La cometa 1999S4 LINEAR, pur avendo deluso le previsioni iniziali che l'indicavano come l'ultima cometa del millennio visibile ad occhio nudo, potrà ugualmente essere ricordata come un oggetto alquanto peculiare e che ci ha regalato molte sorprese.

Scoperta nel mese di settembre dello scorso anno, è giunta subito alla ribalta mostrando un rapido aumento di luminosità.
Già nel mese di novembre era giunta alla portata di molti strumenti amatoriali di modesta apertura ed è stata da noi seguita fino alla fine del mese di gennaio.
In questo periodo, anche se relativamente debole, era alta nel cielo e quindi ben posizionata per le osservazioni. Le distanze sia dal Sole che dal nostro pianeta erano ancora elevate, ma, nonostante ciò, si è assistito alla formazione di una piccola coda già nel mese di dicembre.

Fig. 1 - La cometa Linear 1999 S4 ripresa il 12 novembre 1999 da Rolando Ligustri - Presidente del CAST - dalla periferia di Latisana (Ud). Si trovava alle coordinate - A.R.: 04h 03m 56s; Dec.: +37° 07' 07" La sua magnitudine era di 15,5.

L'estrapolazione delle stime della magnitudine totale, relative al primo periodo, indicava che c'era la possibilità che essa, intorno all'epoca del passaggio al perielio, potesse raggiungere la seconda-terza magnitudine, divenendo un oggetto facilmente osservabile attraverso un binocolo e perfino ad occhio nudo.

A favore poteva giocare il valore relativamente piccolo della distanza Terra-Cometa, che avrebbe raggiunto il minimo di circa 0.37 U.A. intorno al 22 luglio 2000, ma vi erano numerosi altri fattori che invitavano alla prudenza.
Brian Marsden e Daniel Green avevano sottolineato che la 1999 S4 era una cometa "nuova" e che quindi la sua evoluzione fotometrica avrebbe potuto mostrare un calo verso il perielio, come è avvenuto per altre celebri comete (ad. es. Kohoutek 1973f e Austin 1982g).
La cometa sarebbe poi stata visibile ad una scarsa elevazione sull'orizzonte, quindi in condizioni poco favorevoli, e questo fattore è stato forse troppo sottovalutato dagli osservatori meno esperti.

Infine i parametri ricavati dall'analisi dei primi dati fotometrici davano una "magnitudine assoluta" H0 circa pari a 7.5-8.0.
Questo dato, pur nella sua approssimazione e difficoltà d'interpretazione, è in qualche modo indicativo delle dimensioni del nucleo, o per lo meno della parte di superficie attiva.
In generale s'osserva che comete, con un valore di H0 pari a 7.5 (o più debole), diventano assai raramente oggetti spettacolari e quindi hanno probabilmente nuclei di piccole dimensioni o poco attivi.
Usualmente sono gli oggetti con un valore di H0 inferiore (ad. es. almeno 4-5) che possono diventare spettacolari. Naturalmente la nuova venuta non avrebbe in ogni caso potuto reggere il confronto con le recenti Hyakutake (1996 B2) e Hale-Bopp (1995 O1), ma si era accesa ugualmente la speranza di poter avere un altro oggetto spettacolare da osservare ad occhio nudo.

[Per una descrizione di come si calcola la magnitudine delle comete, si veda la spiegazione nel riquadro sottoriportato.]

Il primo segno che le cose avrebbero potuto non evolversi come sperato è venuto dalle osservazioni effettuate lo scorso inverno, tra dicembre 1999 e gennaio 2000, quando la cometa si è mostrata pressoché stazionaria in luminosità.
La curva di luce della cometa, elaborata da Sergio Foglia per la Sezione Comete dell'Unione Astrofili Italiani, raccoglie tutte le osservazioni fotometriche visuali e CCD effettuate da osservatori italiani, oltre ad alcune stime tratta da International Comet Quarterly ed usate come confronto, nella figura è evidente l'appiattimento della curva corrispondente al periodo invernale.
A fine gennaio, fortunatamente, la 1999 S4 ha ripreso ad aumentare di luminosità in modo regolare alimentando nuove speranze. Il rapido aumento di splendore verificatosi a novembre appariva comunque come un episodio ristretto nel tempo, difficilmente utilizzabile per estrapolare previsioni attendibili e probabilmente causato da un improvvisa esposizione di ghiaccio del nucleo ai raggi del Sole.

