Cos’è una costellazione?

Gli studenti a gruppi mettono in scena le differenze con cui vediamo un oggetto nello spazio tridimensionale al variare del punto di vista. Dimostrano che gli oggetti appaiono diversi da diverse prospettive e applicano quello che hanno compreso anche alle costellazioni.

Dopo aver svolto questa attività gli studenti saranno in grado di:

• Spiegare e illustrare con simulazioni e disegni le differenze tra oggetti bidimensionali e tridimensionali.
• Descrivere e disegnare un oggetto tridimensionale da diverse prospettive
• Spiegare che stelle e costellazioni sono molto lontane e non allineate e che hanno un aspetto completamente diverso se osservati da angolazioni diverse

• Chiedete agli studenti di disegnare un oggetto tridimensionale da prospettive diverse
• Chiedete agli studenti perché oggetti tridimensionali appaiono diversi quando li si guarda da prospettive diverse
• Chiedete agli studenti perché questo ha a che fare con le costellazioni
• Fate disegnare la costellazione del loro modello da diverse prospettive.
• Chiedete ai ragazzi modi possibili per rappresentare il cielo notturno, incoraggiandoli a considerare sia le rappresentazioni bidimensionali che tridimensionali, disegnando, simulando o utilizzando oggetti.

Per 12 modelli della costellazione Orione (uno per ogni coppia di studenti):

• 84 stecchini di legno (7 per ogni coppia)
• 48 tappi di sughero tagliati a metà (4 per ogni coppia)
• 12 pezzi di cartone ondulato di 40 x 20 cm
• 12 pezzi di cartone ondulato di 20 x 20 cm
• Plastilina (meglio se brilla al buio)
• 12 contenitori per i materiali elencati
• Un righello per ogni coppia
• Colla
• Forbici
• Taglierino
• Pennarelli indelebili
• Un foglio di lavoro per ogni studente (scaricare il pdf)

Figura: immagine della costellazione Orione. Credit: Mouser/Wikimedia

Cosè una costellazione?

Le costellazioni sono disegni immaginari che agricoltori, poeti, naviganti o astronomi hanno inventato per identificare facilmente le stelle. Le stelle sono enormi palle di gas infuocato che brucia emettendo luce e calore. Durante il giorno la luce che viene dalla stella a noi più vicina, il sole, è troppo intensa per consentirci di vedere le altre stelle. Durante la notte, quando è molto buio, possiamo vedere da 1000 a 1500 stelle. Sarebbe davvero difficile dire quale stella è quale vedendo una sola stella alla volta! Le costellazioni con le loro forme familiari ci aiutano a riconoscere le stelle e localizzarle e a non perderci nel cielo stellato. Ci sono 88 costellazioni adottate dall’Unione Astronomica Internazionale tra emisfero nord e sud; alcune sono visibili solo in un emisfero. Le stelle che appartengono ad una costellazione non sono sullo stesso piano e possono essere a varia distanza dalla terra. Cambiando la nostra posizione nella galassia cambierebbe la posizione relativa di un gruppo di stelle e quindi vedremmo costellazioni diverse. Guardate qui come il cielo stellato apparirebbe da un’altra parte della galassia: http://nautil.us/issue/19/illusions/a-quick-spin-around-the-big-dipper https://www.youtube.com/watch?v=lD-5ZOipE48

Origine delle Costellazioni

Già le prime popolazioni che si sono aggirate per la terra, hanno dato grande importanza all’osservazione degli astri in cielo. Durante tutta la storia dell’umanità e in molte culture differenti, tutti quanti hanno attribuito nomi e storie mitologiche a disegni inventati tra le stelle, per aiutarsi a riconoscerle e ricordarle, dando così origine a quelle che oggi chiamiamo costellazioni. Le costellazioni sono state usate fin dall’antichità per molti scopi pratici. Per esempio in agricoltura potevano aiutare a determinare, ancora prima dell’avvento dei calendari, l’arrivo di una certa stagione. Inoltre le costellazioni aiutavano naviganti ed esploratori a trovare la strada, e le loro attività hanno anche velocizzato la scoperta di nuove costellazioni. Oggi gli astronomi usano ancora i nomi delle costellazioni per individuare la posizione in cielo degli oggetti celesti.

Questo testo è stato adattato dalla pagina delle costellazioni dell’Unione Astronomica Internazionale http://www.iau.org/public/themes/constellations/

Introduzione alla costellazione di Orione

Orione è una costellazione a forma di uomo ed è formata da 7 stelle principali. È stata disegnata ed osservata fin da tempi preistorici. Il nome Orione deriva dalla mitologia Greca, era un cacciatore gigantesco con una forza sovrannaturale dei tempi antichi.

Come fanno gli astronomi a calcolare la distanza di una stella?

Gli astronomi hanno sviluppato due metodi per calcolare la distanza di una stella. Il primo, conosciuto come parallasse, usa la triangolazione: si osserva la posizione di una stella [rispetto alle stelle dello sfondo n.d.t.] un certo giorno (posizione 1 nel disegno sotto) e poi di nuovo dopo sei mesi (posizione 2 nel disegno sotto). In questo modo si può determinare l’angolo tra la stella ed il sole. Conoscendo il valore del diametro dell’orbita della Terra attorno al Sole, che è circa 300 milioni di chilometri, gli astronomi possono calcolare la distanza della stella usando la trigonometria. Questa tecnica funziona per stelle distanti fino a 400 anni luce da noi.

Un altro metodo è legato alla misura della luminosità delle stelle. Gli astronomi osservano e determinano il colore vero spettrale della stella; confrontano la luminosità vera della stella alla luminosità che si misura da terra e da questi due valori possono dedurre la distanza della stella.

Preparazione

Per svolgere la prima parte dell’attività spostate tutti i tavoli e le sedie verso le pareti dell’aula così che gli studenti abbiano ampio spazio per rappresentare le forme geometriche; potete anche andare in palestra o in giardino. Per costruire la costellazione preparate per ciascuna coppia di studenti una scatola contenente: plastilina, cartone corrugato, 7 spiedini lunghi di legno, 4 sugheri, un righello, colla, forbici, un pennarello indelebile. I sugheri devono essere già pronti, tagliati a metà.

Forme tridimensionali

Dividete gli studenti in circa 4 gruppi di 6, ognuno occuperà un angolo della stanza. Ogni gruppo sceglie una forma geometrica da rappresentare: ad esempio tenendosi per mano formano un triangolo, o un quadrato, ecc. l’unica forma che non possono scegliere è un cerchio. Ogni gruppo sceglie un coordinatore e gli altri studenti del gruppo tenendosi per mano formano la fugura geometrica che hanno scelto. Il coordinatore di ciascun gruppo esamina la forma da posizione diverse: è sempre uguale da qualunque parte la guardi? Il coordinatore disegna quello che vede da diverse angolazioni e gli studenti discutono all’interno di ciascun gruppo e poi con tutta la classe e l’insegnante. Cosa si nota? Viste da angolazioni diverse le forme cambiano? Perché? Chiedete ai ragazzi se questo secondo loro vale anche per le forme delle costellazioni.
Per verificare che abbiano compreso quest’idea dell’osservazione da diverse prospettive, potete chiedere ai ragazzi perché avete chiesto di fare una qualunque forma, ad eccezione del cerchio. Introducete la costellazione di Orione, mostrando la foto di Orione nel cielo e il disegno che fa vedere come rappresentiamo la costellazione vista in due dimensioni da Terra.

Discutete con la classe della posizione delle stelle nella costellazione. I ragazzi pensano che le stelle siano tutte sullo stesso piano? Se potessimo andare a osservare il cielo su un altro pianeta lontanissimo da noi, quelle stelle formerebbero lo stesso disegno? come appare una costellazione vista da altre angolazioni? Ora gli studenti costruiranno la loro costellazione per dimostrare che le forme che vediamo in cielo dipendono dalla posizione dell’osservatore.

Costruiamo una costellazione

Dividete la classe in coppie, e consegnate una scatola con i materiali a ciascuna coppia. Gli studenti completano il primo punto della scheda di lavoro. Spiegate che non devono pigiare troppo forte quando disegnano le linee sul cartone. Aiutateli al punto 8 tagliando il cerchio sul cartone del mirino. Mentre tagliate i ragazzi possono iniziare ad occuparsi del punto 10, sistemando le stelle sull’altro cartone. Quando la prima parte è conclusa, gli studenti guardano attraverso il mirino la loro costellazione 3D e disegnano ciò che vedono. Se il loro Orione non si vede bene, guardate i suggerimenti al punto 16.

Non in riga

Nella seconda parte del foglio di lavoro i ragazzi confrontano la loro costellazione con la figura della foto di Orione scattata in una notte limpida. Attraverso il mirino, l’Orione che hanno costruito si vede come nel disegno e nella foto? Ora gli studenti possono guardare la costellazione che hanno costruito anche da altri punti di vista, e disegnano quello che vedono. Chiedete perché la costellazione sembra diversa se la vediamo da angolazioni diverse. Dovrebbero essere in grado di spiegare che è perché le stelle non sono tutte sullo stesso piano. Se potessimo viaggiare nello spazio, verso un altro pianeta lontanissimo, vedendo così le costellazioni da un’altra prospettiva, vedremmo le stesse forme? Perché?

Space Awareness curricula topics (EU and South Africa)

Our wonderful Universe, Navigation through the ages, constellations, stars

National Curricula

KS1: Year 1 - Maths, geometry – properties of shape: recognise and name common 2D and 3D shapes KS2: Year 3 - Maths, geometry – properties of shapes: recognise 3D shapes in different orientations and describe them.

Per introdurre il concetto di costellazione agli studenti potete usare l’attività “La lanterna delle stelle” (catalogo astroEDU e Space Awareness).