GAT - Speciale Leonidi

GAT - Gruppo Astronomico Tradatese

Speciale Leonidi!

Sommario:

Introduzione
La Tempesta del 1866
La Tempesta del 1966
Previsioni per il 1998-99

Introduzione Con il ritorno della cometa TEMPEL-TUTTLE, passata al perielio lo scorso 28 Febbraio 1998, potrebbe ripresentarsi uno dei piu' leggendari spettacoli della storia dell'Astronomia: UN GRANDE AUMENTO ('tempesta') DELLE LEONIDI, le meteore cadenti associate alla piccola cometa. L'appuntamento e' per la notte tra il 17 e il 18 Novembre di quest'anno oppure del prossimo anno 1999.
Le Leonidi sono uno sciame di meteore novembrine piuttosto luminose (il loro moto orbitale e' CONTRARIO a quello della Terra, contro cui impattano a ben 71 Km/sec) ma normalmente modesto (circa 10 meteore/ora): questo sciame, pero', PUO' divenire addirittura IMPONENTE OGNI 33 ANNI, in corrispondenza del ritorno della cometa Tempel-Tuttle cui si trova associato (e il cui periodo e', appunto, 33.2 anni).
Lo scienziato austriaco A. Von Humboldt fu il primo testimone diretto di una pioggia di migliaia di meteore brillanti in Venezuela nella notte del 12 Novembre 1799. Si arriva, quindi alla fatidica notte tra il 12-13 Novembre 1833 quando, sotto gli occhi del matematico americano D.Olmsted (Yale University) cascarono su Boston decine di migliaia di meteore: la provenienza prospettica dalla costellazione boreale del Leone fece loro assegnare, per la prima volta, il nome di LEONIDI. Pochi anni dopo, nel 1837, W.M. Olbers, dall'esame di tutti i dati fino ad allora disponibili, formulo' l'ipotesi che tempeste di Leonidi spettacolari come quella del 1833 si potessero ripetere con una periodicita' di 33-34 anni.

Figura 1
26 gennaio 1998: la cometa Tempel-Tuttle in un'immagine ottenuta da Tim Pucket con un riflettore da 60cm, sovrapponendo 12 riprese CCD da 300 secondi.
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Figura 2
15 febbraio 1998: in questa immagine di Tim Pucket (posa di 300s con CCD applicato a un riflettore da 60cm) la cometa Tempel-Tuttle mostra, a due settimane dal perielio, una prima, debolissima coda.
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Figura 3
La tempesta delle Leonidi del 1833 in una famosa stampa religiosa del tempo.
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Figura 4
Disegno della tempesta del 1833 sulle cascate del Niagara.
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Le Leonidi nel 1866 In effetti, il 13-14 Novembre 1866 la tempesta di Leonidi si ripete' anche se non fu spettacolare come quella del 1833: si osservo' infatti un picco di 5000 meteore/ora sull'Europa e 1000 meteore/ora in America (il calo da un emisfero all'altro e' tipico della breve durata temporale della fase massima dello sciame). E' interessante far notare come l'attivita' meteorica rimase poi sostenuta (200-1000 meteore/ora) fino al 1869. Ma, a parte il numero di meteore, il 1866 rimarra' per sempre nella storia delle Leonidi per un'altra, importantissima ragione: la scoperta della cometa ad esse collegata.
Il 19 Dicembre 1865 W.L. Tempel scopriva a Marsiglia una cometa di m=6 nei pressi della stella BETA dell'Orsa Maggiore. Indipendentemente la stessa cometa veniva scoperta 18 giorni dopo (il 6 gennaio 1866) da H.Tuttle all'Osservatorio di Harvard College (Cambridge, Mass). La cometa Tempel-Tuttle (ovvero 1866 I) mostro' la massima luminosita' (m=5) attorno al perielio, che raggiunse il 12 Gennaio 1866. T. von Oppolzer ne riconobbe il carattere ellittico dell'orbita e ne calcolo' una periodicita' di 33,17 anni. Quasi simultaneamente C.W. Peters, G. Schiaparelli e lo stesso T. von Oppolzer riscontrarono una forte somiglianza tra l'orbita delle Leonidi e quella della cometa Tempel-Tuttle e quindi ne postularono uno stretto collegamento reciproco. In sostanza, dunque, dopo gli avvenimenti del 1866, fu chiaro che le Leonidi erano detriti della cometa Tempel-Tuttle e che la quantita' di questi detriti aumentava a dismisura negli anni del passaggio della cometa al perielio.
Queste informazioni erano piu' che sufficienti perche', 30 anni dopo, i giornali di fine secolo, dessero per ' scontata', per il 1899, e per il 1933 nuove, grandi tempeste di Leonidi. Invece...... per ragioni apparentemente inspiegabili, NON successe assolutamente nulla. La delusione fu enorme anche se, inaspettatamente, due piccole tempeste (1000-2000 meteore/ora) furono osservate nel Novembre del 1900 e 1901. Il fatto e' che nel 1899 e nel 1933 non venne neanche rintracciata la Tempel-Tuttle: da qui l'ipotesi che la cometa si potesse essere frammentata e che per le Leonidi fosse la fine. Invece, 33 anni dopo, nel 1966, e' successo l'inimmaginabile: le Leonidi hanno prodotto una nuova incredibile tempesta, forse la piu' imponente di ogni tempo!

