Stazione Meteor Scatter VHF RALmet
- Osservazione Radio Meteore

Geminidi 2019

Osservazione radio delle Geminidi, le stelle cadenti di Dicembre

A Dicembre possiamo osservare uno degli sciami meteorici più importanti e spettacolari dell’anno: le Geminidi (sigla GEM), attive dal 3 al 19, con un massimo nella notte fra il 13 e 14. Questa corrente meteorica è generata dai detriti rilasciati da 3200 Phaethon, oggetto relativamente vicino all’orbita terrestre (diametro 5-6 km), inizialmente definito asteriode, ora ritenuto il nucleo di una cometa senza ghiaccio, evaporato in seguito ai passaggi ravvicinati attorno al Sole. Questa roccia ha un’orbita ellittica molto allungata che si estende dalla fascia degli asterodi fino all’interno dell’orbita di Mercurio: rientra nella classificazione degli oggetti potenzialmente pericolosi perchè può avvicinarsi fino a circa 3 milioni di chilometri dalla Terra.

Le Geminidi sono uno sciame giovane e, da quando osservato per la prima volta nel 1862, ha gradualmente incrementato la sua intensità fino a diventare uno dei flussi più numerosi dell’anno. La sua attività si concentra nei due giorni prima e dopo il massimo. Le meteore osservate quando i detriti impattano con l’atmosfera terrestre superiore sono lente (con una velocità dell’ordine di 35 km/s) e non particolarmente brillanti, se confrontate con quelle di altri sciami cospicui come le Quadrantidi di Gennaio e le Perseidi di Agosto.

Sintesi dell'attività meteor scatter registrata dalla stazione RALmet durante il mese di Dicembre 2019. La mappa a sinistra descrive, in falsi colori, la frequenza dei radio-echi catturati ogni ora (asse orizzontale) e ogni giorno del mese (asse verticale), mentre l'istogramma a destra riassume la frequenza giornaliera degli eventi. Le regioni sulla mappa tendenti al rosso indicano periodi di massima attività.
Sintesi dell’attività meteor scatter registrata dalla stazione RALmet durante il mese di Dicembre 2019. La mappa a sinistra descrive, in falsi colori, la frequenza dei radio-echi catturati ogni ora (asse orizzontale) e ogni giorno del mese (asse verticale), mentre l’istogramma a destra riassume la frequenza giornaliera degli eventi. Le regioni sulla mappa tendenti al rosso indicano periodi di massima attività.
Attività meteor scatter registrata dalla stazione RALmet nel mese di Dicembre 2018.
Attività meteor scatter registrata dalla stazione RALmet nel mese di Dicembre 2018.

Purtroppo la luna piena e il cielo nuvoloso hanno disturbato e limitato notevolmente l’osservazione visuale delle stelle cadenti di Dicembre, ma il monitoraggio radio delle riflessioni meteoriche dei segnali trasmessi dal radar militare francese GRAVES (alla frequenza di 143.050 MHz), sempre possibile a qualsiasi ora e in ogni condizione meteorologica, ha permesso l’acquisizione di una grande quantità di dati che, opportunamente elaborati, hanno fornito interessanti informazioni sul flusso delle Geminidi e un confronto con l’attività dell’anno precedente. Le mappe riportano l’attività meteor scatter registrata dalla stazione RALmet nel 2018 e 2019: sono evidenti i massimi associati allo sciame delle Geminidi e le differenze annuali nella frequenza degli eventi.

L’evoluzione del flusso meteorico durante la settimana dal 10 al 17 Dicembre è visibile nel seguenti grafici che riportano le frequenze orarie degli eventi catturati (non è stata applicata alcuna correzione ai dati). Si nota come, durante i previsti orari di massima intensità del flusso, lo sciame sia caratterizzato da due picchi ravvicinati. Si è registrata, inoltre, una maggiore attività nel 2018. La struttura generale dello sciame, simile negli anni 2018 e 2019, sembrerebbe confermare un’attivià con due massimi, probabile indice di una configurazione filamentare del flusso. L’analisi mostra che il “gruppo meteorico delle Geminidi” comprende, oltre ai due massimi principali di attività, anche dei picchi secondari (sono sciami minori?), uno precedente MAX1, l’altro seguente MAX2.

