Gli apsidi sono i punti di massima e minima distanza di un oggetto celeste dal fuoco ove giace il corpo attorno a cui esso orbita. Nella moderna meccanica celeste il fuoco è anche il centro di attrazione gravitazionale, che coincide con il centro di massa del sistema. Storicamente, nei sistemi geocentrici, gli apsidi erano misurati dal centro della Terra.
Il punto di massimo avvicinamento al fuoco prende il nome di periapside o pericentro, mentre il punto di massimo allontanamento è detto apoapside o apocentro. La linea che congiunge il periapside all'apoapside è detta linea degli apsidi e coincide con l'asse maggiore dell'ellisse.
La linea degli apsidi compie un movimento rotatorio lungo il piano dell'orbita chiamato in generale precessione anomalistica. Per i pianeti del Sistema Solare il movimento prende il nome di precessione del perielio ed è causato dalla reciproca attrazione gravitazionale dei pianeti e, soprattutto nel caso del perielio di Mercurio, dalla curvatura dello spazio-tempo operata dall'immane gravità del Sole.
Caratterizzazione matematica Da un punto di vista matematico, le seguenti formule caratterizzano gli apsidi di un'orbita:
Periapside: velocità massima alla minima distanza Apoapside: velocità minima alla massima distanza
In accordo con le leggi di Keplero, la conservazione del momento angolare e con la legge della conservazione dell'energia, le seguenti quantità sono costanti per una data orbita: momento angolare orbitale specifico energia orbitale specifica
dove: è il semiasse maggiore è la costante gravitazionale planetaria è l'eccentricità orbitale, definita come
Il semiasse maggiore costituisce inoltre la media aritmetica delle distanze dei due apsidi dal fuoco, mentre il semiasse minore ne costituisce la media geometrica.
La media geometrica delle due velocità limitanti (quella raggiunta al periastro e quella all'apastro) è , velocità che corrisponde a un quantitativo di energia cinetica tale che, in qualunque posizione dell'orbita, aggiunta all'energia cinetica preesistente, permetterebbe al corpo orbitante di raggiungere la velocità di fuga locale, che equivale alla radice quadrata del prodotto delle due velocità limitanti.
Terminologia Corpo Periapside Apoapside Galassia Perigalattico Apogalattico StellaI termini utilizzati per una stella sono in realtà termini generici che possono adattarsi a qualsiasi corpo celeste (astro): si vedano in proposito e sull'enciclopedia Treccani. Periastro ApoastroApastro Buco nero PerimelasmaPeribotroPerinigrico ApomelasmaApobotroAponigrico Sole Perielio Afelio Mercurio Periermeo Apoermeo Venere PericiteroPericritio ApociteroApocritio Terra Perigeo Apogeo Luna PeriselenioPericinzioPerilunio AposelenioApocinzioApolunio Marte Periareo Apoareo Cerere PeridemetrioPericerio ApodemetrioApocerio Giove PerigiovioPerizeno ApogiovioApozeno Saturno PerisaturnoPericronio AposaturnoApocronio Urano Periuranio Apouranio Nettuno Periposeido Apoposeido Plutone Periadeo Apoadeo
Il termine "àpside", come pure la variante "àbside" (quest'ultima variante è riferita però di solito a chiese/basiliche) è presente in italiano dal XIV secolo; deriva dal latino apsis, che a sua volta deriva dal greco ἁψίς (hapsís, curvatura, cerchio, volta, orbita).
Gli apsidi sono designati in maniera differente a seconda del corpo centrale. Per indicare gli apsidi di uno specifico corpo orbitante sono state adottate delle terminologie specifiche, che fanno seguire ai prefissi "peri-" e "apo-/ap-/af-"In l'associazione della preposizione (apó, "da") con una parola che incominciava per vocale comportava la caduta dell'ο e l'assunzione di due forme, (ap-) o (aph-), a seconda che la vocale seguente avesse rispettivamente lo spirito dolce (vocale non aspirata) o lo spirito aspro (vocale aspirata). il nome del corpo attorno a cui l'oggetto orbita. I suffissi "-geo", "-elio", "-astro" e "-galattico" sono frequentemente utilizzati nella letteratura astronomica, mentre le altre forme godono di un minore utilizzo; il suffisso "-geo" è inoltre impropriamente utilizzato anche per riferirsi agli apsidi degli altri pianeti.
Dal momento che "peri-" e "apo-" derivano dal greco, alcuni puristi della lingua ritengono più corretto l'utilizzo di suffissi derivati dal greco anche per i nomi degli oggetti di cui si vuole identificare gli apsidi, che derivano dunque dai nomi greci delle divinità latine da cui i pianeti traggono i loro nomi: si avrà in tal modo "-ermeo" da Ermes, l'equivalente greco di Mercurio, o "-areo" da Ares, corrispettivo di Marte e così via.Eccezioni sono costituite dalla Luna, da Venere, Giove e Saturno. Per la Luna sono utilizzati in pratica tutti e tre i suffissi ("-selenio", "-lunio", "-cinzio"), seppure con alcune specificazioni. Premesso che il suffisso "-selenio" (da Selene) è linguisticamente il più corretto, in accordo a quanto ritenuto dai puristi, secondo alcuni il suffisso "-cinzio" andrebbe riservato ai corpi artificiali lanciati da un altro corpo e catturati in orbita attorno alla Luna, mentre "-lunio" va assegnato agli oggetti lanciati dalla Luna e orbitanti attorno al satellite. La forma "-cinzio" è stata utilizzata per la prima volta nel corso del Programma Apollo a seguito di una decisione presa dalla NASA nel 1964. I suffissi utilizzati per Venere ("-citero" e "critio") non derivano dal nome greco della divinità, Afrodite, ma comunque da attributi a essa riservati. Nel caso di Giove e Saturno invece la nomenclatura greca è soppiantata da quella di derivazione latina, l'unica attualmente utilizzata nella letteratura astronomica: si utilizza infatti "-giovio" in luogo di "-zeno" (da Zeus) e "-saturno" in luogo di "-cronio" (da Crono).
