Una richiesta strana

Il nome di questo blog, come sapete, è IBSE e dintorni. Questo perché non tutto può essere insegnato con un approccio investigativo, ma non per questo ha meno valore.

Nel Rapporto Rocard (2007), infatti, troviamo che l’IBSE può essere usato insieme ai tradizionali metodi deduttivi: l’integrazione dei due metodi può soddisfare intelligenze diverse e gruppi di età diversa.

Sto per concludere il mio percorso di astronomia con la prima liceo. Come vi ho già raccontato, negli ultimi tempi abbiamo studiato la luce e le stelle, abbiamo parlato del Sole e ora è arrivato il momento di stimolare un po’ il senso di meraviglia incrementando anche la voglia di uscire la sera per stare con il naso all’insù.

Sarebbe davvero stupendo organizzare una serata osservativa con i ragazzi ma non sempre è fattibile, anzi quasi mai. Uscita al planetario della città più vicina?

Nella mia zona abbiamo due ottime opzioni: il Planetario Comunale di Modena e quello di Milano.

Provati entrambi sono rimasta sempre molto soddisfatta. Organizzare uscite, però, è sempre più complesso e soprattutto costoso. Stavolta decido, quindi, che se non posso portar fuori i ragazzi ad osservare il cielo, porterò il cielo stellato ai ragazzi.

Anche qui le opzioni sono diverse: un bel filmato o delle belle foto raccolte in una presentazione in powerpoint che mostri le costellazioni del nostro cielo magari raccontando un po’ di mitologia.

Visto che la scuola naviga nell’oro e non ci mancano le attrezzature, tempo fa con i punti del supermercato, invece di prendere il frullatore o l’elettrodomestico di turno, ho preso uno Star Theatre, un planetario portatile.

In commercio ce ne sono tanti a prezzi anche non troppo alti. Nel mio ci sono due opzioni di utilizzo: cielo stellato con stelle fisse dell’emisfero nord e cielo stellato con gli asterismi più noti.

Stamattina parto per andare a scuola “armata fino ai denti” di entusiasmo e un borsone contenente una piccola torcia schermata con un foglio di carta velina rossa, un puntatore laser e lo Star Theatre.

I ragazzi erano preparati e superorganizzati per la nostra osservazione del cielo notturno a scuola.

Arrivata in classe, abbiamo spostato tutti i banchi verso il muro, abbassato le tapparelle, tappato con sacchetti della spazzatura neri ogni possibile spiraglio di luce (sopra la porta e i quadrati di vetrocemento che abbiamo su una parete). L’agitazione gioiosa era nell’aria, la curiosità a mille. Tirano fuori i plaid da picnic (o i giornali) e cominciano a stendersi a terra.

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Posiziono il planetario portatile al centro della stanza, lo punto verso il soffitto e, prima di accenderlo, spegniamo la luce.

La lezione precedente, avevo spiegato cosa avremmo fatto e che avrebbero dovuto coricarsi a terra per guardare il cielo notturno proiettato sul soffitto. Un ragazzo mi ha guardato stupito e mi ha detto “che richiesta strana!”.È vero – ho aggiunto io – hai ragione. È davvero una richiesta strana, ma non preoccuparti. Se non ti senti di farlo puoi rimanere seduto, ma osserveremo il cielo ed è uno spettacolo che si apprezza meglio distesi. Deciderai liberamente cosa preferisci fare!”

Spengo la luce e subito si sentono esclamazioni di meraviglia. Cominciamo osservando liberamente il cielo stellato mentre ruota attorno alla stella polare. Per qualche minuto lasciamo abituare gli occhi all’oscurità e piano piano anch’io comincio a riconoscere le costellazioni più familiari.

Osservate le stelle nel cielo. Ne riconoscete qualcuna? Quale? Passo loro un puntatore e mi faccio mostrare le costellazioni che credono di aver identificato (Grande carro scambiato per piccolo carro, ma qualcuno riconosce Orione).

