Come saranno le Leonidi nel 1999 ?   ENRICO STOMEO Articolo tratto dalla rivista ASTRONOMIA - UAI n. 6, 1999

Abstract.  An overview of 1998 Leonid activity and observational circumstances are given, and a outlook for the 1999 return, based on the available informations of the predicted times of the shower maximum, is summarized.

Le attese del 1998 Lo scorso novembre il ritorno delle Leonidi era particolarmente atteso da tutti, osservatori e non. La Terra avrebbe attraversato la grossa nube di polveri lasciata dalla cometa perodica Tempel-Tuttle, passata a fine febbraio 1998 al perielio dopo oltre 33 anni. [1] Il massimo numero di meteore era atteso intorno alle 19h30 TU di mertedì 17 novembre, in considerazione che in quel momento la Terra sarebbe giunta in prossimità del nodo orbitale. Varie fonti astronomiche avevano prodotto proprie previsioni, differenti di alcune ore o anche solo di pochi minuti, utilizzando metodologie o supposizioni di base diverse. [2] La maggior parte di noi non si attendeva quindi grandi cose, essendo le Leonidi uno sciame visibile alle nostre latitudini in pratica dalla mezzanotte in poi, e non all'orario previsto del massimo. Il continente asiatico si configurava come il papabile fortunato, e tutti ci eravamo rassegnati all'idea che il 17 sera avremmo sentito favolosi rapporti osservativi da quei paesi.

Cosa è successo nel 1998 E a questo punto occorre dire che la parte del leone.. l'ha fatta Internet, dato che questa è stata la prima volta che il collegamento globale in rete ha permesso di ottenere degli input importanti per capire cosa stava succedendo e in che modo si evolvevano le cose. Già dal mattino del 16 novembre tutti i rapporti degli osservatori americani, che si susseguivano in rete, indicavano una grandissima quantità di Leonidi luminosissime, e un aumento rapido del loro numero. Nel pomeriggio l'attività, giunta a livelli di oltre 70 meteore/hr con bolidi anche di magnitudine -16, fu confermata dagli osservatori asiatici. Tutto questo portò scompiglio tra noi abituali osservatori di meteore, perchè si pensò subito che il massimo si stesse presentando, chissà per quale motivo, con largo anticipo. La maggior parte decise perciò con urgenza di anticipare le osservazioni anche nella notte di lunedi 16-17 novembre. Nel grafico di bilancio [1] pubblicato dall' International Meteor Organization (IMO) è ben rappresentato cosa è accaduto nel 1998 (FIG.1). FIG.1   Profilo dell'attività osservata nel 1998 secondo i dati dell'IMO. Il profilo indica la curva media delle osservazioni in funzione della longitudine eclittica L(2000). [WGN 6, 1998]

Il numero delle Leonidi è salito sempre più repentinamente a partire dal tardo pomeriggio del 16 novembre, circa dalla longitudine solare (Lo)=234.2°, con un picco molto acuto di oltre 340 meteore/hr (valore medio) alle 01h40 TU (Lo=234.52°) del 17 novembre, e dopo aver subìto un declino fino al pomeriggio, ha mostrato un nuovo massimo secondario più contenuto (poco oltre le 180 meteore/ora) verso le 20h30m TU (Lo=235.31°). Il massimo principale si è mostrato estremamente largo, con frequenze superiori alle 100 Leonidi/hr per oltre 17 ore, e ricchissimo di meteore luminose, con un indice di popolazione bassissimo (r=1,19) specie intorno alla mezzanotte del 16-17 novembre. Il numero medio delle Leonidi valutato visualmente è stato sicuramente più piccolo del reale, dato che tutti gli osservatori hanno registrato nell'eccitazione e dando una prevalenza di scelta solo alle Leonidi più brillanti. Dal grafico è chiaro che i cieli europei hanno potuto assistere a un grande spettacolo. E' stato un susseguirsi di bolidi, taluni splendenti anche quanto la Luna. Il secondo incremento, osservato nel continente asiatico nella serata del 17 novembre, giusto, come previsto dai calcoli poco tempo dopo il passaggio della Terra al nodo orbitale con la cometa, è durato meno di un'ora, presentando meteore molto più deboli e una frequenza di circa 180 Leonidi/hr.

Interpretazione dei dati 1998 Tra le tipologie degli sciami meteorici esistono piogge annuali, dovute a meteoroidi distribuiti in maniera omogenea lungo l'orbita, e piogge irregolari dovute a particelle addensate in nubi vicine alla cometa [4][5]. I dati osservativi ci dicono che le Leonidi si trovano in una fase intermedia, in quanto esistono particelle qua e là lungo tutta l'orbita e anche grosse concentrazioni di meteoroidi vicino alla cometa [6][7]. Nel 1993 fu superato per la prima volta il numero di 10 Leonidi/ora, segno che la Terra si andava addentrando in un filamento ricco di polvere cometaria. Già dal 1996 [8][9] sono intuibili nella curva di attività due picchi distinti (FIG.2-3 e TAB.1). FIG.2   Profilo dell'attività osservata nel 1996 secondo i dati della Dutch Meteor Society. [Radiant 4, 1998]

FIG.3  Profilo dell'attività osservata nel 1997 secondo i dati dell'IMO. [WGN 4, 1998]

 

Le analisi sono concordi nell'indicare che questi due picchi corrispondono a due componenti di origine differente [3]. Un primo picco (storm peak) si produce in maniera molto acuta negli anni vicini al perielio della cometa e corrisponde a nubi, raggruppate in strutture a filamento, di piccole particelle liberate dalla cometa durante gli ultimi ritorni. Si tratta di materiale non più vecchio di 2-3 rivoluzioni cometarie, che la Terra attraversa in poche ore. L'altro picco (background peak) si produce in maniera ampia per parecchie ore, con meteore sia brillanti che deboli, anche negli anni in cui la cometa è lontana dal Sole. Il picco è dovuto a particelle più consistenti, espulse dalla cometa da tempo e già allontanatesi da questa lungo l'orbita.

TAB.1  Dati temporali e quantitativi previsti e realmente osservati negli ultimi tre anni. [P.Jenniskens 1996-98; R.Arlt & al. 1997-98]

 

Se si valutano le passate apparizioni delle Leonidi negli anni prossimi al passaggio al perielio della cometa, nella quantità di meteore [10] e nella forma della loro distribuzione temporale, si nota che la curva di attività mostra sempre un massimo acuto, simmetrico, sommato a una forte componente di fondo. FIG.4  Sovrapposizione dei profili delle attività osservate nel 1965 e nel 1998. [WGN 6,1998]

Nel 1998 la componente di fondo ha prodotto il picco notevole ricco di bolidi, ripetendo un copione già visto, molto in tono minore, nel 1965 (FIG.4), quando fu segnalato un medesto aumento di brillanti meteore circa 13 ore prima che la Terra arrivasse al nodo. Lo "storm peak" si è rivelato fiacco, senza nessuna "tempesta" di meteore, deludendo tutte le attese. FIG.5  Distribuzione spaziale dei meteoroidi rispetto a un sistema di coordinate centrate sul nucleo della Tempel-Tuttle, che mostra la geometria degli incontri della Terra con l'orbita cometaria. [Sky and Telescope 11,1995]

 

La FIG.5 mostra un grafico [11], ripreso spesso in molti articoli sulle Leonidi. Questo considera un sistema di coordinate centrate sul nucleo della cometa e la distribuzione spaziale degli addensamenti incontrati dalla Terra al suo passare sul piano orbitale della cometa nei vari anni. Un quadro geometrico delle differenti regioni di spazio in vicinanza della Tempel-Tuttle, fino ad ora inesplorate dalla Terra, e un bilancio quantitativo della distribuzione dei meteoroidi. In ascissa è riportata la distanza in giorni (dT) tra la Terra, quando è al nodo, e la cometa nella sua orbita e in ordinata la differenza (E-C) tra le distanze eliocentriche della Terra al nodo e della cometa. Per ogni passaggio al perielio si viene a determinare la posizione della Terra, quando questa transita sul nodo. Quando (dT) è negativo la Terra arriva al nodo prima della cometa e quando (E-C) è negativo interseca il piano orbitale fuori dell'orbita della cometa. E' evidente che le grosse apparizioni di Leonidi si sono verificate [12] in un intervallo tra i 750 giorni prima e i 1750 giorni dopo il passaggio della cometa al nodo orbitale, e con la Terra in un intervallo di 0.012 UA dentro e 0.018 UA fuori dell'orbita della cometa. Le vere e proprie "tempeste" si sono verificate nell'intervallo tra 250 giorni prima e 750 giorni dopo il passaggio della cometa al nodo, e con la Terra a meno di 0.008 UA fuori dell'orbita cometaria (TAB.2). TAB.2   Bilancio dell'attività delle Leonidi dal 1800 in poi. Con (E-C) viene indicata in unità astronomiche la differenza tra le distanze eliocentriche della cometa e della Terra al nodo, e con (dT) la distanza in giorni tra la Terra al nodo e la cometa. Quando (dT) è negativo la Terra arriva al nodo prima della cometa.[5][6][7][10]

Altri studi [13] hanno mostrato anche che quando la cometa è passata da più di 300 giorni al nodo orbitale, la Terra incontra solo particelle minute, mentre all'interno di 300 giorni dietro la cometa incontra meno polveri e meteoroidi più grossi (FIG.6). FIG.6   Passaggio della Terra attraverso la scia di meteoroidi lasciata dalla Tempel-Tuttle al suo passare sul nodo orbitale negli anni 1998, 1999 e 2000. [WGN 3-4,1999]

 

