ELEMENTI DI ARCHEOASTRONOMIA

Esistono almeno cinque fenomeni che causano la variazione delle coordinate di un oggetto celeste nel cielo. Esse sono: la Precessione, la Nutazione, l'Aberrazione, il Moto Proprio e la Parallasse Annua, ma altri fenomeni di entità minore agiscono unitamente a questi cinque. La variazione delle coordinate istantanee di un astro durante il tempo può essere sostanzialmente di due tipi. Il primo tipo include variazioni a tempo breve le quali sono da mettere in relazione con il cambiamento istantaneo di posizione della Terra nello spazio e al suo moto orbitale attorno al Sole, mentre il secondo tipo include le variazioni di natura secolare legate alla periodica oscillazione della direzione dell'asse di rotazione della Terra per effetto delle influenze gravitazionali combinate della Luna, del Sole e in misura molto minore, ma non trascurabile, di tutti gli altri pianeti appartenenti al Sistema Solare, soprattutto quelli di massa più elevata quali Giove e Saturno. Il periodo storico generalmente preso in esame dalle ricerche archeoastronomiche si estende dal 6000 a.C. fino ai primi secoli dopo Cristo di conseguenza anche le piccole perturbazioni sommandosi con il passare del tempo diventano importanti e producono praticamente una sensibile variazione della posizione degli astri nel cielo, della posizione dei punti di levata e di tramonto all'orizzonte astronomico locale e delle loro date, osservati da una determinata località geografica. Se non si tiene conto in maniera accurata di tutti i fattori, o almeno i principali, che producono una variazione delle coordinate di un oggetto celeste, risulta molto difficile, se non impossibile, identificare il corretto significato degli allineamenti osservati nei siti archeologici di rilevanza archeoastronomica. Un intervallo di tempo di 8000 anni è in grado di produrre un rilevante cambiamento di orientazione dell'asse della Terra con la conseguenza che il cielo visibile oggi e quello visibile 8000 anni fa nella medesima località geografica risultano essere consistentemente differenti. A titolo di esempio osserviamo che da Milano, 7000 anni fa, poteva essere agevolmente osservata la costellazione della Croce del Sud, cosa che attualmente non è più possibile, ma che lo sarà di nuovo in un lontano futuro.

La Precessione lunisolare

La direzione dell'asse di rotazione della Terra non è fissa nello spazio, ma varia ciclicamente durante il tempo. Con il trascorrere dei millenni essa subisce una lenta deriva, detta Precessione, dovuta alla combinazione delle attrazioni gravitazionali del Sole e della Luna e, in misura minore, degli altri pianeti che fanno parte del Sistema Solare, sul rigonfiamento equatoriale della Terra. A causa della Precessione la posizione del Polo Nord Celeste ruota lentamente intorno al Polo dell'Eclittica con un periodo di circa 26000 anni, più precisamente 25725 anni solari medi. Il valore di 25725 anni si riferisce al periodo ottenuto assumendo fisso il Polo dell'Eclittica, ma tenendo conto anche del moto di rotazione del Polo dell'Eclittica, il vero valore del periodo precessionale diviene ben 25784 anni solari medi. Una conseguenza di questo fatto è il cambiamento della stella ritenuta polare durante il trascorrere dei millenni.

Moto dell’asse terrestre a causa della Precessione lunisolare

Attualmente il polo nord celeste è situato molto vicino alla stella alpha Ursae Minoris, cioè la Stella Polare, ma in passato non fu così e non lo sarà neanche in futuro. Un'altra conseguenza del moto di precessione dell'asse terrestre è che il punto occupato dal Sole nell'istante dell'equinozio di primavera, cioè una delle intersezioni tra l'eclittica e l'equatore, regredisce di circa 50" d'arco ogni anno muovendosi incontro al Sole sull'Eclittica.

Variazione dell’Ascensione Retta di alcune stelle per effetto della Precessione e della Nutazione, dal -4000 all’anno 2000. – Diagramma 1.

Variazione della Declinazione di alcune stelle per effetto della Precessione e della Nutazione, dal -4000 all’anno 2000. – Diagramma 2.

Variazione della Declinazione di alcune stelle per effetto della Precessione e della Nutazione, dal -4000 all’anno 2000 rispetto alla loro declinazione nell’anno -1000. – Diagramma 1.

Variazione della Declinazione di alcune stelle per effetto della Precessione e della Nutazione, dal -4000 all’anno 2000 rispetto alla loro declinazione nell’anno -1000. – Diagramma 2.