Guardiamo ad esempio il Grande carro. Come avete fatto a riconoscerlo? Che forma ha? Di quante stelle è fatta? Provate a contarle.

Cosa sta succedendo al cielo che stiamo osservando? Rispondono che si muove, anzi che sta ruotando. Mentre discutono si alza un gridolino di sorpresa: è passata nel cielo una stella cadente!

Ruota? In che direzione? Attorno a cosa? Qualcuno risponde attorno alla stella centrale.

Perché il cielo ruota? Qualcuno risponde che in realtà non è il cielo che ruota ma siamo noi a ruotare.

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Fonte immagine: http://courses.atlas.illinois.edu/spring2011/astr/astr210/LECTURES/Lect2.html

Guardando il cielo, si ha l’impressione che la Terra stia al centro di un’enorme sfera sulla quale vediamo proiettati tutti gli astri: la SFERA CELESTE.

L’origine di questa illusione sta nel fatto che oltre una certa distanza non siamo più in grado di valutare visivamente la lontananza effettiva dei corpi, per cui le stelle ci sembrano tutte alla stessa distanza.

A causa del moto apparente della volta celeste, nel nostro emisfero le stelle visibili descrivono in cielo delle circonferenze concentriche intorno alla stella polare, che resta immobile.

Osservando il cielo notturno con lo sguardo rivolto verso la stella Polare, possiamo vedere che le stelle sorgono sulla destra (a est ) e tramontano a sinistra (a ovest). Se potessimo vedere il cielo dal Polo Sud celeste ruoterebbe nella direzione opposta.

Bene, ora che abbiamo gli occhi abituati al buio proviamo a semplificarci un po’ l’osservazione. Cambio disco allo Star Theatre e inserisco quello delle stelle fisse con gli asterismi.

Cosa vedete ora? Cosa è cambiato? Si bene vedono le costellazioni.

Come si chiamano quelle linee che uniscono le stelle? A cosa servono? Non sanno come si chiamano ma presumono che siano linee che uniscono le stelle delle costellazioni.

Sicuri? Che cosa sono le costellazioni? Quante sono? Come lo hanno stabilito?

Le costellazioni sono insiemi di stelle vicine tra loro sulla volta celeste che creano figure immaginarie. In realtà appaiono vicine solo per l’incapacità del nostro occhio di stimare le distanze reali di oggetti così lontani.

Le costellazioni sono quindi dei raggruppamenti di natura prospettica, formati da corpi che appaiono come se facessero parte di un unico sistema, ma che in realtà nello spazio tridimensionale hanno in comune solo lo stesso settore celeste, trovandosi a volte a distanze di milioni di anni luce gli uni dagli altri.

Agli inizi degli anni ‘20 del secolo scorso, l’Unione Astronomica Internazionale decise di suddividere la volta celeste in 88 costellazioni, con dei confini ben delimitati.

Tuttavia, in aggiunta alle costellazioni “ufficiali”, gli uomini hanno continuato a riconoscere in cielo altri raggruppamenti di stelle più luminose, magari appartenenti a costellazioni diverse, che spesso vengono usati per orientarsi in modo anche più efficace rispetto alle costellazioni tradizionali, in molti casi definite più da motivazioni storiche o mitologiche che dalle particolari evidenze in cielo. Questi raggruppamenti di stelle in cui l’occhio riconosce una forma geometrica sono detti ASTERISMI. Le normali costellazioni possono essere considerate asterismi di grande dimensione. Tipici esempi sono il “Triangolo Estivo“, costituito, da Vega, Deneb e Altair, situate in tre costellazioni distinte, e il “Grande Carro“, le cui sette stelle sono state associate a moltissimi miti.

Se ci trovassimo nell’emisfero sud, per esempio in Antartide, vedremmo lo stesso cielo? Non tutti sanno che le costellazioni visibili nei due emisferi sono diverse.

