Lo sciame delle Liridi – Attività 2022 della Stazione Radiometeore ATA

A cura di Fabio Mario Fedeli, con la supervisione di Maurizio Scardella

Premessa
La Stazione Radiometeore dell’ATA rileva e registra gli echi radio riflessi dalle tracce meteoriche “investite” dal segnale emesso dal radar francese GRAVES (Grand Réseau Adapté à la Veille Spatiale). Questa tecnica, detta “radio meteor scatter”, consente di monitorare costantemente il flusso di meteoroidi che, attraversando l’orbita terrestre, interagiscono con gli atomi e le molecole della nostra atmosfera e si consumano nell’impatto rilasciando energia e, a volte, suggestive tracce luminose. Il flusso meteorico è generato da una serie complessa di processi: esso deriva essenzialmente dalla disgregazione di corpi del sistema solare di origine cometaria o asteroidale, oppure dall’espulsione di getti di materia dalle superfici di pianeti e satelliti a causa di collisioni. I flussi di natura cometaria, più frequenti e intensi, sono costituiti da nubi di polveri e frammenti rocciosi che viaggiano in orbite abbastanza stabili e che, per questo motivo, sono intercettati dalla gravità terrestre in precisi periodi dell’anno. È così, per esempio, che il mese di ottobre ci offre lo spettacolo delle Orionidi, il mese di aprile quello delle Liridi e il mese di agosto quello più conosciuto delle Perseidi.

In questo articolo sono presentati i risultati dell’elaborazione dei dati relativi agli echi meteorici registrati dalla stazione radiometeore dell’ATA nel corso del mese di aprile 2022. L’obiettivo è quello di identificare il profilo dello sciame delle Liridi, di distinguere le tipologie di tracce di cui è costituito e di calcolare l’indice di massa delle particelle che lo compongono.

L’attività meteorica di aprile 2022
La Figura 1 mostra il profilo giornaliero degli eventi registrati nel mese di aprile 2022, in cui si evidenzia un massimo di attività intorno al giorno 22, coerentemente con la previsione del transito dello sciame delle Liridi in prossimità dell’orbita terrestre. Il profilo orario degli eventi, invece, è mostrato in Figura 2.
Nota: Nei grafici le linee verticali sono posizionate in corrispondenza dell’orario del picco di
intensità dei vari sciami, mentre la sigla indica lo sciame secondo la notazione IAU-MDC.

 

Legenda:

• KSE – kappa Serpentids
• LYR – April Lyrids
• AVB – alpha Virginids
• PPU – pi Puppidis
• ARC – April rho Cygnids

La distribuzione oraria degli eventi può essere rappresentata anche tramite la mappa di Figura 3, che mette in relazione i conteggi registrati in funzione del giorno (asse orizzontale) e dell’orario (asse verticale). La colorazione delle celle va dal blu scuro (minor numero di eventi) al rosso (maggior numero di eventi) ed evidenzia efficacemente le variazioni di attività meteorica nel corso del mese.

Gli eventi del mese di aprile hanno prevalentemente una durata compresa tra 2 e 3 decimi di secondo (rispettivamente 1.342 eventi e 1.494 eventi), come evidenziato dalla Figura 4.

Lo sciame delle Liridi
Lo sciame delle Liridi è associato alla cometa C/Thatcher 1861 G1, osservata nel 1861 e caratterizzata da un lungo periodo di 415 anni; esso manifesta il suo tipico picco di attività nella terza decade di aprile. Dal 2002 ad oggi il picco è stato osservato da vari studiosi tra 32,0° e 32,5° di longitudine solare (Fonte dati: IAU Meteor Data Center).

Sulla base di tali evidenze e considerando le annualità più recenti, la ricerca del picco di attività dello sciame delle Liridi (LYR) si è concentrata intorno a 32° gradi di longitudine solare; come riferimento, nella tabella seguente sono riportati gli orari corrispondenti a 32° di longitudine solare negli anni 2016-2022. Nel periodo considerato, inoltre, presentano il picco di attività anche due sciami minori: le alfa Virginidi (AVB) e le pi Puppidi (PPU); il primo è caratterizzato da uno ZHR max < 2 e il secondo manifesta un’intensità variabile, raramente significativa (https://www.amsmeteors.org/meteor-showers/2020-meteor-shower-list/).