A fine gennaio gli autori più ottimisti indicavano una probabile magnitudine 5 verso il perielio, ridimensionando sensibilmente le proiezioni iniziali. La cometa non sarebbe stata quindi spettacolare ma rimaneva comunque un oggetto interessante.
Tuttavia permanevano ancora molti dubbi ed incertezze su di una cometa probabilmente piccola e che nei mesi invernali aveva mostrato un comportamento così anomalo. Durante la primavera la 1999 S4 si è trovata in congiunzione con il Sole e sono mancati quindi i dati osservativi.
Le prime osservazioni di maggio e giugno sembravano fortunatamente indicare che le cose procedevano bene. Ma le sorprese più grandi non sono venute dal rispettare o meno l'andamento fotometrico previsto ma da una serie di eventi insoliti del tutto imprevisti.

La prima sorpresa è venuta dalla riprese CCD effettuate quando la cometa è riemersa tra le luci del crepuscolo mattutino dopo la congiunzione con il Sole.
In un'immagine di Rolando ottenuta in data 1 giugno 2000 si notava una debole e diffusa anticoda!
Date le condizioni di ripresa non ottimali (con la cometa bassissima sull'orizzonte) c'era il dubbio che potesse trattarsi d'un difetto dell'immagine, ma la struttura è stata confermata pochi giorni dopo, il 4 giugno, sempre da Rolando Ligustri mediante un'immagine ottenuta in migliori condizioni dal Monte Matajur.
(NdR: la montagna, alta 1650 metri, è situata in provincia di Udine e segna il confine con la Slovenia.
Le due immagini originali sono linkate qui sopra, mentre le loro elaborazioni le potete vedere qui sotto).

Le due immagini mostrano la cometa subito dopo il perielio. Entrambe sono di Rolando Ligustri (l'attuale Presidente del CAST) e sono state prese da Talmassons (quella a sinistra) e dal Monte Matajur (l'altra). Le immagini sono formate dalla somma di più riprese: 10 da 60 secondi la figura 2 e 13 da 60 secondi la figura 3.		Fig. 2 (a sinistra) - 2 giugno 2000 - ore 01:13 TU; magnitudine: 9,9; diametro della chioma: 1',5 d'arco. Fig. 3 (in alto) - 4 giugno 2000 - ore 00:45 TU; magnitudine: 9,8; diametro chioma: 2',5 d'arco.

Le anticode prospettiche sono dovute alle polveri emesse dal nucleo le quali, formando la coda sotto la spinta della pressione di radiazione solare, si distendono sul piano orbitale della cometa.
Dopo il perielio la coda di polvere diviene più ampia assumendo la tipica forma a ventaglio allargato ed è allora che, se la Terra si trova in una posizione favorevole, si ha generalmente la possibilità di osservare l'anticoda.
L'illusione è di vedere una componente della coda diretta verso il Sole, ma in realtà si tratta di una parte della coda normale osservata sotto una particolare prospettiva.
Che una cometa mostri una anticoda è un evento raro ma non eccezionale e per essere osservata richiede precise condizioni geometriche.
L'ultima cometa che ha mostrato una cospicua anticoda è stata la 1999 H1 Lee, la quale è stata ripresa ottimamente lo scorso anno dall'Osservatorio di Monte Visseggi presso La Spezia.
Ora per la 1999 S4 l'unica condizione ad essere soddisfatta era quella che la Terra si trovasse molto vicina al piano orbitale della cometa (il taglio del piano orbitale è avvenuto intorno al 14 giugno), per il resto sono venute a mancare gli altri requisiti richiesti.

Un'anticoda anomala dunque, tanto anomala da scomparire completamente dopo il passaggio della Terra sul piano orbitale cometario. Purtroppo le condizioni meteo non ci hanno aiutato in diversi momenti "critici" dell'apparizione, incluso questo.
Al momento la natura di questa insolita anticoda, apparsa in modo inatteso e svanita nel nulla pochi giorni, dopo rimane un mistero!

Nel suo approssimarsi al giro di boa intorno al Sole, la 1999 S4 ha riservato altre sorprese inattese. La chioma ha mostrato sensibili cambiamenti in più occasioni, probabilmente in concomitanza con fenomeni di tipo eruttivo, uno dei quali osservato in dettaglio dall' Hubble Space Telescope intorno al 7 luglio 2000.
Si è trattato di segni premonitori che testimoniavano la fragilità del nucleo e preannunciavano l'imminente disgregazione. Forse l'insolita anticoda osservata all'inizio di giugno era "figlia" di un evento del genere, particolarmente intenso, non osservato a causa della congiunzione con il Sole.
Nel contempo, in sincronia con i cambiamenti morfologici della chioma interna, sono stati osservati vistosi cambiamenti nella coda di plasma. Questa ha mostrato più volte un forte ed improvviso sviluppo con modificazioni veramente impressionanti anche da un giorno all'altro.

