Dedichiamo totalmente questa lettera N.79 alle LEONIDI 1998, nella speranza
che il prossimo Novembre 1999 ci porti davvero l'attesa grande tempesta.
Come ben noto, il ritorno al perielio (Febbraio 1997) della cometa
Tempel-Tuttle dopo 33 anni, faceva presagire, per il Novembre 1998, anche
un grande incremento dell'attivita' delle Leonidi, le meteore associate
alla minuscola cometa.
In sostanza le Leonidi 1998 hanno mostrato due picchi di attivita'.
Il primo (400-800 meteore/h secondo i dati visuali dell'IMO), davvero inaspettato
come INTENSITA' si e' verificato tra le 2 e le 5 T.U. del 17 Novembre,
quindi circa 16 ore PRIMA che la Terra attraversasse il piano della Tempel-Tuttle;
proprio l' eccezionalita' di questo picco 'anomalo' ha finito per soverchiare
il picco 'normale', a sua volta verificatosi regolarmente nelle ultime
ore della notte del 18 Novembre (quindi 6-7 ore DOPO il passaggio della
Terra sul piano della cometa.
I molti dubbi sui tempi e le intensita' dei due picchi del 1998 sono
comunque stati chiariti da tutta una serie di osservazioni radar realizzate
all'Istituto FISBAT di Bologna sotto la guida di G.Cevolani e L.Foschini.
In base a questi dati (Fig.1) le Leonidi 1998 hanno mostrato due picchi
attorno alle 5 T.U. sia di Martedi' 17 che Mercoledi' 18 Novembre (quindi
16 ore prima ed 8 ore dopo il passaggio della Terra sul piano della cometa)
entrambi caratterizzati da una grande quantita' di bolidi. In particolare,
il picco della mattina di martedi' 17 e' stato, sicuramente, tra i piu'
eccezionali che si ricordino per uno sciame meteorico: basti dire che si
sono contati ben 34 bolidi con un eco radio superiore a 2 minuti (leggi:
m<-5) ed almeno altri 2 con eco maggiore di 4 minuti (leggi: m<-8!)
e che il rivelatore e' quasi arrivato alla completa saturazione. La coda
autentica 'grandinata cosmica' si e' protratta fin verso le 10 T.U. di
Martedi' 17 Novembre, al punto che alcuni bolidi piu' brillanti sono risultati
visibili in pieno giorno!
A partire dal primo pomeriggio di Martedi' 17 Novembre, in coincidenza
con il tramontare della costellazione del Leone, l'attivita' delle Leonidi
ha subito una brusca diminuzione per una decina di ore. Poi, secondo le
previsioni, dopo il passaggio della Terra sul piano della Tempel-Tuttle
(avvenuto, come detto, alle 19:43 T.U.) il numero di Leonidi ha ripreso
ad aumentare sia visualmente che nelle misure radar. Mentre noi del GAT
di Tradate, divisi in due gruppi tra Monte San Martino (Valcuvia) e Monte
Lema (Val Dumentina) registravamo, a partire dalle 2 T.U., un tasso orario
zenitale (ZHR) di rica 60-70 meteore/ora, i conteggi del radar di Bologna
risalivano a circa 400 conteggi/ora. Nel contempo, sia visualmente che
strumentalmente, il numero di bolidi ridiventava importante: tra le 2 e
le 3 il radar di Bologna ne ha colti una dozzina con eco >2 minuti e noi
stessi ne abbiamo osservato almeno 3 di m=-5! Verso le 4 il numero visuale
di bolidi stava ormai raggioungendo il livello di... guardia, con una frequenza
di 1-2 al minuto. Era chiaro che si stava approssimando un nuvo picco di
attivita': esso ha raggiunto il massimo attorno alle 5 della mattina del
18 Novembre e si e' mantenuto sostenuto per altre 4-5 ore. Dal grado di
saturazione del radar di Bologna si e' potuto stimare, per questo picco,,
un'intensita' di circa il 25% rispetto a quello anomalo di 24 ore prima.
