OBJECTIUS
1. Configurar i utilitzar l’aplicació gratuïta Stellarium.
2. Comprendre els efectes de la translació de la Terra en l’observació astronòmica.
3. Constatar que l’eix de rotació de la Terra es projecta a prop de l’estrella Polar.
4. Observar la variació anual en l’alçada del Sol al migdia i relacionar-ho amb la inclinació de l’eix de rotació de la Terra.
5. Constatar que els planetes segueixen trajectòries en el pla comú de l’eclíptica i interpretar el desplaçament retrògrad de Mercuri.
MATERIAL UTILITZAT
– Aplicació gratuïta Stellarium.
– Ordinador Linkat (Linux), Windows o Mac.
PROTOCOL
L’Stellarium és un simulador astronòmic gratuït que representa un cel realista en 3D tal i com es veuria amb l’ull nu, amb binoculars o amb telescopi. L’aplicació permet aprendre molt sobre l’univers, sobre la nostra galàxia, sobre el nostre sistema planetari i sobre els moviments relatius entre el Sol, la Terra i la Lluna.
Instal·lació
En els ordinadors de l’institut amb sistema operatiu Linkat, l’aplicació Stellarium hi és instal·lada per defecte. No obstant això et pot interessar instal·lar-te-la al teu ordinador.
1) Ves a la pàgina de l’Stellarium Astronomy Software i fes clic a la icona del sistema operatiu que tinguis instal·lat al teu ordinador. Se’t descarregarà l’arxiu que permet instal·lar-te el programa a l’ordinador. Obre’l i segueix les instruccions d’instal·lació.
També hi ha versions de l’Stellarium per a Android i per a iOS, però són de pagament:
 |
 |
Configuració
2) Obre l’Stellarium (l’aplicació funciona a pantalla completa, de manera que a partir d’ara, per seguir les instruccions, és convenient tenir a l’abast un altre ordinador o utilitzar una tauleta o el mòbil). Apareixerà la visió del cel amb un paisatge a sota. Si és de dia, només es veurà una estrella, el Sol. Cal, però, configurar la nostra posició, la data i l’hora.
3) A l’extrem inferior esquerre de la pantalla es despleguen dos regles amb les diferents funcions de l’aplicació. Aquests regles es poden fixar o deixar que s’amaguin automàticament accionant unes petites fletxetes negres al vèrtex de la pantalla.
4) Fixa’t en el regle vertical i fes clic sobre la icona d’orientació (la primera icona de dalt). S’obrirà la finestra d’ubicació. Insereix manualment les coordenades geogràfiques i l’altitud exactes de la teva localitat (alternativament, selecciona l’ubicació més propera a la teva localitat). Després tanca la finestra (les dades introduïdes es guarden automàticament).
Per saber les teves coordenades exactes pots consultar Google Maps, localitzar la teva ubicació al mapa i fer clic a sobre. Si cliques a sobre de les coordenades de la finestreta que s’obre automàticament podràs copiar les coordenades en graus, minuts i segons.
5) A continuació fes clic a la segona icona del regle vertical de l’Stellarium (en forma de rellotge). Comprova que té la data i l’hora correctes, modifica-les si cal i tanca la finestra.
6) Ara obre la finestra d’opcions de visualització (tercera icona del regle vertical). Configura la visualització del cel tal i com apareix a la figura següent:
Tot seguit configura la pestanya Marcadors tal i com apareix a la figura següent:
Ara ja tens configurat l’Stellarium. Abans de començar, però, apren algunes de les funcions del regle horitzontal (d’esquerra a dreta):
– Línies de les constel·lacions: uneix les estrelles per tal de visualitzar les constel·lacions (convé veure-les).
– Etiquetes de les constel·lacions: posa nom a les constel·lacions (convé visualitzar els noms).
– Dibuix de les constel·lacions: superposa al cel el dibuix artístic de les constel·lacions (està bé donar-hi un cop d’ull, però després és convenient amagar els dibuixos).
– Graella equatorial: dibuixa unes coordenades que coincideixen amb les coordenades geogràfiques de la Terra projectades al cel, mostrant l’equador celeste i el pol Nord (és la graella que ens convé tenir activada).
– Graella azimutal: dibuixa unes coordenades basades en l’horitzó i en el zènit (el punt que marca la vertical) del lloc d’observació (no ens interessa tenir-la activada).
– Terra: permet tenir de referència el nostre horitzó o eliminar-lo per veure les constel·lacions que tenim a sota (al principi és millor tenir-lo activat per no perdre’ns).
– Punts cardinals: ens indica on és el Nord, el Sud, l’Est i l’Oest (ens interessa tenir-lo sempre activat per tenir clar cap a on està orientada la visualització del cel respecte de la nostra posició).