La Tempesta del 1966 Secondo le regole, i primi indizi comparvero all'inizio degli anni 60, precisamente il 15 e il 16 Novembre 1961 quando, verso le 4 di mattina l'astrofilo Dennis Milon riscontro' un picco di 50 Leonidi/ora a Houston, nel Texas.. Nel 1962-1963-1964 ci fu un ritorno quasi alla norma (10-30 meteore/ora). Poi, pero', nella notte del 16 Novembre 1965 scatto' l'allarme presso due stazioni di rilevamento allestite dallo Smithsonian Institute a Maui, nelle Hawaii e a Woomera, in Australia: nello spazio di meno di un'ora il tasso di Leonidi sali' da 20 a 120 meteore/ora e per 38 Leonidi si raggiunse la luminosita' media di -3!
Era un anticipo di uno spettacolo indimenticabile che le Leonidi avevano in programma per la notte del 17 Novembre 1966, nei cieli orientali degli U.S.A. Una tempesta grandiosa, della quale abbiamo avuto ampia documentazione sia osservativa che fotografica proprio dall'astrofilo Dennis Milon che, con altri 12 compagni, aveva scelto di seguire il fenomeno dalla buia cima di Kitt Peak, in Arizona. Dalle 2:30 alle 3:30 apparvero 33 Leonidi. Nel periodo 3:50-4:50 le Leonidi salirono a 192. A partire dalle 5:10 il tasso di meteore sali' da 30 a 400 /minuto. Poi, alle 5:54, circa un'ora dopo che la Terra aveva attraversato l'orbita della cometa Tempel-Tuttle, e' successo l'incredibile: si sono infatti contate, PER UNA SOLA ORA, circa 40 Leonidi al secondo! Alle 6:40, a crepuscolo ormai inoltrato, Milon fu costretto ad interrompere le osservazioni quando il tasso era ancora sulle 30 meteore/minuto. La grande tempesta fu seguita in condizioni ottimali anche nel New Mexico, Texas e California. Qui, in particolare, all' Osservatorio di Table Mountain, l'astronomo professionista J.Young confermo' le misure di D.Milon registrando, alle 4:45 un picco di 50 Leonidi al secondo. Nelle sue lastre fotografiche sono rimaste impresse circa 1000 meteore, tra cui 12 grossi bolidi!

Figura 5
La grande tempesta di Leonidi del 17/11/66 venne studiata da astronomi di Kitt Peak, anche se la prima parte della notte fu turbata da estesa nuvolosità. Questa immagine fu ripresa da David Mc Lean con un obiettivo 50mm e posa non guidata di 3 minuti: squarci di sereno tra le nuvole hanno permesso di evidenziare decine di Leonidi (la stella in alto a sinistra è Rigel).
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In definitiva, dunque, la grande tempesta delle Leonidi 1966 ha mostrato un picco molto stretto di circa 140.000 meteore nell'ora della massima intensita'! Un valore confermato anche dalle misure del Prof. R.Khotonok, presso una stazione artica polare russa che aveva il radiante delle Leonidi a soli 8° di altezza ma che, in compenso, disponeva di 24 ore continuative di buio. La durata di una sola ora dell'impressionante fenomeno (quindi la visibilita' quasi nulla sul continente Europeo) e' dovuta alla larghezza davvero esigua del fascio piu' denso delle Leonidi: non piu' di 35.000 Km secondo i calcoli dell'astronomo canadese P.M. Millman.
Nei cinque anni successivi al 1966 l'attivita' delle Leonidi si e' mantenuta decisamente alta (100-150 meteore/ora) con picco orario di 250 meteore il 17 Novembre 1969 sugli U.S.A. Proprio sfruttando questa inusuale attivita', studi aggiuntivi sono stati condotti dal gruppo del Prof. V.Smirnov presso la base sovietica di Sudak nel periodo 15-19 Novembre del 1971 e 1972. Una statistica su un migliaio di Leonidi ha permesso di stabilire una magnitudine media m=3 ed altri 5 radianti secondari assieme al gia' noto radiante principale, situato nel Leone a A.R.=151,7° e Decl=+22,9°, cui va attribuito circa il 40% dell'attivita' globale.

