Su qualsiasi pianeta è possibile definire una latitudine e una longitudine. In particolare, per la longitudine occorre definire un Meridiano Centrale (MC) come la linea immaginaria che divide il disco planetario passando per i poli (ovvero i punti immobili rispetto alla rotazione). I dettagli osservabili attraverseranno questa linea.
Il tempo del passaggio attraverso questa linea permette di definire la longitudine sul pianeta, avendo in precedenza definito un sistema di riferimento che ruoti solidalmente con esso.
Per un pianeta solido la definizione è immediata: in modo analogo alla Terra, prendendo come punti di riferimento i poli, posso definire il sistema di coordinate scegliendo un meridiano di riferimento; da quello misuro la longitudine misurando la differenza tMC-tP, dove tMC è l’istante in cui il meridiano di riferimento passa per il MC, e tP è l’istante in cui il punto P attraversa il MC. Con opportune tabelle di effemeridi pubblicate sugli almanacchi astronomici si calcola dunque la longitudine, la cui precisione dipende dalla precisione della misura del tempo.
Il solo problema è in quale direzione le longitudini siano crescenti. La definizione non è univoca, dato che esistono due sistemi di coordinate planetarie: planetocentriche e planetografiche.
Per la longitudine le due definizioni sono:
– longitudine planetografica: l’angolo tra il meridiano di riferimento e il punto considerato è contato positivamente in senso opposto alla rotazione del pianeta. (La longitudine del MC cresce nel tempo)
– longitudine planetocentrica: indipendentemente dal verso di rotazione, l’angolo è misurato positivamente verso l’ovest terrestre.
Per i pianeti retrogradi (Venere, Urano e Plutone) le definizioni coincidono, per gli altri differiscono per il segno.
In caso di pianeti gassosi, non ci sono riferimenti stabili a cui ancorare il sistema di coordinate. In tal caso le griglie sono puramente convenzionali, definite sulla base dei periodi di rotazione che meglio approssimano la rotazione atmosferica. La rotazione è però differenziale, per questo su Giove si definiscono due sistemi: il sistema I, che interessa le regioni equatoriali (|latitudine|<9°) e corrisponde a un periodo di rotazione di 9h 50m 30s, e il sistema II, applicato a tutto il resto del disco, con rotazione siderale di 9h 55m 40.63s. Un ulteriore sistema è collegato al tempo di rotazione del campo magnetico planetario (Sistema III, con tempo di rotazione di 09h 55m 29.71s).
Praticamente, per determinare la longitudine si procede in questo modo:
– annotare il T.U. (tempo universale) in cui il punto di interesse dia l’impressione definita di essere al centro del MC.
– verificare dopo tre minuti se la macchia si trova ancora allo stesso punto o ha superato il MC.
– se lo ha superato, annotare il valore del T.U. attuale sottraendo due minuti, altrimenti attendere altri tre minuti e ripetere la procedura.
Alternativamente si può:
– annotare il momento in cui il punto interessante si trova sul MC (nel caso di una macchia, ad esempio, che il suo bordo iniziale si trovi sul MC).
– attendere che il punto interessante abbia oltrepassato il MC (nel caso di una macchia, che il bordo finale sia sul MC) e annotarne il T.U.
– Fare la media dei due tempi.
Nel caso di Giove, una tecnica comune è quella di ripetere la misura orientando l’immagine in modo che le bande risultino verticali, in modo tale da controllare meglio la posizione dei dettagli.
Per passare dal T.U. alla longitudine, si usano gli almanacchi che forniscono la longitudine del meridiano di riferimento alle ore 00:00 del T.U. e delle tabelle di conversione tempo-longitudine. Noto il T.U. osservato e la longitudine del meridiano di riferimento al tempo 0, si converte in gradi l’intervallo di tempo fra il transito osservato e le effemeridi fornite dagli almanacchi; la longitudine cercata si ottiene sommando (o sottraendo) il valore della longitudine del meridiano di riferimento data dalle effemeridi, avendo preso la misura prima (o dopo) l’effemeride considerata.
Ad esempio, se abbiamo osservato il transito di una macchia di Giove alle 21:34 del 01/01/2002, la sua longitudine è inferiore di 2h 26m a quella del MC delle 24 (ovvero alle 00:00 del 02/01). Nel sistema I, 2h 26m corrispondono a 88.8°. Se la longitudine del meridiano di riferimento, alle ore 00:00 del 02/01, presa dalle effemeridi, è 43.5°, la longitudine della macchia sarà 43.5-88.8=-45.3°.
Il problema fondamentale è dunque identificare al meglio il transito. In particolare, per oggetti estesi si può considerare il centro (c), l’estremità che transita per prima (p, preceding) o quella che transita per ultima (f, following).
Ad esempio, per oggetti grandi e simmetrici come la Grande Macchia Rossa si considerano tutti e tre i transiti, per oggetti piccoli il centro, per segmenti di bande, a seconda della definizione, le estremità. Ottenuti diversi transiti di uno stesso particolare, un grafico della longitudine in funzione del tempo evidenzia il suo moto di deriva, consentendo di ricavare il suo periodo di rotazione.
Gli errori sono legati alla definizione del particolare, alla sua visibilità e all’esperienza dell’osservatore.
È inoltre molto difficile il posizionamento del MC, anche con una eventuale griglia sull’oculare. Oltre all’oggettiva difficoltà, c’è il cosiddetto "difetto di fase": il disco planetario è perfettamente illuminato solo in opposizione, la parte "mancante" può ingenerare errori di "calcolo" del MC.