- Osservazione Radio Meteore

Aspettando le Perseidi…

Breve panoramica sui radio-echi meteorici catturati dalla nostra stazione durante la prima metà dell’anno.

Per gli appassionati di “stelle cadenti” lo sciame meteorico delle Perseidi rappresenta uno degli appuntamenti più attesi: la numerosità del flusso, l’aria di vacanze e la “fruibilità” ossevativa nelle calde notti di Agosto rendono sempre gustoso lo spettacolo offerto, uno show che non delude mai. Come sempre, la stazione radio RALmet è pronta per monitorare “via radio” l’evoluzione dell’evento analizzando i segnali irradiati dal radar francese GRAVES (operante sulla frequenza di 143.050 MHz) e riflessi dalle traccie meteoriche ionizzate. Nel frattempo, propongo una sintesi dei risultati ottenuti dall’inizio dell’anno a oggi.

La stazione radio RALmet, dedicata all’osservazione dei meteoroidi che penetrano in atmosfera con la tecnica meteor scatter, è attiva dal 2015: dopo un lungo periodo di “aggiustamenti tecnici” (ottimizzazioni sulle componenti hardware e software del sistema), si è raggiunta la piena operatività da Gennaio 2018. Salvo brevissime interruzioni dovute alla temporanea indisponibilità dei segnali trasmessi dal radar GRAVES o ad interventi di manutenzione, il funzionamento è stato continuativo. La stabilità e l’affidabilità dei parametri operativi consente la registrazione automatica dei dati e la loro elaborazione statistica, così da poter confrontare le variazioni annuali dei principali flussi meteorici, eventualmente rapportandole con i corrispondenti dati visuali.

Un primo confronto “a colpo d’occhio” è offerto dall’analisi delle seguenti mappe: la prima rappresenta l’attività radio-meteorica registrata nel corso del 2018, la seconda visualizza l’attività dal 1 Gennaio 2019 a oggi. Queste immagini in falsi colori visualizzano molto chiaramente l’evoluzione oraria giornaliera, tutti i giorni dell’anno, dei flussi meteorici “visti” dalla nostra stazione radio, rappresentando gli eventi più intensi con colori che virano dal blu al rosso. Come riferimento, sono indicate le occorrenze di alcuni importanti sciami annuali. Dal confronto appare evidente, ad esempio, un’eccezionale attività delle Quadrantidi i primi giorni del 2019, molto più intensa rispetto a quella dell’anno precedente.

Mappa degli eventi radio-meteorici catturati durante l'anno 2018: l'asse orizzontale riporta l'ora (UTC) del giorno, l'asse verticale il numero di eventi catturati ogni ora. Si notano i picchi corrispondenti ai principali sciami annuali.
Mappa degli eventi radio-meteorici catturati durante l’anno 2018: l’asse orizzontale riporta l’ora (UTC) del giorno, l’asse verticale il numero di eventi catturati ogni ora. Si notano i picchi corrispondenti ai principali sciami annuali.
Mappa dei radio-eventi meteorici catturati dal 1 Gennaio 2019 ad oggi. Rispetto all'anno precedente, spicca un'attività molto più intensa delle Quadrantidi.
Mappa dei radio-eventi meteorici catturati dal 1 Gennaio 2019 ad oggi. Rispetto all’anno precedente, spicca un’attività molto più intensa delle Quadrantidi.

L’obiettivo principale della nostra ricerca è rivolto all’analisi statistica dei dati e delle loro variazioni nel corso degli anni. I seguenti grafici confrontano il conteggio giornaliero dei radio-echi meteorici 2018-2019: anche in questo caso sono ben visibili i picchi associati ai massimi di attività dei principali sciami, con significative differenze nel numero di eventi contati ogni ora. Le caratteristiche più interessanti fra le popolazioni dei flussi meteorici diventano visibili quando l’analisi si focalizza sui parametri meno immediati, come la durata giornaliera dei radio-echi meteorici, proporzionale alla massa del materiale che, consumandosi durante l’impatto con le molecole dell’atmosfera superiore, provoca la traccia ionizzata riflettente i segnali del radar GRAVES.

Attività radio-meteorica nel corso del 2018 registrata dalla stazione RALmet.
Attività radio-meteorica nel corso del 2018 registrata dalla stazione RALmet.
Attività radio-meteorica registrata fino ad oggi dalla stazione RALmet.
Attività radio-meteorica registrata fino ad oggi dalla stazione RALmet.