Un'attività generale così discontinua (brevi episodi di intensa attività seguiti da periodi di quiescenza) indicavano che l'emissione di materiale da parte del nucleo avveniva a "sbuffi", e non in modo regolare; anche la luminosità totale della chioma sembra abbia mostrato fluttuazioni di piccola ampiezza (circa 0.5 magnitudini) in sincronia con i cambiamenti morfologici della chioma e della coda.
Il cambiamento più spettacolare ed impressionante è avvenuto immediatamente prima del passaggio al perielio, tra il 17 e il 24 luglio, quando la cometa ha mutato lentamente di aspetto di giorno in giorno.
Lo spettacolo ha attraversato varie fasi, prima mostrando una condensazione centrale della chioma più marcata ed allungata e con lo sviluppo di una discreta coda di plasma, poi con l'aumento di quest'ultima coronata da uno splendido alone parabolico (la parte iniziale della coda di polveri) il 21 luglio.

Due giorni dopo la cometa era di nuovo completamente cambiata divenendo più fioca e senza la coda gassosa appena mostrata: era il preludio della disgregazione del nucleo.
La chioma ha mostrato infatti repentini cambiamenti tra il 25 ed il 28 luglio, mutando di forma e luminosità ed ha assunto prima una forma un po' squadrata per poi allungarsi in modo crescente a forma di lancia.
La parte più luminosa della cometa ora non coincideva più con il nucleo ma si era spostata verso la coda. Era il segno inequivocabile che il nucleo si stava disgregando.

La notizia, divulgata da Mark Kidger il 27 luglio è rimbalzata immediatamente tra gli osservatori di tutto il mondo. Purtroppo la cometa era ormai molto bassa sull'orizzonte e le condizioni meteo ancora una volta non hanno aiutato.
Ciò nonostante sono state raccolte diverse immagini tra il 28 ed il 31 luglio che hanno documentato, quasi giorno per giorno, la morte di questa cometa.
Il profilo lanceolato si è andato allungando sempre più e la luminosità totale della cometa è crollata improvvisamente, come è testimoniato anche dalla curva di luce della cometa.

Fig. 4 - L'immagine mostra la cometa poco prima del massimo di luminosità; si trovava alle coordinate: A.R.: 09h 38m 27s; Dec.: +56° 49" 41" (nell'Orsa Maggiore). Magnitudine: 6,5; diametro chioma: 5' d'arco; lunghezza della coda: 27' d'arco. Ligustri ha impiegato un filtro R.

Fig. 5 - L'immagine mostra la cometa poco dopo il massimo di luminosità; si trovava alle coordinate: A.R.: 11h 28m 13s; Dec.: +31° 48" 34" (nell'Orsa Maggiore). Magnitudine: 7,3; diametro chioma: 5' d'arco; lunghezza della coda: 20' d'arco. L'immagine è stata elaborata per evidenziare la coda.

L'evoluzione del fenomeno ha ricordato quanto avvenuto alla cometa Tabur 1996 Q1, anch'essa disgregatasi pressoché allo stesso modo.

Il nucleo della 1999 S4, contrariamente a quanto avvenuto per altre più celebri comete (ad es. West e Shoemakel-Levy 9) si è spezzato in frammenti di modeste dimensioni, quasi polverizzandosi.
Questo ci dice che il nucleo doveva essere particolarmente fragile e piccolo, ma anche che non tutte le comete sono uguali. Stando a quanto riportato da Brian Marsden la 1999 S4 proveniva dalla Nube di Oort ed era forse il frammento, di qualche chilometro di diametro o forse meno, di una cometa più grande staccatosi da questa in epoche remote.
Interessante è notare anche che la sua orbita ha subìto notevoli alterazioni a causa di effetti di tipo "non gravitazionale"; questi effetti sono la conseguenza della spinta dei gas emessi sul nucleo stesso, gas che hanno avuto una straordinaria produzione intorno al 6 luglio con 3,6 ton/s per poi diminuire a 1 ton/s il 13 luglio e precipitare a soli 0,12 ton/s nel periodo della disgregazione.
Evidentemente le numerose eruzioni di materia dal nucleo hanno avuto un effetto di spinta notevole sul piccolo nucleo di questa cometa, modificandone continuamente l'orbita; queste stesse violente eruzioni hanno avuto anche un effetto "fatale" sul nucleo della cometa, che così continuamente "martellato" ed impoverito di materia non ha retto e si è distrutto in numerosi pezzi.