Variazione della Declinazione di alcune stelle per effetto della Precessione e della Nutazione, dal -4000 all’anno 2000 rispetto alla loro declinazione nell’anno -1000. – Diagramma 3.

Variazione della Declinazione di alcune stelle per effetto della Precessione e della Nutazione, dal -4000 all’anno 2000 rispetto alla loro declinazione nell’anno -1000. – Diagramma 4.

Oltre a questo si verifica che il piano dell'Eclittica non è fisso nello spazio, ma a causa dell'attrazione gravitazionale dei restanti otto pianeti sulla Terra esso ruota lentamente attorno alla linea dei nodi con una velocità di circa 47" d'arco per secolo. Siccome, sia l'Eclittica che l'Equatore sono cerchi fondamentali per due differenti sistemi di coordinate, quello eclittico e quello equatoriale, i valori delle coordinate degli astri visibili nel cielo variano continuamente; quindi la posizione apparente di un astro nel cielo deve essere riferita ad una data. Una delle conseguenze della Precessione è che talune costellazioni che erano visibili nell'antichità in corrispondenza di un determinato luogo geografico sulla Terra, oggi non lo sono più a causa del fatto che esse non salgono più sopra l'orizzonte astronomico locale. Talvolta accade che in taluni siti archeologici esistano allineamenti che puntano verso punti dell'orizzonte in corrispondenza dei quali, durante il Neolitico o l'età del Bronzo, o del Ferro sorgevano stelle luminose appartenenti a costellazioni situate nell'emisfero celeste australe che oggi ci sono precluse a meno di spostarsi molto più a sud rispetto a dove le strutture furono edificate.

Declinazione delle stelle riportate nei diagrammi precedenti, riferite all’equinozio istantaneo dell’anno -1000. La prima colonna riporta l’identificativo della stella, la seconda la sua magnitudine visuale e la terza colonna riporta la Declinazione espressa in gradi e decimali.

Il fenomeno della Precessione è quello che produce la variazione più forte della posizione degli astri nel cielo e quindi è un fenomeno che riveste un carattere fondamentale dal punto di vista archeoastronomico specialmente laddove è necessario ricostruire accuratamente l'aspetto del cielo nell'antichità.

Le stelle polari dell'antichità

Con il nome Stella Polare è comunemente identificata alpha Ursae Minoris, cioè la stella più brillante della costellazione dell'Orsa Minore che attualmente risulta essere quella, più vicina al Polo Nord Celeste. La Polare è una stella di seconda magnitudine ed è attualmente situata a meno di un grado d'arco di distanza dall'intersezione ideale tra la direzione virtuale dall'asse di rotazione della Terra e la sfera celeste. Il moto approssimativamente conico dell'asse terrestre dovuto agli effetti della precessione lunisolare implica un cambiamento della posizione del polo nord celeste nel corso del tempo. Il raggio della traiettoria descritta dalla posizione del polo è pari al valore istantaneo dell'Obliquità dell'Eclittica il quale varia lentamente durante il tempo con un periodo di circa 41000 anni, di conseguenza la sua traiettoria non è un cerchio e nemmeno una curva chiusa, ma è una curva leggermente irregolare. Una conseguenza estremamente interessante dal nostro punto di vista sarà che la posizione del polo boreale si sposterà virtualmente sulla sfera celeste attraversando alcune costellazioni in modo che con l'andare dei secoli e dei millenni varie stelle più o meno luminose avranno la sorte di essere le più prossime al polo. Esse saranno quindi le stelle polari tipiche delle varie epoche.

La Sfera Celeste nella direzione del Polo Nord Celeste dell’anno 2000

Traiettoria del Polo Nord Celeste tra le costellazioni in seguito alla Precessione lunisolare.

Appare quindi evidente che durante le varie epoche preistoriche e proto-storiche diverse stelle potevano essere utilizzate come indicatrici della direzione cardinale nord. Durante il periodo in cui furono costruite le grandi piramidi nella piana di Gizeh, in Egitto, la stella polare fu alpha Draconis (Thuban), mentre durante l'età del Bronzo , la stella luminosa più prossima al polo boreale fu k Draconis, sempre nella costellazione del Drago. Durante l'età del Ferro, la stella visibile ad occhio nudo che indicava la posizione del polo nord celeste fu invece b Ursae Minoris, (Kochab) una delle componenti della costellazione del Piccolo Carro. (Continua-)

(Autore:Adriano Gaspani, aprile 2008)

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