– Atmosfera: mostra l’atmosfera il·luminada quan és de dia. D’aquesta manera podem simular l’enfosquiment progressiu del cel a partir de la posta del Sol (caldrà desactivar-la per treballar en certs aspectes).
– Objectes de l’espai profund: localitza determinats objectes singulars (galàxies, nebuloses, cúmuls estel·lars, etc.).
– Etiquetes de planetes: localitza els planetes del Sistema Solar (el tindrem activat).
(Les tres següents funcions no tenen interès per a la pràctica.)
– Mode pantalla completa: permet commutar entre pantalla completa i finestra reduïda.
– Suggeriments dels satèl·lits: permet localitzar satèl·lits artificials.
Les següents funcions permeten controlar el temps de la simulació:
– Disminueix la velocitat del temps: permet anar enrere en el temps (en fer clic diverses vegades augmenta la velocitat de retrocés en el temps).
– Estableix ràtio normal del temps (Play): avança el temps a la velocitat normal des de la data i l’hora indicats a sobre. Clicant Pausa atura l’avançament del rellotge.
– Estableix hora actual: el rellotge torna a la data i hora actuals.
– Incrementa la velocitat del temps: permet anar endavant en el temps (en fer clic diverses vegades augmenta la velocitat d’avançament en el temps).
– Sortir: es tanca l’aplicació.
El cel que s’observa cada nit és diferent (al llarg d’un any)
Abans de començar, familiaritza’t amb la simulació del cel i l’ús del ratolí. Pots desplaçar-te lateralment i verticalment clicant i arrossegant amb el ratolí sobre de la simulació. Desplaça’t per a observar els quatre punts cardinals. Constata que el Sol es troba cap al Sud, en algun punt entre l’Est i l’Oest (si és de dia, és clar!), seguint el pla de l’eclíptica (que apareixerà com una línia si tens configurada l’aplicació tal i com se t’ha indicat). Constata també que les línies de la graella equatorial es tanquen en un punt sobre el Nord. Es tracta del Nord celeste, on ben a prop s’hi ha de trobar l’estrella Polar. També pots fer zoom amb la roda del ratolí, en un sentit o en un altre, per ampliar o reduir la imatge (en la línia superior del regle horitzontal t’indica en graus l’amplitud de la simulació que observes (FOV)). Si ja saps com moure’t per l’aplicació, ara ja estàs preparat per a continuar…
7) Orienta’t cap al Sud (tindràs centrada la línia vertical del Meridià), posa un zoom d’uns 60º FOV, deixa l’horitzó quasi al límit inferior de la simulació i elimina l’atmosfera. Assegura’t que simula el dia i l’hora exactes i, tot seguit, posa en Pausa la simulació. Així és com es veuria el cel si no hi hagués atmosfera a la Terra i, per tant, la llum reflexada per l’aire no il·luminés el cel (la imatge que tens a continuació no es correspon amb el que veus perquè es va prendre el 21 de gener de 2018 a les 11:42:34):
S’hi observen estrelles, objectes de l’espai profund, el Sol, planetes…
8) Ves a la finestra de data/hora del regle vertical i modifica únicament l’any (pots avançar en el temps o retrocedir-ne, és indiferent). Què observes? Constata que el Sol i les estrelles i altres objectes de l’espai profund es mantenen pràcticament en la mateixa posició. Quina n’és la causa? Fes-ne una explicació detallada relacionant-ho amb el fenòmen de translació de la Terra (el següent dibuix potser t’ajuda):
9) Per què els planetes sí que canvien de posició, mentre que el Sol es manté invariable? Justifica la resposta.
10) Torna a la data actual i fixa’t en alguna estrella diferent del Sol que sigui destacada i que tingui el nom indicat. Tot seguit avança per mitjà de la finestra data/hora un únic dia (sense variar les hores). Què ha succeït? Avança de un en un els dies. Què constates? Intenta donar-ne una explicació científica raonada.
11) Torna a la data actual i fixa’t de nou en l’estrella que has escollit a l’apartat anterior. Recorda la seva posició exacta en la simulació. Ara avança per mitjà de la finestra data/hora els mesos, d’un en un (sense variar les hores ni els dies). Quants mesos cal fer avançar perquè l’estrella escollida torni a ser a la posició inicial? Intenta donar-ne una explicació científica raonada.
L’eix de la Terra apunta a l’estrella Polar
12) Ara elimina la graella equatorial i els objectes de l’espai profund (fent-hi clic al regle horitzontal), situa’t al Nord (arrossegant el ratolí lateralment fins que la línia del Meridià quedi totalment vertical) i, mitjançant la finestra data/hora del regle vertical, posa la data i l’hora exactes següents:
2020 / 6 / 14 13 : 36 : 0
13) Fixa’t en la posició de les constel·lacions i de les principals estrelles:
– L’estrella Capella, de la constel·lació del Cotxer (Auriga) es troba a dalt, sobre el Meridià, l’estrella Pòl·lux, de la constel·lació dels Bessons, es troba a dalt, a la dreta de Capella, i l’estrella Deneb, de la constel·lació del Cigne, es troba a baix, a l’esquerra de Capella.
