quindi tale doveva essere il Cosmo, l’ordine celeste (tale il significato della parola greca κόσμος – kósmos) contrapposto al caos terreno. Qualsiasi cosa alterasse il comportamento di questo orologio era dunque un presagio semplicemente orrendo. Gli astronomi antichi si profusero in sforzi immensi per dare una comprensione a tutto quanto accadeva nel cielo, e alcune civiltà particolarmente avanzate nelle loro conoscenze astronomiche (come Cinesi, Babilonesi e Maya) riuscirono persino a trovare un modo per predire il ritorno delle eclissi!
Questione di allineamento
Astronomicamente parlando, un’eclissi è una sizigia (del greco syzygía, accoppiato), cioè l’allineamento di tre oggetti celesti in movimento. Se l’osservatore è al centro dell’allineamento, allora gli altri due oggetti compariranno in posizioni diametralmente opposte. Se invece è uno dei due corpi posti agli estremi, allora gli altri due oggetti compariranno molto vicini in cielo. In base alla situazione, e ai corpi celesti considerati, tale allineamento prenderà nomi diversi.
Visto che siamo dei terrestri, il corpo celeste d’osservazione è solitamente la Terra, mentre uno degli altri due è il Sole. Il terzo corpo è invece un qualsiasi altro corpo del Sistema Solare. In tal caso si possono avere quattro situazioni diverse:
Queste quattro situazioni riassumono tutti gli allineamenti (sizigie) planetari possibili. Le congiunzioni avvengono quando la distanza in cielo tra il Sole e il terzo corpo è minima (e nel caso dei pianeti interni bisogna distinguere tra inferiore e superiore), l’opposizione viceversa. Un corpo celeste in congiunzione con il Sole sorge e tramonta insieme a esso, mentre uno in opposizione sorge esattamente al tramonto del Sole e culmina in cielo alla mezzanotte. Motivo per cui l’osservazione dei pianeti esterni è ideale proprio quando sono in opposizione.
Lo stesso identico ragionamento può essere fatto anche nel caso di un satellite che invece di girare attorno al Sole gira attorno all’osservatore. Per esempio, la Luna che gira intorno alla Terra. Quando la Luna è in opposizione noi ne vediamo l’emisfero illuminato (la Luna piena), quando invece è in congiunzione ne vediamo l’emisfero notturno (la Luna nuova).
Nascondino planetario
Le sigizie sono quindi un qualsiasi allineamento tra tre corpi celesti, tale da generare una delle situazioni prima descritte. Le orbite di pianeti e satelliti tuttavia non sono perfettamente complanari tra di loro. Ci sono delle inclinazioni relative, che spesso e volentieri fanno sì che l’allineamento sia solo approssimativo. Occasionalmente però avviene la coincidenza, ed ecco che i tre oggetti finiscono effettivamente per giacere tutti sulla stessa linea… e questo significa che sono in grado di coprirsi a vicenda in cielo! Sono occasioni piuttosto rare, e sono tanto più rare quanto più sono piccoli e distanti tra di loro. Nel caso in cui si verifichi un allineamento del genere si distinguono nuovamente due situazioni ben precise: l’occultazione e il transito.
Un’occultazione avviene quando il corpo a passare davanti è quello apparentemente più grande, mentre il transito è il viceversa, cioè quando il corpo a passare davanti è quello apparentemente più piccolo. Questi due fenomeni sono anche noti collettivamente come “eclissi”: dal greco ἔκλειψις (ékleipsis), “abbandono”, “venir meno”, perché qualcosa sta venendo nascosto. Nel caso di un’occultazione in cui il corpo piccolo viene completamente nascosto si parla di “eclissi totale”, in tutti gli altri casi di “eclissi parziale”. Le due immagini precedenti potrebbero quindi essere descritte anche come un’eclissi totale di Marte generata dalla Luna (scattata durante la parzialità), e un’eclissi parziale di Sole generata dal pianeta Venere!
Coincidenze cosmiche
Nel caso della triade Terra-Luna-Sole, però, il balletto è tutto speciale. Questo perché, per una bizzarra coincidenza astronomica, il Sole e la Luna nel cielo della Terra hanno una dimensione quasi uguale! Il Sole è circa 400 volte più grande della Luna, ma combinazione è anche circa 400 volte più lontano. I due numeri si compensano! Le orbite dei corpi celesti però sono delle ellissi, e Luna e Terra non fanno eccezione. Questo significa che le distanze tra la Terra e la Luna e tra la Terra e il Sole cambiano nel tempo! Il risultato è che le dimensioni apparenti di Luna e Sole non sono costanti. Ci sono momenti in cui la Luna appare più grande del Sole, e momenti in cui avviene il contrario.
Il risultato è che le eclissi generate dalla Luna quando passa davanti al Sole non sono sempre uguali. A volte la Luna risulta più grande, e si ha un’occultazione (eclissi totale di Sole), altre volte invece la Luna è più piccola, e si ha un transito (eclissi parziale di Sole). Le dimensioni però sono così simili che questa particolare eclissi ha preso un nome tutto suo: eclissi anulare di Sole, visto che rimane visibile solo un sottile anellino della nostra stella. La Terra non è neanche l’unico pianeta a mostrare questa caratteristica, visto che la troviamo anche su Marte grazie alla luna Phobos.
Ombra e penombra
Un’altra rappresentazione molto utile a comprendere il fenomeno è quella che fa uso della costruzione geometrica del cono d’ombra generato dalla Luna.
Per vedere un’eclissi totale la Luna deve apparire più grande del Sole in cielo, e questo significa che il suo cono d’ombra deve raggiungere la superficie terrestre. Tutti i luoghi al suo interno testimonieranno un’eclissi totale, mentre quelli nel cono di penombra ne vedranno una parziale.
Quando invece la Luna appare più piccola del Sole essa è incapace di coprirlo completamente. Questo significa che il suo cono d’ombra non raggiunge la superficie terrestre, nessuno vedrà un’eclissi totale e tutti vedranno un’eclissi parziale. Se però il luogo si trova nel prolungamento del cono d’ombra, il cono di antombra, ecco che la parziale si trasforma in anulare, perché c’è un momento in cui il bordo della Luna non tocca più il bordo del disco solare.