Nel 1998 la Terra, a una distanza dall'orbita della cometa di 0.008 UA e a 258 giorni dietro la cometa, si trovava in situazione ottimale per trovare un alto numero di Leonidi, anche se non certamente nella situazione del 1799, 1833 o 1966.   Previsioni per il 1999 Nel 1999 la Terra si troverà 623 giorni dietro la cometa e sicuramente incontrerà miriadi di particelle più piccole, ma in numero maggiore che nel 1998, che forse daranno luogo a una violenta tempesta di meteore di debole luminosità. Se l'apparizione del 1998 ricorda quella del 1965, si potrebbe supporre che nel 1999 ci sarà analogia con quanto accedde nel 1966, e cioè una tempesta di meteore notevolissima. Stesse considerazioni possono essere fatte per analogia con le circostanze del 1866-67, quando fu osservata ancora una tempesta di stelle cadenti. FIG.7   Relazione tra il numero di Leonidi al secondo e la distanza orbitale tra la Terra e la cometa, ricavata in base alle precedenti tempeste. [Radiant 4,1998]

La distanza minima di 0,008 UA tra le orbite della Terra e della cometa in questo ultimo passaggio al nodo della sua orbita ci fa presumere [14] che la frequenza dei corpuscoli luminosi potrà durante lo "storm" raggiungere valori di 5-6 meteore per secondo (FIG.7). Le previsioni in genere riguardano solamente il primo picco (storm), in quanto nel caso del picco di fondo occorre analizzare complessi modelli di comportamento delle particelle espulse nel tempo dalla cometa e perturbate dai pianeti [15]. Quelle più grosse hanno una minore velocità di eiezione dal nucleo cometario e quelle minute si spostano rapidamente dietro la cometa e fuori della sua orbita. E dopo ogni ritorno della cometa si aggiunge nuovo materiale. Per determinare l'ora del massimo meteorico in genere si valuta il momento del passaggio della Terra sul piano orbitale della cometa [4][15]. Questo istante però, come si è visto, non sempre corrisponde al momento in cui la Terra incontra il maggior numero di detriti cometari, ma può discostarsi anche di parecchie ore. Alcune previsioni perciò sono state proposte da alcuni studiosi per analogia con i passaggi precedenti e non relativamente al momento di transito sul nodo. Altre previsioni [16] sono state invece proposte in base a metodi di simulazione numerica dell'evoluzione nel tempo della distribuzione delle nubi di particelle eiettate negli ultimi ritorni della cometa. TAB.03  Panorama delle previsioni del massimo di attività delle Leonidi nel 1999 secondo vari autori.

Nella TAB.3 sono riassunti i risultati più accreditati. Tutte le fonti prevedono il massimo di attività in una finestra osservativa che va all'incirca dalle 23 TU del 17 novembre all'alba del 18 novembre, estremamente favorevole per i cieli europei, e quindi anche per le nostre postazioni. Alcuni considerano addirittura l'eventualità di entrambe le componenti osservate. In ogni caso non guasterà una certa prudenza nel fidarsi a occhi chiusi delle previsioni, dato che potranno esserci quasi sicuramente delle imprevedibili anomalie dovute alla distribuzione non omogenea delle particelle nelle varie correnti meteoriche. E forti dell'esperienza del 1998, i più di noi cominceranno a osservare le Leonidi già dalla mezzanotte di martedì 16...

Bibliografia 01  Vanin G., Il ritorno delle Leonidi, ASTRONOMIA 6, 02-08 (1998) 02  Stomeo E., Sito Web della UAI-Sezione Meteore, in https://meteore.uai.it 03  Arlt R., The 1998 Leonid Meteor Shower, WGN 6, 239-248 (1998) 04  Stomeo E., Osservazione visuale delle meteore, IL CIELO 12, 63-67 (1997) 05  Jenniskens P., Meteor stream activity. I. The annual streams, ASTRON. ASTROPHYS. 287, 990-1013 (1994) 06  Jenniskens P., Meteor stream activity. II. Meteor outburst, ASTRON. ASTROPHYS. 295, 206-235 (1995) 07  Jenniskens P., Meteor stream activity. III. Measurement of the first in a new series of Leonid Outburst,       METEORITICS AND PLANETARY SCIENCE 31, 177-184 (1996) 08  Langbroek M., Nogmaals de Leoniden van 1996, RADIANT 4, 51-54 (1998) 09  Arlt R., Brown P., Final results of the 1997 Leonids and prospects for 1998, WGN 4, 161-165 (1998) 10  AA.VV., Almanacco 199x, Unione Astrofili Italiani. 11  Rao J., The Leonids: king of the meteor showers, SKY & TELESCOPE 11, 24-31 (1995) 12  Mason J., The Leonid meteors and comet 55P/Tempel-Tuttle, BAA JOURNAL 5, 219-235 (1995) 13  Rao J., Anticipation: the 1999 Leonid meteors, WGN 3-4, 177-194 (1999) 14  Bus E., Verwachtingstijdstip Leonidenmaximum in 1998 en de mogelijke activiteit, RADIANT 4, 47-50 (1998) 15  McNaught R., On predicting the time of Leonid storms, THE ASTRONOMER 419, 279-283 (1999) 16  McNaught R., Asher D., Leonid dust trails and meteor storms, WGN 2, 85-102 (1999)