Ovviamente, la massa complessiva del flusso meteorico che penetra in atmosfera si incrementa quando la Terra incrocia, durante il suo moto orbitale, gli addensamenti associati agli sciami periodici, con importanti differenze nel corso degli anni. Ulteriori dettagli emergono quando si classificano gli eventi in “radio-bolidi”: se, ad esempio, visualizziamo la percentuale di radio-echi con durata maggiore di 5 secondi (classificazione arbitraria ragionevole…) rispetto al numero totale di eventi catturati durante la giornata, si ottiene una buona rappresentazione della ricorrenza annuale dei meteoroidi massicci (bolidi). L’osservazione continua è la chiave per un accurato monitoraggio delle variazioni a lungo termine di questi parametri e consente di stimare, ad esempio, come varia la massa dei meteoroidi associati alle Quadrantidi, alle Perseidi o ai flussi di fine anno, nel corso degli anni.

Questi grafici riportano la durata complessiva (espressa in secondi sull'asse verticale) giornaliera (asse orizzontale) degli impulsi radio generati dalle riflessioni meteoriche e catturati dalla stazione RALmet. Dato che la durata di questi eventi è proporzionale alla massa dei meteoroidi, studiando la loro evoluzione si può stimare come varia il flusso dei principali sciami nel corso degli anni.
Questi grafici riportano la durata complessiva (espressa in secondi sull’asse verticale) giornaliera (asse orizzontale) degli impulsi radio generati dalle riflessioni meteoriche e catturati dalla stazione RALmet. Dato che la durata di questi eventi è proporzionale alla massa dei meteoroidi, studiando la loro evoluzione si può stimare come varia il flusso dei principali sciami nel corso degli anni.

Ad esempio, confrontando i grafici che riportano la numerosità degli eventi con quelli che rappresentano la percentuale degli oggetti massicci rispetto al totale, si nota come lo sciame delle Quadrantidi (notevolmente più numeroso nel 2019 rispetto all’anno precedente), sia caratterizzato da oggetti piccoli e numerosi, meno massicci rispetto ai componenti delle Lyridi. Analoghe considerazioni si possono fare confrontando la numerosità con la percentuale di oggetti massicci per gli sciami di fine anno 2018. Interessanti previsioni sono stimolate dal confronto fra la “rampa di salita” relativa ai radio-bolidi conteggiati prima del picco delle Perseidi 2018, con l’analogo andamento di quest’anno…. osserveremo con attenzione gli sviluppi di questo importante sciame tentando di ottenre, da una semplice analisi statistica dei radio-echi catturati, interessanti deduzioni.

Percentuale di eventi notevoli ("radiobolidi" con durata superiore a 5 secondi), generati da meteoroidi massicci, rispetto al totale degli eventi catturati durante la giornata.
Percentuale di eventi notevoli (“radiobolidi” con durata superiore a 5 secondi), generati da meteoroidi massicci, rispetto al totale degli eventi catturati durante la giornata.

Come precedentemente accennato, il numero di radio-echi catturati dalla nostra stazione è inversamente proporzionale alla massa dei meteoroidi che generano la traccia ionizzata. Rappresentando in scala bi-logaritmica il numero cumulativo di radio-echi in funzione della loro durata, il coefficiente angolare della retta di interpolazione è una misura dell’indice di massa: studiando l’andamento di questo parametro durante una giornata si evidenzia una variabilità che riflette la differente distribuzione in massa della popolazione dei meteoroidi penetrata in atmosfera. Questo parametro, rappresentato nei seguenti grafici, rappresenta il valore medio della distribuzione di massa degli sciami meteorici attivi e del flusso sporadico, ed è attendibile se si conteggiano solo le meteore iperdense. Minore è il valore dell’indice di massa, maggiore è la percentuale di oggetti massicci all’interno della distribuzione studiata. Anche in questo caso sarà interessante confrontare gli andamenti 2018-2019.

Stima dell'indice di massa giornaliero del flusso meteorico: minore è il suo valore, maggiore è la percentuale di meteoroidi massicci.
Stima dell’indice di massa giornaliero del flusso meteorico: minore è il suo valore, maggiore è la percentuale di meteoroidi massicci.

E’ ovvio come un’analisi statistica dei flussi meteorici a lungo termine, ottenuta partendo da misurazioni radio con la tecnica meteor scatter (forward scatter), richieda anni di osservazioni continue, contando sulla stabilità dei parametri di sistema e sull’affidabilità del metodo automatico di raccolta dati e di conteggio.

Per concludere, allego una selezione degli eventi più significativi catturati dall’inizio dell’anno fino ad oggi. L’elenco è piuttosto lungo: sono riportate le riflessioni radio notevoli, ritenute dal sottoscritto interessanti per durata, intensità, evoluzione nel tempo e nello spettro. Ovviamente, si tratta di una selezione arbitraria degli eventi fra quelli di maggior durata: per chi fosse interessato, sono disponibile ad approfondire le ricerche nei nostri archivi.

 

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