Come facevano gli antichi ad orientarsi di notte guardando le stelle?

Quale stella ci aiuta ad orientarci nel cielo? Molti sanno che è la stella Polare e che indica la direzione del nord geografico.

Dove si trova? Dicono che sia alla “coda” del piccolo carro.

Ok ma riusciamo a vedere dov’è? È difficile. È poco luminoso.

Allora come possiamo fare per localizzarla se non riusciamo a vedere bene il piccolo carro?

Un sistema molto semplice per arrivare ad individuare la stella Polare consiste nell’utilizzare come riferimento le sette stelle principali dell’Orsa maggiore, cioè quelle che costituiscono il Grande Carro, che, a differenza del piccolo carro, è più luminoso e facilmente riconoscibile.

Immaginate una linea che congiunga le due stelle anteriori del carro e prolungatela dalla parte dove si trova il “timone” del carro, fino a una distanza di circa 5 volte la distanza tra le due stelle e troverete la stella Polare. È per questo motivo che le stelle “alfa” e “beta” dell’Orsa Maggiore sono chiamate “guardie” o “puntatori“.

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Fonte immagne: http://www.wikihow.com/Find-the-North-Star

Quindi abbiamo visto che nel cielo ci sono due carri, giusto? Si parla di grande e piccolo carro ma anche di Orsa maggiore e Orsa minore. Qualcuno sa perché? I ricordi troppo vaghi non permettono una ricostruzione della mitologia

Voglio raccontarvi una storia.

La costellazione forse più conosciuta, per la sua ricchezza di stelle luminose e per la facilità di identificazione, in quanto non tramonta mai alle nostre latitudini, è quella dell’Orsa maggiore. Le sue sette stelle più luminose formano anche la figura tipica del “Grande Carro.

Questa costellazione rappresenta Callisto, la bella figlia del re di Arcadia.

Zeus ebbe una relazione con lei e dalla loro unione nacque Arcade.

Callisto fu trasformata in orsa, per evitarle le ire di Giunone, sua moglie.

“Giunone andò su tutte le furie, quando la rivale (Callisto) cominciò a rifulgere nel firmamento e discesa nel mare andò dalla bianca Teti e dal vecchio Oceano (…) <<Voi però che mi avete allevata, se vi sentite offesi anche voi da questo spregio, impedite all’Orsa di scendere nei vostri gorghi azzurri, respingete questa costellazione accolta in cielo come prezzo di un adulterio, in modo che la sgualdrina non si immerga nelle acque pure>>.

Ovidio, Le metamorfosi II, 409-530

Per questo motivo, secondo Ovidio, l’Orsa maggiore non tramonta mai.

 Il figlio di Callisto e Zeus, Arcade, è invece rappresentato dall’Orsa Minore. Un giorno, durante una battuta di caccia, Arcade tentò di colpire un’orsa ignorando che fosse la madre. Per evitare ciò, Zeus trasformò entrambi in costellazioni.

L’Orsa Maggiore è la costellazione più facilmente riconoscibile dell’emisfero boreale. Le sue sette stelle principali, tra cui Dubhé a, Mérak b (i puntatori), formano il Grande Carro. Queste sette stelle venivano chiamate dai Romani “Septem Triones“(sette buoi) poiché la lenta rotazione del carro intorno alla stella Polare ricordava loro il movimento dei buoi durante l’aratura. Da qui deriva l’origine dell’importante termine dato per definire il nord: Settentrione.

Quali altre costellazioni riuscite a riconoscere? Una delle più note è Orione e alcuni ragazzi l’avevano identificata fin da subito.

Ora siamo in inverno e in questa stagione domina Orione il cacciatore, intento ad attaccare il Toro. Ai suoi piedi si trovano i suoi due cani, il Cane Maggiore e Minore, intenti ad inseguire la Lepre.

