Tempo siderale locale: che cosa indica LST?

Perché le stelle hanno un orologio diverso

L’orologio civile segue il giorno solare medio di 24 ore. Mentre ruota, la Terra avanza anche lungo la propria orbita attorno al Sole. Per riportare il Sole sullo stesso meridiano deve quindi compiere un po’ più di una rotazione rispetto alle stelle lontane.

Una rotazione rispetto al cielo stellato dura approssimativamente 23 ore, 56 minuti e 4 secondi. È la durata caratteristica del giorno siderale. La differenza di quasi quattro minuti al giorno spiega perché una stella raggiunga una determinata posizione prima ogni sera. Su un mese si accumula uno spostamento dell’ordine di due ore, se il confronto dell’orologio non viene alterato dal cambio dell’ora legale.

Su un anno ci sono circa 365,25 giorni solari ma circa 366,25 rotazioni siderali. Non viene creata una giornata civile aggiuntiva: si stanno contando giri rispetto a riferimenti diversi. Il tempo siderale rende esplicita questa differenza e la trasforma in uno strumento per orientarsi.

Che cosa puoi leggere nel valore

Nel quadro equinoziale classico il tempo siderale è l’angolo orario del punto vernale. Il suo valore coincide con l’ascensione retta del meridiano superiore. Quando l’ascensione retta di una stella coincide con il tempo siderale locale, il suo angolo orario è zero e la stella attraversa quel meridiano.

Per esempio, un valore vicino a 5 h 35 min corrisponde alla regione della cintura di Orione, con le opportune differenze fra le coordinate delle singole stelle. Non significa che tutte passino nello stesso secondo. La regola generale rimane più utile del numero arrotondato: confronta l’ascensione retta della stella con il valore locale.

L’angolo orario è la differenza fra tempo siderale locale e ascensione retta, espressa con la convenzione di segno e l’intervallo scelti. Nel segno usuale, un valore positivo indica che l’oggetto è già a ovest del meridiano, un valore negativo che deve ancora raggiungerlo. La declinazione e la latitudine completano la geometria necessaria per ricavare altezza e azimut.

Il meridiano non è soltanto il sud. Da una località italiana alcuni astri culminano a sud, altri possono passare a nord dello zenit. Un passaggio superiore può perfino avvenire sotto l’orizzonte per oggetti non accessibili a quella latitudine. LST non garantisce quindi da solo che una stella sia osservabile o che si trovi al punto più utile della notte.

Il collegamento con le stagioni

Poiché lo stesso valore siderale arriva quasi quattro minuti prima ogni giorno, un oggetto serale diventa progressivamente un oggetto del pomeriggio e poi scompare nel chiarore solare. Mesi dopo ritorna nel cielo mattutino. È lo stesso cambiamento stagionale che osservi fra Orione in inverno e le figure estive in una sera italiana.

Vicino all’equinozio di settembre, attorno alla mezzanotte solare, il tempo siderale è vicino a 0 h; vicino a quello di marzo è vicino a 12 h. Sono orientamenti generali, non orari civili esatti da applicare a Roma o Venezia. Longitudine nel fuso, ora legale ed equazione del tempo spostano il rapporto con la mezzanotte dell’orologio.

Per pianificare una sessione, il confronto con l’ascensione retta aiuta a capire quali regioni passino sul meridiano durante le ore buie. Per un oggetto diffuso conta poi che la Luna e le luci non cancellino il contrasto; per un pianeta entrano anche seeing e altezza. Il tempo siderale fornisce il riferimento geometrico, non tutte le condizioni osservative.

Istante, Greenwich e longitudine

Il calcolo parte dall’orientamento terrestre e dal riferimento celeste adottato. Il tempo siderale di Greenwich usa il meridiano zero. Nello stesso istante quel valore è un riferimento comune; per ottenere quello locale si aggiunge la longitudine orientale, riportando il risultato nell’intervallo di 24 ore. A 15° di longitudine corrisponde un’ora siderale.

Due osservatori a Torino e Lecce condividono il fuso civile italiano ma non lo stesso meridiano. Nello stesso istante hanno quindi tempi siderali locali diversi. La differenza di latitudine fra le due città modifica anche l’altezza degli astri, ma non è la causa della differenza di LST: questa dipende dalla longitudine.

L’ora legale cambia come scrivi l’istante sull’orologio; non cambia istantaneamente la rotazione terrestre. Un calcolo corretto converte l’orario civile alla scala necessaria e usa il luogo scelto. Non si ottiene LST aggiungendo semplicemente un’ora in estate a un valore invernale.

Tempo siderale medio e apparente

Il riferimento al punto equinoziale medio produce il tempo siderale medio. Includendo la nutazione si ottiene quello apparente, con una piccola differenza detta equazione degli equinozi. È dell’ordine di un secondo di tempo o poco più: trascurabile per molti riconoscimenti a occhio nudo, significativa nei confronti fini.

Per usare la relazione con l’ascensione retta, scegli definizioni coerenti. Non confrontare automaticamente un tempo siderale apparente con una coordinata media senza considerare la trasformazione. La parola «locale» specifica il meridiano, non risolve da sola la distinzione medio/apparente.

L’orientamento terrestre è descritto da UT1, non da una rotazione perfettamente uniforme. UTC è la scala civile e non deve essere assunta identica a UT1. La riforma internazionale prevede UTC continua dal 20 maggio 2027 e un limite massimo di 3.600 secondi per lo scarto rispetto a UT1; la vecchia affermazione di uno scarto sempre inferiore a un secondo non è una regola permanente.