Una mappa che mostra l’umbra (l’ombra centrale della Luna) mentre passa sopra Cleveland alle 15:15 ora locale durante l’eclissi solare totale dell’8 aprile 2024. Crediti: Nasa Svs/Ernie Wright e Michaela Garrison
Una nuova ricerca della Nasa pubblicata su The Astronomical Journal descrive un processo per generare mappe di eclissi estremamente accurate, nelle quali è tracciato il percorso previsto dell’ombra della Luna mentre attraversa la faccia della Terra. Tradizionalmente, i calcoli delle eclissi presuppongono che tutti gli osservatori si trovino a livello del mare e che la Luna sia una sfera liscia perfettamente simmetrica intorno al suo centro di massa. In quanto tali, questi calcoli non tengono conto delle diverse altitudini sulla Terra o della superficie irregolare della Luna, piena di crateri.
Per ottenere mappe più precise, si possono utilizzare tavole altimetriche e tracciati del bordo lunare, ossia del bordo della superficie visibile della Luna vista dalla Terra. Tuttavia, ora i calcoli delle eclissi sono diventati ancora più precisi grazie all’integrazione dei dati topografici lunari provenienti dalle osservazioni di Lro (Lunar Reconnaissance Orbiter) della Nasa, in orbita lunare dal 2009 a una distanza dalla superficie di circa 200 chilometri.
Viste da dietro la Luna, le immagini del Sole proiettate dalle valli lunari sul bordo della Luna cadono sulla superficie terrestre in un disegno simile a un fiore con un buco al centro, creando la forma dell’umbra. Crediti: Nasa Svs/Ernie Wright
Utilizzando le mappe altimetriche di Lro, Ernie Wright del Goddard Space Flight Center ha creato un profilo del bordo lunare che varia continuamente al passaggio dell’ombra della Luna sulla Terra, durante le eclissi. Le montagne e le valli lungo il bordo del disco lunare influenzano i tempi e la durata della totalità di diversi secondi. Wright ha anche utilizzato diversi set di dati della Nasa per fornire una mappa altimetrica della Terra, in modo che le posizioni degli osservatori dell’eclissi fossero rappresentate alla loro vera altitudine.
Le visualizzazioni che ne derivano mostrano qualcosa di mai visto prima: la forma reale e variabile nel tempo dell’ombra della Luna, con gli effetti di un bordo lunare realistico e del terreno terrestre. «A partire dall’eclissi solare totale del 2017, abbiamo pubblicato mappe e filmati delle eclissi che mostrano la vera forma dell’ombra centrale della Luna – l’umbra», dice Wright. «E la gente continua a chiedersi: perché assomiglia a una patata invece che a un ovale liscio? La risposta breve è che la Luna non è una sfera perfettamente liscia».
Simulazione al computer delle perle di Baily durante un’eclissi solare totale. I dati del Lunar Reconnaissance Orbiter consentono di mappare le valli lunari che creano l’effetto perline. Crediti: Nasa Svs/Ernie Wright
Le montagne e le valli intorno al bordo della Luna modificano la forma dell’ombra. Le valli sono anche responsabili delle perle di Baily e dell’anello di diamante, gli ultimi frammenti di Sole visibili poco prima e i primi subito dopo la totalità. Le valli sul bordo della Luna agiscono come pinhole che proiettano le immagini del Sole sulla superficie terrestre. L’umbra è il piccolo buco al centro di queste immagini del Sole proiettate, il luogo dove nessuna delle immagini del Sole arriva. I bordi dell’umbra sono costituiti dai piccoli archi che sono parte dei bordi delle immagini del Sole proiettate.
Questo è solo uno dei numerosi risultati sorprendenti emersi dal nuovo metodo di mappatura delle eclissi descritto nell’articolo. A differenza del metodo tradizionale inventato 200 anni fa, il nuovo metodo sintetizza le mappe delle eclissi un pixel alla volta, nello stesso modo in cui i software di animazione 3D creano le immagini. Lo fa in un modo analogo a quello in cui altri fenomeni complessi, come il tempo atmosferico, vengono modellati al computer, suddividendo il problema in milioni di piccoli pezzi, cosa che i computer sanno fare molto bene e che era inconcepibile 200 anni fa.
Per saperne di più:
- Leggi su The Astronomical Journal l’articolo “A Raster-oriented Method for Creating Eclipse Maps” di Ernie Wright e C. Alex Young
Guarda il video del Scientific Visualization Studio della Nasa: