Giugno, si avvicina il solstizio d'estate: perché la data e l'ora cambiano ogni anno?

Si tratta sempre dello stesso evento astronomico, ma cambia la sua data che oscilla tra il 20 e il 21 Giugno, con orario sempre diverso.

La variazione ogni anno della data del solstizio, sia estivo sia invernale, deriva dalla differenza tra anno civile (quello che usiamo nella quotidianità), la cui durata per comodità è fissata in un numero intero di giorni, cioè 365, e anno tropico medio la cui durata è di 365 giorni, 5 ore, 46 minuti e 48 secondi.

Il tempo che intercorre tra due solstizi (ad esempio quelli estivi) è più lungo dell’anno civile di una quantità che scriveremo come 05^h:46^m:48^s

Cosa succede ai solstizi

Come esemplificato nella figura di sotto, l’orbita (in colore blu) che la Terra descrive attorno al Sole ha la forma di ellisse. Come per ogni figura geometrica piana, è possibile individuare un piano (immaginario) su cui giace questa ellisse, che viene chiamato piano orbitale della Terra (area di colore blu entro l’ellisse). Ogni pianeta del Sistema Solare ha un proprio piano orbitale che differisce da quello degli altri pianeti.

Questa inclinazione di 23 gradi circa comporta che, a partire dalla data del solstizio invernale, quando la Terra guarda il Sole dal punto più alto della sua orbita (esponendo meglio al Sole il suo emisfero australe), essa inizia a scendere fino al giorno del solstizio estivo, data nella quale la Terra guarda il Sole dal suo punto più basso (esponendo meglio al Sole il suo emisfero boreale).

A questo periodo seguono altri sei mesi in cui la Terra che guarda il Sole dal basso torna a guardarlo dall'alto.

Questo significa che la Terra, se si trova nella posizione corrispondente ad esempio al solstizio di estate, impiega più di un anno per raggiungerla nuovamente. Esattamente le servono, oltre ai 365 giorni, altre 05^h:46^m:48^s

Questo ritardo di anno in anno va accumulandosi.

Facciamo due calcoli

Se in un dato anno, il solstizio d'estate cade alla mezzanotte tra il 20 e il 21 Giugno, l’anno successivo cadrà con 05^h:46^m:48^s di ritardo rispetto all’anno precedente, cioè alle ore 5, 48 minuti e 46 secondi del 21 Giugno.

L’anno successivo, al ritardo maturato si aggiunge un nuovo ritardo di 05^h:46^m:48^s. Pertanto, il solstizio cadrà alle ore 11, 37 minuti 32 secondi (05^h:46^m:48^s + 05^h:46^m:48^s) del 21 Giugno.

Il terzo anno successivo, il ritardo continua ad accumularsi della stessa quantità, per cui (sommando 05^h:46^m:48^s + 05^h:46^m:48^s + 05^h:46^m:48^s) il solstizio cadrà alle ore 17, 25 minuti e 18 secondi del 21 Giugno.

Il quarto anno successivo il ritardo continua ad accumularsi per cui il solstizio, aggiungendo altre 05^h:46^m:48^s cadrebbe alle ore 23, 14 minuti e 4 secondi del 21 Giugno. Tuttavia, ogni 4 anni qualcosa cambia.

Proprio per evitare che la data di questo evento astronomico continui a spostarsi avanti nel tempo, viene introdotto l’anno bisestile, una volta ogni 4 anni.

Essendo, l’anno bisestile di 366 giorni, il solstizio invece di cadere alle ore 23, 14 minuti e 4 secondi del 21 Giugno cadrà esattamente un giorno prima, alle 23 ore, 14 minuti e 4 secondi del 20 Giugno.

Il quinto anno successivo, lo stesso ritardo di 05^h:46^m:48^s farà sì che il solstizio cada nuovamente alle prime ore del mattino del 21 Giugno, e così via.

Per questo motivo la data del solstizio estivo (ma per lo stesso motivo anche quella del solstizio invernale) continuerà ad oscillare tra il 20 ed il 21 Giugno.

Ogni 4 anni si interviene con una correzione di 24 ore (6 ore x 4). Tuttavia, il ritardo annuale non è esattamente di 6 ore, ma inferiore alle 6 ore di 11 minuti e 14 secondi (per un totale di 44 minuti e 56 secondi ogni 4 anni). Questo significa che il giorno in più dell’anno bisestile compensa per eccesso.

Succede che l’anno bisestile anziché pareggiare la discrepanza accumulatasi tra anno civile e tropico stavolta fa cadere il solstizio in anticipo di 44 minuti e 56 secondi.

Quindi, il primo anno dopo quello bisestile il solstizio non si verifica con il ritardo di 05h:48m:46s esatti ma di 05h:48m:46s meno i 44 minuti e 56 secondi. L’orario del solstizio quindi non coincide con quello dei precedenti 5 anni ma continuerà a cambiare, quindi non più alla mezzanotte tra 20 e 21 Giugno ma alle ore 23, 45 minuti e 4 secondi del 20 Giugno.

Questa correzione per eccesso di 6 ore, mentre la differenza effettiva è di 05h:48m:46s, fa sì che, molto raramente, il solstizio possa cadere anche il 22 Giugno (ciò avverrà nel 2203) o il 19 Giugno (ciò avverrà nel 2488).