Tempo siderale

Il tempo siderale è l’angolo orario del punto gamma.

In altri termini, il tempo siderale rappresenta l’angolo di rotazione della terra rispetto ad un riferimento celeste: il punto gamma.

Due successivi passaggi del punto gamma al meridiano definiscono un intervallo di tempo chiamato giorno siderale che è di circa 4 minuti più corto del giorno solare medio. Infatti, nel corso di una rotazione, la Terra percorre anche un tratto di orbita attorno al Sole e quindi, nel frattempo, la posizione apparente del Sole rispetto alle stelle è cambiata di circa un grado verso oriente lungo l’eclittica: il ritorno del Sole al meridiano ritarda di 4 minuti rispetto al ritorno di una stella.

Il tempo siderale locale (LST), il tempo siderale misurato al meridiano di Greenwich (GST) e la longitudine del luogo (LON) sono legati tra loro da una semplice relazione:

LST = GST + LON

Il tempo siderale si esprime solitamente in ore, minuti e secondi e anche la misura di longitudine può essere trasformata in ore considerando che 1h=15°.

Nella storia, i due principali metodi di misurazione del tempo si basavano rispettivamente sulla rotazione della Terra rispetto al Sole oppure rispetto alle stelle. Il primo metodo, più antico, portò alla definizione di tempo solare vero (e successivamente tempo solare medio), mentre il secondo al tempo siderale. La misura del tempo solare era complicata e imprecisa: complicata dal fatto che l’intervallo di tempo tra due successivi passaggi al meridiano del Sole non è costante nel corso dell’anno e imprecisa dal fatto che non è facile misurare con accuratezza la posizione del Sole.  Le stelle invece ci appaiono puntiformi e la loro posizione è misurabile con maggior precisione. Il tempo solare medio può essere determinato più facilmente partendo da una misura del tempo siderale ed utilizzando poi un’opportuna conversione.

Si definiscono due specie di tempo siderale a seconda se il riferimento è l’equinozio medio, cioè l’ equinozio affetto solo dalla precessione, oppure l’equinozio vero, cioè l’intersezione dell’equatore della data con l’eclittica della data, il quale è affetto sia dal moto secolare di precessione che dalle perturbazioni periodiche della nutazione. Nel primo caso si ha il tempo siderale medio (GMST o LMST), nel secondo caso il tempo siderale apparente (GAST o LAST). La differenza tra i due è chiamata equazione degli equinozi o nutazione in ascensione retta.

Proprio per il fatto che il punto gamma non è un punto fisso rispetto alle stelle, ma subisce uno slittamento di precessione e nutazione, il tempo siderale, pur essendo una misura diretta e facilmente osservabile della rotazione della Terra, non rappresenta la “vera” rotazione della Terra. Così il giorno siderale medio è più corto di circa 0.0084 secondi rispetto al vero periodo di rotazione terrestre e questa piccola differenza corrisponde proprio al moto giornaliero di precessione.