Di recente attribuzione sono anche gli apsidi dei buchi neri; il primo termine utilizzato fu peri/apomelasma (da , mélasma, "macchia nera"), introdotto dal fisico Geoffrey A. Landis nel 1998, successivamente furono introdotti peri/apobotro (da bóthros, "fosso") e peri/aponigricon (dal latino niger, "nero").
Tuttavia la prospettiva tutt'altro che incoraggiante di dover utilizzare una nomenclatura distinta per ciascun corpo orbitante, nel sistema solare e non solo, è il motivo principale che ha spinto gli astronomi a far ricorso quasi esclusivamente al più generico "-apside", divenuto termine di riferimento.
L'orbita della Terra
Come per tutti gli altri pianeti del sistema solare, anche l'orbita della Terra, in virtù della sua seppur ridotta ellitticità, possiede degli apsidi. Il tempo di raggiungimento degli apsidi è talvolta espresso in relazione all'alternarsi delle stagioni per via del, seppur piccolo, contributo dato al verificarsi di questo fenomeno (la causa principale è infatti l'inclinazione dell'asse di rotazione terrestre rispetto al piano dell'orbita), soprattutto per quanto riguarda il grado di insolazione dell'atmosfera superiore. Nell'attuale epoca, il perielio si raggiunge circa 14 giorni dopo il solstizio del 22 dicembre, il che fa sì che normalmente coincida con una data attorno al 4 gennaio, mentre l'afelio si verifica circa sei mesi dopo, nella prima decade di luglio. Al perielio la Terra dista dal Sole , mentre all'afelio dista . Una comune usanza è quella di esprimere il tempo di raggiungimento del perielio in relazione all'equinozio di primavera non in giorni, ma misurando l'angolo di spostamento orbitale, ovvero la longitudine del perielio, che nel 2000 equivaleva a 282,895°.
L'orbita della Terra è soggetta a un movimento denominato precessione anomalistica, che determina lo spostamento della linea degli apsidi lungo il piano dell'eclittica: esso si completa in 117.000 anni, in quanto la linea degli apsidi si muove con una velocità angolare di 11'' ogni anno, a causa dell'attrazione gravitazionale esercitata sulla Terra dagli altri pianeti, in primo luogo Giove. L'anno anomalistico della Terra (ovvero il tempo effettivamente impiegato per ritornare al medesimo apside dell'ellisse) risulta superiore per circa 4 minuti e 43 secondi a quello siderale (il tempo impiegato dalla Terra per tornare nella stessa direzione rispetto alle stelle della sfera celeste). In considerazione del fatto che l'anno tropico della Terra è invece inferiore a quello siderale, i due effetti si sommano nel definire la periodicità di circa 21.000 anni dello spostamento dei punti di equinozio e solstizio rispetto agli apsidi. Questo è uno dei cicli che contribuiscono alle variazioni di lungo periodo del clima terrestre in accordo con la teoria dei cicli di Milanković.
La seguente tabella riporta data e ora del momento in cui la Terra attraversa gli apsidi della sua orbita nel periodo compreso tra il 2007 e il 2020. —United States Naval Observatory, Astronomical Applications Department (accesso 2010-07-06).
Anno Perielio Afelio Data OraLa fonte specifica solo l'ora (UT) Date Ora (UT) 20073 gennaio 20:007 luglio 00:00 20083 gennaio 00:004 luglio 08:0020094 gennaio 15:004 luglio 02:00 20103 gennaio 00:006 luglio 12:00 20113 gennaio 19:004 luglio 15:00 20125 gennaio 01:005 luglio 04:00 20132 gennaio 05:005 luglio 15:00 20144 gennaio 12:004 luglio 00:00 20154 gennaio 07:006 luglio 20:00 20162 gennaio 23:004 luglio 16:00 20174 gennaio 14:003 luglio 20:00 20183 gennaio 06:006 luglio 17:00 20193 gennaio 05:004 luglio 22:00 20205 gennaio 08:004 luglio 12:00
Apsidi della Terra
Anche gli oggetti orbitanti attorno alla Terra secondo una traiettoria ellittica possiedono degli apsidi. Si definisce perigeo il punto più vicino alla Terra dell'orbita geocentrica (o distanza orbitale minima) della Luna o di un satellite artificiale; allo stesso modo la distanza orbitale massima di un oggetto dalla Terra è detta apogeo.
Per quel che riguarda l'orbita lunare, il mese anomalistico dura mediamente 27,554551 giorni (27 giorni 13 ore 18 minuti 33,2 secondi), risultando quindi superiore al mese siderale per circa 5,5 ore. La linea degli apsidi completa una rotazione in circa 8,85 anni.
Note
Bibliografia
Voci correlate Anomalia eccentrica Orbita ellittica
Altri progetti
Collegamenti esterni , alla voce Fenomeni sono indicati anche data e ora di perigeo e apogeo.
Categoria:Meccanica celeste