– La constel·lació de Óssa Major es troba a la dreta i la constel·lació de Cassiopea a l’esquerra del meridià.
14) Varia d’un en un els dies (sense canviar cap altra dada). Pots mantenir apretada la fletxa perquè els dies es vagin succeïnt més ràpidament. Pots constatar que les estrelles i les constel·lacions giren entorn d’una estrella que es troba quasi a sobre del Meridià i que forma part de la constel·lació de l’Óssa Menor. De quina estrella es tracta? (pots fer zoom perquè aparegui el seu nom en llatí).
15) Explica científicament i de manera raonada perquè es produeix el fenòmen observat a l’apartat 14.
Migdia d’estiu i migdia d’hivern
L’hora oficial a Catalunya, la que apareix al teu rellotge, al teu mòbil o a l’ordinador, no es correspon amb l’hora del Sol. En realitat es troba avançada amb l’objectiu d’aprofitar millor la llum del dia.
Sempre hem dit que migdia és a les 12:00 hores, i és cert, però si mirem el Sol a les 12 del nostre rellotge comprovarem que el Sol no es troba exactament al Sud, sinó que es troba una mica cap a l’Est, i li faltarà encara una o dues hores per situar-se exactament sobre el Meridià, al Sud.
16) Amb el simulador orientat al Sud, estableix la data i l’hora actuals (et recomano que al regle horitzontal tinguis seleccionades només les funcions de graella azimutal, de Terra i dels punt cardinals).
17) Tot variant els valors de l’hora, dels minuts i dels segons a la finestra data/hora, situa el Sol just sobre el Meridià. Quantes hores ens trobem avançats respecte de l’hora solar?
18) Modifica la data avançant exactament sis mesos. A continuació varia l’hora fins a situar de nou el Sol sobre el Meridià. Quina és l’hora oficial? Determina a partir d’aquest resultat i de l’anterior quantes hores tenim avançat el rellotge en relació a l’hora solar en l’horari d’estiu i en l’horari d’hivern.
19) Els solsticis són els punts als quals el Sol assoleix la màxima i la mínima alçada al cel (és el moment en que el Sol es troba més distant del pla de l’eclíptica). Amb el simulador orientat al Sud, estableix la data i l’hora actuals (et recomano que al regle horitzontal tinguis seleccionades només les funcions de graella azimutal, de Terra i dels punt cardinals).
20) Mitjançant la finestra dia/hora modifica els mesos i les hores amb l’objectiu de determinar els dies de l’any en els que el Sol es troba en el punt més alt i més baix. Quines són aquestes dates?
21) Explica raonadament quines són les causes d’aquesta variació i les conseqüències que se’n deriven en relació a les estacions de l’any (potser t’ajuden els següents esquemes):
 |
 |
Òrbites planetàries
22) Novament amb el simulador orientat al Sud, estableix la data i l’hora actuals. Tot seguit activa al regle horitzontal la funció d’etiquetes dels planetes i desactiva la funció de Terra.
23) Desplaça’t amb el ratolí al llarg de la línia vermella de l’eclíptica fins a donar una volta sencera i constata que tant el Sol, com la Lluna i els planetes del Sistema Solar es troben més o menys sobre aquesta línia. Per què? Raona la resposta.
24) Atenent a la disposició dels planetes i del Sol en relació a la Terra (des d’on observes la simulació) i tenint en compte els punts cardinals, dibuixa a la teva llibreta el Sistema Solar amb els planetes a la posició actual (orienta el dibuix amb el Sud a dalt del paper i dibuixa les òrbites com si les veiessis des de dalt, perpendicularment al pla de l’eclíptica (pots fer les òrbites circulars)).
25) Ara torna a centrar el Sol a la simulació, obre la finestra data/hora i avança dia a dia mantenint apretada la fletxa superior de canvi d’hora. Fixa’t com la Lluna, Mercuri i Venus es desplacen dia a dia cap a l’esquerra respecte de la posició del Sol (en realitat ho fan també la resta de planetes, però el seu desplaçament és molt més lent).
26) Observa amb atenció la trajectòria que segueix Mercuri. Es desplaça cap a l’esquerra com la resta de planetes però, arribat un moment, el planeta tira enrera per, més tard, tornar a recuperar el sentit de desplaçament. Aquest fenomen, que rep el nom de desplaçament retrògrad, pot observar-se també a la resta de planetes, però és molt més lent i menys evident. Explica raonadament l’origen d’aquest fenomen amb l’ajuda d’algun dibuix o esquema.
Deixa un comentari