Previsioni per il 1988-99 Lo studio piu' accurato sul fenomeno delle Leonidi e' stato pubblicato nel 1981 da Donald Yeomans (J.P.L. di Pasadena), uno dei maggiori esperti mondiali in materia. Yeomans ha cercato di collegare tutte le informazioni disponibili sulle Leonidi alla corrispondente posizione orbitale della cometa ad esse associate, perfettamente calcolabile in base ad accurate simulazioni computerizzate. Questa analisi computerizzata e' stata fondamentale ed ha compensato il fatto che la minuscola Tempel-Tuttle sia stata direttamente rintracciata solo 5 volte (1998 compreso) negli ultimi 20 passaggi.. Ecco, in sintesi, gli importanti risultati raggiunti.

Figura 6
Lo studio più accurato sulla dinamica delle Leonidi è stato pubblicato su Icarus nel 1981 da D. Yeomans. Lo studioso ha ricostruito, per tutte le tempeste di Leonidi scientificamente docuemntate, la posizione orbitale della cometa Tempel-Tuttle (giorni precedenti o seguenti il perielio) e la distanza esterna (+) o interna(-) della Terra dall'orbita della cometa. Come mostra il grafico, tempeste grandi o piccole di Leonidi avvengono preferenzialmente dopo il perielio e quando la cometa passa entro 0,01 UA dall'orbita della Terra.
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Essenzialmente Yeomans si e' accorto che, nel momento in cui la Terra attraversa il piano orbitale della cometa Tempel-Tuttle, due sono i parametri fisici piu' importanti per il comportamento dello sciame: 1) la DISTANZA in u.a. (interna o esterna) della Terra dall'orbita della cometa 2) il TEMPO (in giorni) precedenti o seguenti il perielio (in parole piu' povere: di quanti giorni lo sciame piu' denso precede o segue la cometa sulla sua orbita). E' risultato allora chiaro che sciami di Leonidi molto intensi (100-1000 meteore/ora) si verificano DOPO il perielio e quando la Terra si avvicina almeno di 0,01 u.a. all'orbita della cometa. Piu' ridotta e' la distanza minima tra l'orbita della cometa e la Terra, piu' alta e' l'intensita' prevista delle Leonidi..
Per esempio, le grandi tempeste del 1833 e del 1966 sono avvenute con la cometa passata rispettivamente a 0,0012 u.a. e 0,0031 u.a. all'interno dell'orbita terrestre. Il fatto e', pero0', che secondo i calcoli di Yeomans, questa distanza viene di continuo modificata da eventuali passaggi della cometa nelle vicinanze di Giove, Saturno e Urano. Cosi' non si ebbe alcuna tempesta nel 1899 perche' la Tempel-Tuttle, essendo passata nel 1870 vicino a Saturno e nel 1898 vicino a Giove, si e' vista allontanare l'orbita fino a 0,0117 u.a. all'interno di quella della Terra.

Figura 7
L'ultima orbita della Tempel-Tuttle rispetto alla posizione dei pianeti maggiori, in uno studio del prof. Angelo Bernasconi.
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Figura 8
La posiozione della Terra e della cometa nel 1997 e nel 1998.
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Figura 9
La posizione della Terra e della cometa nel passaggio di quest'ultima il 17 novembre 1998.
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Il prossimo 17 Novembre'98 (e anche '99) questa distanza si portera' a 0,008 u.a., causa un passaggio della Tempel-Tuttle a 0,82 u.a. da Urano nel Gennaio'83: una posizione, come si vede, intermedia, tra quella del 1899 (quando non successe nulla) e quella del 1966 (quando ci fu una imponente tempesta); quindi si puo' pensare che nel 1998 o 1999, una eventuale tempesta avra' intensita' a sua volta intermedia.
Dall'inizio degli anni '90 l'attivita' delle Leonidi ha ripreso ad essere controllata con particolare cura. I primi segni 'premonitori' si sono presentati tra il 17-18 Novembre del 1995 con un massimo di circa 35 meteore/ora prolungatosi per oltre 24 ore ed un picco di quasi 50 Leonidi/ora nel momento del passaggio della Terra sul piano della cometa Tempel-Tuttle. Il massimo e' salito a 60 meteore/ora nel 1996 e ha addirittura raggiunto valori di 80-150 meteore/ora alle 10:50 U.T. del 17 Novembre 1997, con la presenza di molti bolidi di forte luminosita' (m da -5 a -10)
Grande e' dunque l'attesa per il prossimo 17 Novembre (NOTTE tra l'altro di LUNA NUOVA!). Nessuno puo' dire se ci sara' TEMPESTA. Soprattutto, se come tutti ci auguriamo, la tempesta verra', nessuno puo' dire QUANDO esattamente ci sara'. La logica sembra indicare come momento piu' probabile quello in cui la Terra attraversa il piano orbitale della Tempel-Tuttle, esattamente le 19:45 T.U.: in questo caso sarebbero favorite le regioni asiatiche. Ma, tendenzialmente nel passato le tempeste grandi o piccole sono avvenute DOPO il passaggio della Terra sul piano della cometa: quindi le speranze sono tutt'altro che scarse! Se poi la tempesta si dovesse verificare il prossimo anno, nel 1999 l'Europa sara' particolarmente favorita (ma un po' di disturbo sara' arrecato dalla Luna di 9 giorni): la Terra passera' infatti sul piano della cometa alle 1:50 T.U. del 18 Nov. 1999. Se invece ci sara' tempesta nel 2000 ci sono poche speranze per noi: la Terra infatti attraversera' il piano orbitale della Tempel-Tuttle il 17 Novembre 2000 alle 8:05 T.U. quando sara' buio solo sul continente americano.