Fig. 6 - La cometa Linear 1999 S4 ripresa il 31 luglio 2000 (ore 20:07 TU) da Rolando Ligustri - Presidente del CAST - dalla periferia di Latisana (Ud). La 1999 S4 si trovava allora nella costellazione del Leone. Osservando bene la parte centrale della chioma, si noterà che le isofote del nucleo apparivano duplicate. Anche nella ripresa di Rolando c'era un indizio che il nucleo dell'astro chiomato si stava disgregrando.

Ma disgregazione finale è stata senza dubbio l'evento che resterà maggiormente impresso nella memoria. La 1999 S4 non è stata una cometa "spettacolare" nel senso comunemente dato a questo termine; non è risultata visibile ad occhio nudo e non ha neppure sviluppato una lunga coda, ma nonostante ciò ha riservato numerose sorprese e tra queste quella di poter seguire "in diretta", giorno per giorno, la morte d'una cometa, senza dubbio uno degli eventi più affascinanti offerti dalla volta celeste.

Le ultime immagini ottenute dall'Hubble Space Telescope (NdR: in particolare la 00-27y ripresa il 5 agosto 2000) e dall'ESO (NdR: ripresa l'8 agosto 2000) completano lo scenario e mostrano, con un dettaglio impressionante, quello che rimane del nucleo ormai quasi dissolto della cometa.

Come si calcola la magnitudine totale delle comete.

La previsione della magnitudine totale della chioma di una cometa che accompagna le effemeridi viene generalmente calcolata mediante una formula che tiene conto sia del variare della distanza della cometa dal Sole che dalla Terra.
Si tratta d'una formula empirica che fornisce mediamente dati accettabili anche se non è utilizzabile per periodi di tempo troppo estesi.

La formula appare generalmente nella forma m₁ = H₀ + 5 log D + 2.5 n log r
dove m₁ è la magnitudine apparente prevista della chioma della cometa
H₀ (a volte indicato anche come M₀) è uno dei due parametri che caratterizzano la formula ed indica la magnitudine totale che avrebbe la cometa ponendola ad 1 Unità Astronomica di distanza dal Sole ed immaginando di osservarla da una distanza sempre di 1 U. A.; questo parametro è indice della luminosità intrinseca dell'oggetto.
D è la distanza Terra-Cometa espressa in Unità Astronomiche
n è il secondo parametro che caratterizza la formula ed indica quanto aumenta la luminosità della cometa al variare della sua distanza da Sole; quando non si hanno dati sufficienti si assume n=4.
r è la distanza Sole - Cometa espressa in Unità Astronomiche

Per semplicità, non essendo possibile conoscere a priori il comportamento fotometrico di una cometa, si assume che questa si evolva in modo regolare, senza variazioni nei parametri utilizzati nella formula.
Di fatto le comete mostrano generalmente di non seguire un andamento regolare e risulta quindi evidente la difficoltà di effettuare previsioni a lunga scadenza su oggetti così imprevedibili.

Per le comete nuove i parametri da utilizzare vengono ricavati dalle prime osservazioni fotometriche, quindi da un campione limitato di dati e con un largo margine d'incertezza. Le previsioni di luminosità calcolate in questo modo non vanno mai considerate come rigorose, ma servono solo a livello indicativo per programmare le osservazioni.

La luminosità effettiva potrà scostarsi anche di molto da quella teorica per diversi motivi. Anche lo strumento, la tecnica di osservazione e gli eventuali filtri possono avere il loro peso sulla magnitudine osservata.
Non dimentichiamo poi che oggetti diffusi come le comete risentono molto della brillanza del cielo e dell'estinzione atmosferica, come si è potuto constatare proprio nel corso dell'apparizione della 1999 S4; nonostante abbia superato la magnitudine 7 molti non sono riusciti ad osservarla proprio per la sua scarsa elevazione sull'orizzonte.

La posizione in cielo della cometa Linear 1999S4:   Giugno   Luglio   Agosto   2000

Copyright immagini:

Figure 1, 2, 3, 4, 5, 6: Rolando Ligustri (C.AS.T.)
Immagine linkata 0027y: dalla Press-release 00-27 (cortesia Hubble Space Telescope Science Institute) Curva di luce della cometa 1999 S4 elaborata da Stefano Foglia (su dati di vari osservatori)