Il tempo siderale si riferisce alla lunghezza dei giorni e ad altre misurazioni del tempo rispetto a stelle diverse dal nostro sole. Mentre un giorno solare dura 24 ore, un giorno siderale è di circa quattro minuti più corto. Nella vita di tutti i giorni si usa sempre il tempo solare, ma gli astronomi trovano spesso utile usare il tempo siderale quando esprimono il movimento apparente delle stelle nel cielo, come osservato dalla terra. La parola “siderale” deriva dalla parola latina sider, che significa “stella”.
Poiché la terra orbita attorno al sole mentre ruota, la terra deve ruotare leggermente più di una rotazione completa sul proprio asse per completare un giorno solare. In un giorno, la terra si muove per una piccola parte della sua orbita attorno al sole, modificando leggermente l’angolo apparente con cui il sole guarda la terra. Questa piccola aggiunta di circa un grado all’angolo del sole significa che la terra deve ruotare per altri quattro minuti per “recuperare” il punto in cui il sole splendeva esattamente una rotazione fa.
Tuttavia, poiché le stelle diverse dal nostro sole sono per lo più molto distanti, ci vuole solo una rotazione completa di 360 gradi prima che una stella lontana torni al punto di partenza sopra la terra. Questa rotazione di 360 gradi è chiamata giorno siderale e dura 23 ore, 56 minuti e quattro secondi. In un giorno solare, la terra ruota di circa 361 gradi sul proprio asse, impiegando ben 24 ore.
Gli astronomi usano spesso il tempo siderale perché si preoccupano di quanto tempo impiega la terra a ruotare, rispetto alle stelle lontane, piuttosto che al sole. Il tempo siderale ci offre un modo per misurare il tempo che non dipende dal sole. Questo rimuove una leggera complicazione matematica e si concentra esclusivamente su quanto tempo impiega la terra per ruotare di 360 gradi rispetto alle stelle.
Per un astronomo, il cielo è come una mappa, divisa in 24 ore. Il tempo siderale aiuta questi scienziati a determinare dove si trova una data stella o un insieme di stelle, in un dato momento. La differenza tra il tempo solare e siderale non è molto più di un’ora o di un giorno, ma si somma a una differenza molto grande per un periodo di mesi e anni. Questo può essere osservato anche senza un telescopio. Se una persona guardasse o fotografasse il cielo notturno alla stessa ora ogni notte, noterebbe che le stelle nel loro insieme si spostano verso ovest nel tempo.