Figura 10
La distanza tra la cometa Tempel-Tuttle e l'orbita della Terra (quando la cometa attraversa il piano orbitale terrestre) è un parametro fondamentale per il verificarsi di tempeste di Leonidi. Secondo gli studi di Yeomans, questa distanza viene influenzata dagli avvicinamenti della cometa a Giove e Saturno. Per esempio, la mancata tempesta del 1899 fu dovuta ad un allargamento fino a 0,0117 UA di questa distanza, provocata dagli avvicinamenti della cometa a Saturno nel 1870 e a Giove nel 1898. Dal grafico si deduce inoltre che dovrà passare un secolo prima che si ripresentino condizioni favorevoli a tempeste di Leonidi.
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Il fatto e' che, secondo i calcoli di Yeomans, se perderemo la prossima tempesta, dovra' passare piu' di un secolo perche' le Leonidi ritornino a far parlare di se'. Nell'Agosto del 2029 (quindi due anni prima del perielio del Maggio 2031) la Tempel-Tuttle passera' a soli 1,5 u.a. da Giove: questo fara' aumentare la distanza dell'orbita della cometa dalla Terra a ben 0,0162 u.a. (addirittura maggiore delle 0,0117 u.a. del 1899 quando, come gia' ricordato, non successe quasi nulla). Ancora negativo il passaggio del 2065 quando la distanza Terra-orbita della cometa sara' scesa a 0,0146. Solo nel 2098 si ripresenteranno condizioni favorevoli, quando questa distanza si ridurra' a 0,0062 u.a.
Anche per questa ragione, dunque, la notte del prossimo 17 Novembre sara' ASSOLUTAMENTE da dedicare COMPLETAMENTE alle Leonidi: nessuno sa se ci sara' una grande tempesta, ma il fatto della POSSIBILITA' di un fenomeno astronomico grandioso ed inimmaginabile giustifica appieno il sacrificio della nottata sotto le stelle. In particolare c'e' da augurarsi che l'eventuale tempesta si verifichi qualche ora DOPO il passaggio della Terra sul piano dell'orbita della Tempel-Tuttle: in questo caso infatti saremo nella seconda parte della notte, quando la costellazione del Leone (e quindi il radiante delle Leonidi) sara' ormai ben visibile sull'orizzonte orientale del nostro cielo. Per immortalare fotograficamente il fenomeno converra' usare una tecnica semplice ma sicura: con una macchina fotografica dotata di un normale obiettivo da 50 millimetri (o inferiore) quasi completamente aperto, si dovranno effettuare pose di 10-20 minuti centrate sulla costellazione del Leone, usando una pellicola di media sensibilita' (esempio 400 ASA). E' indifferente che la macchina fotografica sia guidata o fissa: in ogni caso, infatti, le meteore che capitassero nel fotogramma avranno sempre l'aspetto di strisce luminose di varia lunghezza (le immagini delle Leonidi del 1966 che pubblichiamo in questo articolo sono un ottimo esempio al riguardo).
E se il 17 Novembre la tempesta non ci sara'? Poco male perche' la nottata non sara' stata, comunque spesa invano: servira' infatti come.... allenamento per le prime ore della notte del 18 Novembre 1999.

Figura 11
Come si presenta la costellazione del Leone sull'orizzonte di levante alle 0 TU per le nostre latitudini.
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