Ci sono pochi dubbi che sia stato questo il picco teoricamente atteso,
con l'unica anomalia di una% di bolidi nettamente superiore alla media
(circa il 30% secondo le nostre osservazioni visuali). Queste conclusioni
sono coerenti con molte altre misure radar effettuate nel mondo, anche
da non professionisti, tipo per esempio, quelle realizzate alla stazione
di Roden, in Olanda (Fig.2).
Il doppio picco nell'attivita' delle Leonidi 1998 potrebbe sembrare
a prima vista una grande sorpresa. In realta', veramente soprendente e'
stata l'INTENSITA' del primo picco, NON il fatto che esso si sia verificato.
Questo lo si puo' affermare in base ad un'analisi retrospettiva di quanto
successe nel 1965, l'anno che precedette la grande tempesta del 1966 e
che si colloca in posizione speculare rispetto al 1998 (essendo da quest'ultimo
distanziato di 33 anni esatti).
Questo studio e' stato pubblicato di recente (1997) da P.Brown e J.Jones
(Universita' dell'Ontario) e da M.Simek (Accademia delle scienze di Praga).
Il team ceco-canadese ha lavorato su 25 anni di dati radar ripresi dal
1960 al 1995 presso la stazione canadese di Springhill e presso la stazione
cecoslovacchia di Ondrejov. Ebbene, i risultati relativi al precedente
periodo delle Leonidi (1964-1967) appaiono adesso estremamente interessanti
(Fig.3).
Nel 1985, infatti (l'anno, ripetiamolo similare al 1998) le Leonidi produssero
una PRIMA notevole pioggia 13 ore PRIMA del previsto, seguita da un SECONDO
picco, molto meno intenso, due ore dopo il passaggio della Terra sul piano
della Tempel-Tuttle. L'anno seguente (1966), il primo picco e' scomparso,
mentre il secondo picco si e' amplificato fino a generare l'ormai famosa
grande tempesta. Sono dunque davvero degne di nota le COINCIDENZE TEMPORALI
tra le Leonidi 1965 e 1998: allora, infatti, l'attivita' delle Leonidi
aumento' senza preavviso con un anticipo (13 ore) in tutto paragonabile
a quello dello scorso Novembre (16 ore); segui' (nel 1965) un secondo picco
meno intenso, anch'esso anticipato di 3-4 ore rispetto a quello del 1998.
Tutto questo potrebbe NON essere un caso, nel senso che, nelle due circostanze,
potrebbe essere stata coinvolta la stessa zona di detriti cometari: questa
supposizione nasce dal fatto che, in fondo, la Terra ha attraversato il
piano orbitale della Tempel-Tuttle con un ritardo, rispetto al passaggio
della cometa, paragonabile nelle due occasioni (rispettivamente 1965,5
giorni nel 1965 e 257,3 giorni nel 1998). Se questo ragionamenmto e' corretto
aumentano ulteriormente le prospettive per il 1999. Al doppio picco del
1965 segui', infatti, la grande tempesta del 1966 561 giorni dopo il passaggio
della cometa. Quest'anno la Terra sfiorera' l'orbita della cometa alle
1h30m T.U. del 18 Novembre, 622,5 giorni dopo il transito della cometa
stessa.: la speranza dunque che il debole picco del 18 Novembre 1998 si
trasformi in una pioggia di migliaia di meteore e' tutt'altro che aleatoria
(anche se bisogna considerare che attualmente la minima distanza Terra-orbita
della cometa e' di 0,008 u.a. contro le 0,0035 del 1966)
Indagini chimico-fisiche
La pioggia di LEONIDI del Novembre 1998 e' stata sicuramente la piu'
studiata della storia. Scienziati di tutto il mondo si sono mobilitati
per coprire al meglio specialmente le ore immediatamente precedenti e seguenti
il passaggio della Terra sul piano della cometa (previsto, come noto, per
le 19:45 T.U. del 17 Novembre quando la probabilita' di una grande pioggia
era, almeno TEORICAMENTE, maggiore). In Europa e Asia e' stato creato il
cosiddetto EFN (European Fireball Network), ovvero una rete di una ventina
di stazioni osservative dislocate dalla Cina alle Canarie: questo per prolungare
al massimo le osservazioni notturne e per bypassare condizioni climatiche
eventualmente sfavorevoli. In Europa i risultati piu' spettacolari sono
stati ottenuti dalla camera 'fisheye' dell'Osservatorio slovacco di Modra,
gestito dall'Universita' di Bratislava, dove, grazie ad un cielo perfettamente
sgombro, si sono ottenute pose molto prolungate (fino a 4 ore) nelle quali
compaiono centinaia di Leonidi contemporaneamente! Grande e' stato anche
l'impegno della DMS edesca (Dutch Meteor Society) che, in collaborazione
con gli Osservatori cinesi di Nanjing e Beijing, ha fotografato centinaia
di Leonidi presso le due stazioni di Xinlong e Delingha (entrambe favorite
da ottime condizioni climatiche). I tedeschi del DMS hanno usato la tecnica
del 'diaframma rotante': in parole povere, uno schermo a settori alternativamente
opachi e trasparenti posto in rotazione a velocita' nota davanti all'obiettivo
della camera fotografica. In questo modo le tracce delle meteore risultano
segmentate al posto che continue, col vantaggio che, dal confronto tra
la velocita' (nota) del diaframma e la lunghezza dei singoli spezzoni di
scia, si puo' risalire alla velocita' della relativa meteora (Fig.4).
Da qui la conferma, per le Leonidi, di una velocita' molto prossima ai
70 Km/sec, la massima in assoluto per uno sciame meteorico, certamente
in grado di giustificarne la ben nota alta luminosita' media. La sovrabbondante
presenza di Bolidi con scia persistente nelle Leonidi dello corso Novembre
1998 ha permesso anche di condurre accurati studi spettroscopici sulla
loro composizione chimica, sia a Terra sia a bordo di aerei.
A Terra uno degli esperimenti migliori e' stato condotto a Kirtland,
in New Mexico, dalla Cornell University sotto il nome di progetto STARFIRE
(piu' precisamente S.O.R., ossia Starfire Optical Range). In pratica, per
testare le tracce meteoriche, vennero impiegati dei LIDAR, ossia dei radar
basati non su radioonde ma su luce laser: la tecnica consiste nello sparare
un raggio laser ad una determinata frequenza (scelta in base al tipo di
elemento chimico che si vuole testare) e nel raccoglierne, con un sistema
ottico, il segnale eventualmente riflesso dal materiale meteorico. Nel
caso specifico dell'esperimento STARFIRE vennero usati due LIDAR: uno al
Sodio (per misurare la presenza e la quantita' di questo elemento, tipico
della polvere silicatica)) ed uno a vapori di Rame (CVL, ossia Copper Vapor
Laser) in grado di rilevare genericamente la polvere. Molte (una dozzina)
tra le tracce piu' persistenti (il record e' di 30 minuti!) hanno 'risposto'
ad entrambi i LIDAR. In un piccolo numero di casi, pero', si sono osservate
tracce completamente 'trasparenti': l'interpretazione piu' immediata e'
che si sia trattato di particelle costituite totalmente di ghiaccio andato
in fase vapore durante l'entrata in atmosfera.
Per quanto riguarda gli esperimenti aerei, e' stata allestita la cosiddetta
Leonid Multi Instrument Aircraft Campaign, incentrata su un volo combinato
di due aerei: l' ELECTRA della Lockheed e il FISTA (Flying Infra-Red Signature
and Targeting Aircraft) della aviazione americana. Entrambi gli aerei si
sono sollevati dalla citta' giapponese di Okinawa per un volo di 8 ore,
a cavallo del momento in cui la Terra attraversava il piano della Tempel-Tuttle
(19:45 T.U.). La scelta del Giappone e' stata imposta dal fatto che in
quella zona del pianeta le condizioni osservative erano teoricamente ottimali,
con la costellazione del Leone (quindi il radiante delle Leonidi) quasi
allo zenit attorno alle 20 T.U. A bordo c'erano 28 scienziati di 7 paesi
piu' una troupe della televisione giapponese. Il programma era quello di
studiare in maniera intensiva le Leonidi incontrate durante il volo (con
una situazione ottimale in caso di vera e propria 'tempesta'!) con varie
tecniche fotografiche (una camera fisheye dell' Universita' dell' Illinois,
un'intensificatore di immagini del centro Ames della NASA) e spettroscopiche
(uno spettrografo UV/Visibile dell'Universita' inglese di Anglia, uno spettrografo
IR dell'Universita' di San Francisco). In piu', a bordo di ELECTRA, c'erano
due LIDAR (ossia radar a laser) al Ferro, per misurare l'eventuale presenza
di questo elemento nelle tracce meteoriche: la tecnica consisteva nello
sparare impulsi nella banda UV vicina, nell'eccitare eventuali atomi di
Ferro e nel raccoglierne (con un apposito telescopio) la luce riemessa
per fluorescenza.