La costellazione di Orione è considerata tre le più belle del cielo. Le sue stelle più brillanti formano un disegno simile a un gigantesco cacciatore, con cintura (rappresentata dall’allineamento di tre stelle) e spada.

Un giorno Zeus e Poseidone, sotto altre sembianze, andarono nella città di Tenagra e cercarono ospitalità, però nessuno volle dargliela.

Zeus, offeso, fu tentato di scagliare i suoi fulmini per distruggere la città, ma Poseidone lo fermò in tempo, perché sapeva che in quella città abitava il buon Irieo. Questi, infatti, li ospitò volentieri e gli offrì ristoro e un alloggio per la notte.

Giunta l’ora di partire, Poseidone e Zeus rivelarono la loro vera identità e vollero esaudire il desiderio di Irieo di avere un figlio.

Poseidone sputò dentro una pelle di bue e ordinò a Irieo di tenerla per nove mesi sotto terra. Quando Irieo la disseppellì, vi trovò un bambino bellissimo, che chiamò Orione.

Orione divenne grande come un gigante, amava il mare e la caccia e spesso si trovava a cacciare assieme a Diana, dea della caccia.

Quando Apollo, fratello di Diana, si accorse che la sorella stava trascurando i suoi compiti per colpa di Orione, decise di ucciderlo.

Mentre Orione stava nuotando in mare, lontano dalla riva, Apollo lo illuminò con un brillante raggio di luce e sfidò Diana a colpire con le sue frecce quel distante punto luminoso.

Diana, che non sapeva dell’inganno, accettò la sfida e colpì Orione con una delle sue frecce uccidendolo.

Quando più tardi ne ritrovò il corpo, lo caricò sul suo carro celeste, volò in cielo e qui lo fissò con stelle brillanti; ai suoi piedi pose i suoi cani da caccia favoriti, il Cane Maggiore ed il Cane Minore.

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Fonte immagine: http://it.wikipedia.org/wiki/Orione_(mitologia)  

 

Le costellazioni che possiamo osservare nel luogo in cui viviamo sono sempre le stesse in qualunque momento dell’anno?

Nonostante le stelle possano considerarsi fisse, ogni costellazione muta la sua posizione (rispetto alla nostra e non allo sfondo celeste) per effetto del moto apparente del cielo.

Questo perché la Terra, oltre a girare su se stessa, compie anche un movimento di rivoluzione attorno al Sole, e ci offre ogni notte una visuale del cielo leggermente diversa.

Le costellazioni, con il passare dei mesi, appariranno alla stessa ora sempre più spostate verso Ovest, sino a quando scompariranno sotto l’orizzonte occidentale per riapparire poi, dopo un certo periodo di tempo, da quello orientale.

Alcune costellazioni, però, sono effettivamente visibili tutto l’anno, perché si trovano nei pressi del polo Nord celeste e, a causa delle sfericità della Terra, nel loro moto notturno ruotano attorno ai poli e non scendono mai sotto l’orizzonte.

Queste costellazioni sono dette “circumpolari“, e, oltre al grande e piccolo carro, un tipico esempio di tali costellazioni alle nostre latitudini è costituito da Cassiopea, facilmente riconoscibile per la sua caratteristica forma a “W”.

In questo momento, è come se ci trovassimo al Polo Nord e quindi riusciamo a vedere tutte le stelle, ma alla nostra latitudine non è così. Il cielo cambia di giorno in giorno e persino di ora in ora. Alla nostra latitudine le costellazioni circumpolari (sempre visibili) sono l’Orsa maggiore, l’Orsa minore, Cassiopea, Cefeo, Il Drago, la Giraffa e la Lince.

Cassiopea e Cefeo, insieme alle costellazioni di Andromeda, Perseo, Pegaso e Ceto sono le costellazioni che dominano il cielo in autunno. In questa stagione dominano le costellazioni del mito di Perseo, l’eroe che in groppa al cavallo alato Pegaso, salvò la principessa Andromeda, figlia del re Cefeo e della regina Cassiopea, dalle fauci dell’orribile mostro marino Ceto (detto anche Balena ).