Conteggio orario dei radio-echi meteorici dal 10 al 17 Dicembre 2019.
Conteggio orario dei radio-echi meteorici dal 10 al 17 Dicembre 2019.
Conteggio orario dei radio-echi meteorici dal 10 al 17 Dicembre 2018.
Conteggio orario dei radio-echi meteorici dal 10 al 17 Dicembre 2018.

La seguente distribuzione dell’energia associata agli impulsi dei radio-echi (prodotto dell’intensità di segnale per la sua durata) conferma che nella settimana comprendente il massimo non si sono osservati eventi particolarmente energetici.

Distribuzione dell'energia radio associata alle riflessioni meteoriche catturate nella settimana dal 10 al 17 Dicembre 2019.
Distribuzione dell’energia radio associata alle riflessioni meteoriche catturate nella settimana dal 10 al 17 Dicembre 2019.

Analizzando come varia durante l’anno la durata dei radio-echi meteorici associati agli sciami più importanti, si nota come le Geminidi siano più numerose delle Perseidi di Agosto, ma assai meno brillanti e massicce, considerazione confermata dal conteggio della durata (proporzionale alla massa), dalla percentuale giornaliera di radio-echi con durata superiore a 5 secondi e dall’andamento giornaliero dell’indice di massa (quantità che rappresenta il valore medio della distribuzione di massa degli eventi catturati nel giorno): minore è l’indice di massa, maggiore è la percentuale di meteoroidi massicci all’interno della distribuzione studiata.

Se la durata di uno sciame, inoltre, fosse l’unico parametro a fornire indicazioni sull’età del flusso, le Quadrantidi di Gennaio, che appaiono molto meno disperse delle Geminidi e delle Perseidi, dovrebbero essere lo sciame più giovane, le Perseidi il più vecchio. Queste considerazioni sono, ovviamente, semplicistiche, ma forniscono una prima indicazione sulle caratteristiche più evidenti degli sciami, deducibili solo da un semplice conteggio dei radio-echi.

Confronto fra le durate giornaliere dei radio-echi registrate negli anni 2018 e 2019. La durata di un impulso radio meteorico è proporzionale alla massa dell'oggetto che ha generato la traccia ionizzata riflettente.
Confronto fra le durate giornaliere dei radio-echi registrate negli anni 2018 e 2019. La durata di un impulso radio meteorico è proporzionale alla massa dell’oggetto che ha generato la traccia ionizzata riflettente.

Percentuali giornaliere (anni 2018 e 2019) dei radio-echi con durata superiore a 5 secondi rispetto al numero totale di eventi conteggiati (frazione di eventi brillanti e massicci registrati in un giorno rispetto al totale).
Percentuali giornaliere (anni 2018 e 2019) dei radio-echi con durata superiore a 5 secondi rispetto al numero totale di eventi conteggiati (frazione di eventi brillanti e massicci registrati in un giorno rispetto al totale).

Andamento giornaliero dell'indice di massa nei anni 2018 e 2019. La profondità dei minimi evidenziati segnala la presenza di oggetti massicci associati ai principali sciami meteorici, la loro larghezza è un'indicazione della durata dello sciame.
Andamento giornaliero dell’indice di massa nei anni 2018 e 2019. La profondità dei minimi evidenziati segnala la presenza di oggetti massicci associati ai principali sciami meteorici, la loro larghezza è un’indicazione della durata dello sciame.