Le camere ottiche puntate nella direzione del radiante allo zenit hanno
misurato un tasso di circa 300 Leonidi/ora, in buon accordo con le gia'
ricordate stime dell'I.M.O. (International Meteor Organization).
Lo spettrometro UV/visibile ha raccolto una cinquantina di spettri
a buona risoluzione, dominati dalle bande tipiche degli elementi della
polvere meteorica (Sodio, Magnesio, Ferro) ma anche dalle emissioni delle
principali molecole atmosferiche (Ossigeno ed Azoto) eccitate del violento
riscaldamento per attrito (Fig.5).
Questo non solo ha permesso di fare una stima delle temperature del plasma
meteorico, ma anche di chiarire il perche' delle due colorazioni tipiche,
rosso e blu-verde, delle scie piu' persistenti. Il rosso (6200-6700 A)
e' prodotto dall'eccitazione termica dell'Azoto atmosferico, mentre il
verde-blu (5577 A) e' legato all' Ossigeno (un po', insomma, come nelle
aurore boreali, con la differenza che in queste, il meccanismo di eccitazione
non e' termico: le aurore sono infatti prodotte dall'interazione dell'atmosfera
terrestre con il vento solare). A ben guardare, pero', e' la colorazione
rosso-arancio a dominare nelle Leonidi piu' luminose: la logica (raccolta
dai dati spettroscopici!) ci costringe a supporre che grande sia l'influenza
dei metalli (Sodio e Magnesio) si cui sono ricche le polveri. In fondo,
e' ben noto che, se bruciati su fiamma al elevata temperatura, i sali di
sodio emettono luce gialla, mentre quelli di Magnesio emettono luce rossa:
esattamente quello che succede nella scia di una Leonide nel momento dell'attrito
AD ALTA VELOCITA' (70 km/sec) con l'atmosfera terrestre.
Lo spettrometro Infrarosso ha invece lavorato per la prima volta nella
regione di 1-3 microns alla ricerca di molecole organiche (o loro frammenti
di dissociazione termica) di possibile origine cometaria: si tratta di
un'indagine molto complessa i cui risultati saranno resi noto solo tra
alcuni mesi.
I due LIDAR a Ferro hanno intercettato la bellezza di 30 tracce meteoriche,
contro le 1-2 di una normale notte osservativa, il che e' come dire che
hanno individuato in questi 30 casi una composizione estremamente ricca
di Ferro. In realta' sarebbe meglio dire che il Ferro era il componente
UNICO presente: altrimenti non si spiegherebbe come mai, eliminando dal
LIDAR il segnale in grado di entrare in risonanza il Ferro, si sia perso
qualunque altro genere di risposta (compresa la semplice riflessione tipica
della polvere).
In definitiva i dati spettroscopici preliminari sulle Leonidi dello
scorso Novembre sono certamente compatibili con altre analisi spettroscopiche
che da vent'anni si conducono sugli sciami di 'stelle cadenti'. In alcuni
casi l'origine cometaria e' evidente: parliamo delle particelle di pura
polvere (ossia ricche di Sodio e Magnesio) o, addirittura, costituite integralmente
da ghiaccio (tipo quelle individuate dall'esperimento STARFIRE). Piu' difficile
giustificare invece l' esistenza di particelle di polvere in cui e' presente
anche una componente ferrosa ma, soprattutto, le particelle di Ferro PURO.