Cassiopea era la bella regina Etiope della città di Joppa in Fenicia; Cefeo era il re suo marito. Cassiopea era molto orgogliosa della sua bellezza e ancor di più di quella della figlia Andromeda.

Un giorno la sua vanità la portò a dire che le loro bellezze superavano quelle delle ninfe marine scatenando l’ira di Poseidone, il dio dei mari. Quest’ultimo inviò il terribile mostro Ceto a distruggere l’intera città.

L’unico modo per placarne l’ira era sacrificare Andromeda al mostro, così venne incatenata ad uno scoglio di una vicina isoletta pronta per essere divorata.

Nel frattempo, Perseo, figlio di Giove, venne mandato a cercare ed uccidere la gorgone Medusa come prova del suo coraggio. Medusa era così orrenda che guardarla negli occhi significava essere tramutati in pietra. La notte prima della partenza, Minerva apparve in sogno a Perseo e gli diede  una spada magica con la quale decapitare la gorgone ed uno scudo scintillante che avrebbe dovuto usare come specchio: l’immagine riflessa di Medusa non lo avrebbe pietrificato. Quindi apparve Mercurio che gli consegnò un paio di sandali alati per poter volare sino all’isola dove viveva la gorgone. Durante il viaggio incontrò anche le tre ninfe del Nord che gli donarono un elmo magico che lo avrebbe reso invisibile e una borsa magica per avvolgervi la testa decapitata.

Con queste armi Perseo riuscì facilmente nell’impresa; dal sangue che lentamente cadeva dalla borsa riempita dalla testa della gorgone nacque il cavallo alato Pegaso. Perseo lo montò e cominciò il viaggio di ritorno.

In prossimità delle coste greche, Perseo vide la principessa Andromeda incatenata ad uno scoglio di una piccola isola e il terribile mostro Ceto (Balena) che le si avvicinava pronto a divorarla; subito estrasse la testa della Medusa e la rivolse verso il mostro che venne istantaneamente tramutato in pietra. Andromeda era salva e, come ricompensa, divenne sua moglie.

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Fonte immagine: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/97/Peter_Paul_Rubens_-_Perseus_Freeing_Andromeda_-_WGA20306.jpg/800px-Peter_Paul_Rubens_-_Perseus_Freeing_Andromeda_-_WGA20306.jpg

Identificare Cassiopea è facile quanto localizzare la stella polare. La si può, infatti, facilmente individuare prolungando la linea ideale che congiunge Mizar, una stella del timone del Grande Carro, con la Polare.

Per incoraggiare i ragazzi a passare dalla “teoria” alla “pratica” osservativa, ho terminato la lezione spiegando ai ragazzi che parteciperemo alla campagna scientifica globale chiamata Globe at night in cui vengono osservate e registrate le stelle visibili di una costellazione come mezzo per misurare l’inquinamento luminoso in un dato luogo. Li “sfiderò” quindi a scegliere un punto di osservazione (giardino di casa, terrazzo o aperta campagna), individuare e osservare la costellazione di Orione nel cielo notturno utilizzando le mappe stellari disponibili sul sito o utilizzando direttamente l’applicazione per smartphone, e inviare i dati raccolti partecipando così ad un progetto di citizen science in cui persone da ogni parte del mondo contribuiscono al database online raccogliendo dati per documentare il cielo notturno visibile e comprendere in che modo le luci della loro comunità contribuiscono al problema dell’inquinamento luminoso.

Questi dati vengono poi resi disponibili sul sito dell’iniziativa e quindi possono essere una fonte perfetta di dati indiretti per progettare un’attività inquiry-based. Ma questa è un’altra storia e ve la racconterò un’altra volta.

 

Per saperne di più:

Cielo e costellazioni di Lara Albanese

 

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