E’ un lento cambiamento della direzione dell’asse di rotazione terrestre rispetto alle stelle. Il movimento dell’asse è simile a quello di una trottola: esso ruota attorno all’asse dell’eclittica con un periodo di circa $25\,800$ anni. Le conseguenze sono numerose, tra le quali:

La rotazione dell’asse terrestre rispetto alle stelle assomiglia al movimento tipico dell’asse di una trottola. Entrambi i fenomeni si chiamano “precessione degli assi” (da wikimedia).
  • I poli celesti descrivono un circolo attorno ai corrispondenti poli dell’eclittica con moto retrogrado, rispetto alle stelle fisse. La stella Polare è attualmente a meno di un grado dal polo nord celeste ma duemila anni fa essa si trovava a $10^\circ$ a sud del polo. Fra duemila anni il polo nord celeste si troverà nei pressi della stella $\gamma Cephei$ e intorno all’anno $13\,800$ esso sarà vicino alla stella Vega.
  • I punti equinoziali si muovono, anch’essi con moto moto retrogrado, di $\text{50,26}$ secondi d’arco all’anno lungo l’eclittica. Ciò corrisponde ad un uguale incremento della longitudine eclittica di tutte le stelle. Pur essendo un movimento relativamente lento, con il passare dei secoli le conseguenze diventano macroscopiche: in $78$ anni la loro longuitudine aumenta di $1^\circ$ e in $\text{2 000}$ anni raggiunge i $26^\circ$ che corrisponde quasi all’ampiezza di una casa dello zodiaco. Ciò significa che le costellazioni che duemila anni fa si trovavano all’incirca nell’area delle case zodiacali omonime, ora sono slittate nelle case successive: ad esempio, la costellazione dei Pesci si trova ora nella casa dell’Ariete e la costellazione dell’Ariete nella casa del Toro.
  • Mentre la variazione delle coordinate eclittiche è uniforme e interessa solo la longitudine (la latitudine delle stelle rimane costante), la variazione delle coordinate equatoriali delle stelle è più complessa: l’ascensione retta non cresce ugualmente per tutte le stelle, ma dipende dalla loro posizione. Inoltre cambia anche la loro declinazione. La costellazione di Orione, ad esempio, duemila anni fa si trovava quasi completamente nell’emisfero celeste australe, mentre oggi l’equatore l’attraversa a metà altezza. Le mappe e i cataloghi stellari, che registrano le coordinate equatoriali delle stelle, devono indicare anche l’epoca a cui queste coordinate si riferiscono.
  • L’anno tropico (il tempo impiegato dal Sole, nel suo moto apparente lungo l’eclittica, per tornare allo stesso punto equinoziale) è di circa $20$ minuti più breve dell’anno siderale (il tempo impiegato dal Sole per compiere una rotazione apparente completa rispetto alle stelle).

Simulazione di due cicli di precessione dell’equatore. Il polo nord celeste compie un moto rotatorio attorno al polo nord dell’eclittica.

(Da https://www.orbitsimulator.com)

La precessione degli equinozi fu scoperta da Ipparco nel II secolo a.C. confrontando la posizione di Spica osservata da lui con la posizione misurata da Timocaride di Alessandria e Aristillo centocinquant’anni prima; entrambe le misurazioni furono eseguite in occasione di eclissi lunari. Egli valutò un moto di precessione di almeno $1/100^\circ$ all’anno.

Il fenomeno rimase privo di spiegazioni fino a quando Newton dedusse il fenomeno in base alle leggi del moto e alla teoria della gravitazione. Secondo le leggi di Newton, la rotazione terrestre deforma il pianeta provocando un rigonfiamento equatoriale. L’azione di gravità del Sole e della Luna sul rigonfiamento equatoriale terrestre produce il fenomeno di precessione. In modo simile, la gravità terrestre produce l’oscillazione di una trottola in rotazione.

Vedi l’approfondimento: Precessione degli equinozi.

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