L’analisi dettagliata degli eventi registrati nel periodo 21-23 aprile 2022 (Figura 5) evidenzia due intervalli di attività meteorica più intensa, collocati tra le 22:00 UTC e le 12:59 UTC (Picco #1 e Picco #2), potenzialmente riconducibili allo sciame delle Liridi.

Un ulteriore elemento a favore dell’ipotesi che i Picchi #1 e #2 rappresentino effettivamente l’attività dello sciame delle Liridi è stato ottenuto confrontando il profilo orario degli eventi con l’andamento orario dell’altezza del radiante dello sciame (in unità arbitrarie). La Figura 6 mostra una buona correlazione temporale tra le due rappresentazioni (eventi e simulazione dell’altezza del radiante) non solo per il Picco #1 ma anche per il Picco #2. In questo periodo dell’anno, infatti, il radiante delle Liridi culmina alle ore 03:30 UTC, un orario compreso negli intervalli temporali dei Picchi #1 e #2.

Eliminazione del fondo sporadico
Per avere una migliore definizione del profilo dello sciame nei pressi del massimo, anche al fine di calcolare l’indice di massa, è necessario valutare l’entità del fondo generato da eventi sporadici e sottrarlo dal profilo degli eventi di picco. In questa analisi il fondo è stato stimato come media oraria dei conteggi registrati dal 6 al 9 aprile, un periodo di bassa attività, non molto distante dal picco (vedi Figura 1). Oltre a ciò, è stato preso in considerazione il transito del radiante dello sciame considerando solo gli eventi compresi nell’intervallo orario di visibilità del radiante stesso (in questo periodo dalle 19:00 UTC alle 12:00 UTC).

In Figura 7 è mostrato il profilo del picco del 22 aprile con e senza la correzione del fondo.

In Figura 8 è riportato il profilo del picco del 23 aprile, anch’esso con e senza correzione del fondo.

 

Calcolo dell’indice di massa

L’indice di massa s esprime la distribuzione della popolazione dei meteoroidi all’interno di uno sciame; valori più elevati di questo indice corrispondono a un numero maggiore di particelle di dimensioni ridotte e a una sezione d’urto maggiore, a parità di massa. Inoltre, “il numero cumulativo Nc di echi iperdensi di durata superiore a TD è legato all’indice di massa s secondo la relazione”:

Gli echi meteorici si possono collocare in due classi fondamentali che dipendono dalla concentrazione degli elettroni presenti nella traccia ionizzata che riflette il segnale radar incidente: quando tale concentrazione supera un valore di riferimento si parla di echi iperdensi, altrimenti di echi ipodensi. La relazione di cui sopra, quindi, fa riferimento alla prima di queste due classi; scrivendola nella seguente forma si può ottenere un’espressione utile per derivare l’indice di massa a partire dal numero di eventi cumulativi registrati e dalla loro durata:

La Figura 9 e la Figura 10 mostrano, rispettivamente, la distribuzione dei conteggi cumulativi del Picco #1 e del Picco #2 in funzione della durata degli echi; in entrambe le figure si nota come la zona di linearità si limiti ai punti di durata superiore a 0,5 sec, che dovrebbero corrispondere agli echi iperdensi; i punti di durata inferiore o uguale a 0,5 sec contengono un contributo significativo degli echi ipodensi e pertanto non sono stati presi in considerazione per il calcolo dell’indice di massa. La pendenza della retta di regressione, determinata per i punti di durata superiore a 0,5 sec, consente di stabilire gli indici di massa per i due picchi:

 

 

Conclusioni
L’analisi dei dati ha consentito di ipotizzare con ragionevole certezza che lo sciame delle Liridi si sia manifestato nel 2022 con due picchi principali, che si sono manifestati tra il 22 e il 23 aprile; l’osservazione, tra l’altro, è coerente con l’orario di visibilità del radiante dello sciame stesso. I dati sono stati quindi corretti:

• sottraendo il contributo del fondo sporadico, registrato in un periodo di bassa attività meteorica compreso tra il 6 e il 9 aprile;
• considerando solo gli eventi che si sono verificati durante il periodo di visibilità del radiante

dello sciame compreso, in questo periodo, tra le ore 19 UTC e le ore 12 UTC.

I dati corretti sono stati infine utilizzati per determinare il valore dell’indice di massa degli echi iperdensi, per i due picchi rilevati, rispettivamente: 3,03 e 3,50.

   27 ottobre 2022                                                                                    A cura di F. M. Fedeli
con la supervisione di M. Scardella