Un conteggio netto che riporta le frequenze orarie dei radio-echi catturati durante l’anno, corretto rispetto al fondo sporadico, visualizza meglio l’attività effettiva degli sciami, semplificando il confronto. Dai seguenti grafici si vede come il flusso meteorico più numeroso del 2019 sia stato quello delle Quadrantidi, seguito dalle Geminidi e dalle Perseidi, mentre nel 2018 si sono distinte le Geminidi.

Conteggio orario dei radio-echi meteorici catturati dalla stazione RALmet durante l'anno 2019 (è stato sottratto il contributo del fondo sporadico). Secondo le nostre stime, lo sciame più numeroso è risultato quello delle Quadrantidi, seguito dalle Geminidi e dalle Perseidi.
Conteggio orario dei radio-echi meteorici catturati dalla stazione RALmet durante l’anno 2019 (è stato sottratto il contributo del fondo sporadico). Secondo le nostre stime, lo sciame più numeroso è risultato quello delle Quadrantidi, seguito dalle Geminidi e dalle Perseidi.
Conteggio orario dei radio-echi meteorici catturati dalla stazione RALmet durante l'anno 2018 (è stato sottratto il contributo del fondo sporadico). Lo sciame di gran lunga più numeroso è risultato quello delle Geminidi, seguito dalle Quadrantidi e dalle Perseidi.
Conteggio orario dei radio-echi meteorici catturati dalla stazione RALmet durante l’anno 2018 (è stato sottratto il contributo del fondo sporadico). Lo sciame di gran lunga più numeroso è risultato quello delle Geminidi, seguito dalle Quadrantidi e dalle Perseidi.

Queste considerazioni dovrebbero essere approfondite ed ulteriormente elaborate, confrontate con dati provenienti da altri osservatori per inquadrare correttamente il particolare fenomeno meteorico osservato. L’obiettivo di questo articolo è dimostrare come sia possibile, realizzando e installando una stazione radio amatoriale, sviluppare un valido progetto di ricerca sul fenomeno meteorico. E’ affascinante e stimolante “scavare” nella struttura “grezza” dei dati acquisiti ogni giorno tramite una strumentazione automatica realizzata con le proprie mani, per ritrovare le principali caratteristiche degli sciami meteorici evidenziate dai ricercatori professionisti ed osservare come questi fenomeni si modificano negli anni.

Ricordando la configurazione del radar bi-statico (è la struttura del nostro sistema di monitoraggio), la qualità delle osservazioni e delle conclusioni che derivano dall’elaborazione dei dati acquisiti dipende dalla qualità e dall’affidabilità del sistema ricevente (parametri che possiamo controllare), dalla qualità e dalla costanza del segnale trasmesso (parametri che non possiamo controllare) che “illumina” le tracce meteoriche ionizzate. Interruzioni del segnale trasmesso a parte (evidenti alla stazione ricevente), nelle nostre valutazioni abbiamo finora considerato costante nel tempo la potenza di emissione del trasmettitore: non è sempre vero e, nella maggior parte dei casi, le variazioni di potenza non sono facilmente riconoscibili presso la stazione ricevente. Sono quindi inevitabili errori nelle valutazioni che, tuttavia, non alterano la visione generale del fenomeno, nell’ipotesi (e nella speranza…) che tali fluttuazioni di segnale siano abbastanza rare.

Per il bene e per il futuro delle osservazioni radio-meteoriche amatoriali, auguriamo lunga vita all’attrezzatura GRAVES, praticamente unica possibilità europea che garantisce una certa affidabilità e continuità e ci permette di osservare con occhi diversi, continuamente, il flusso meteorico che “bombarda” il nostro pianeta.

Concludo queste note con una serie di spettrogrammi che documentano gli eventi più significativi catturati durante il mese di Dicembre 2019. Utilizzando solo i dati di una stazione, non è possibile stabilire con sicurezza se un particolare evento è associato allo sciame delle Geminidi, dato che non è nota la direzione di provenienza dell’oggetto che ha generato la traccia.

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