Introduzione

Il 22 marzo 2000 alle 22:15 TMEC (21:15 TU), un bolide di magnitudine apparente compresa fra –6 e –10 è stato osservato nei cieli dell'Italia settentrionale. Secondo le consuetudini internazionali, il bolide ha ricevuto la sigla IT20000322: le prime due lettere identificano il paese in cui è stato osservato (in questo caso l'Italia), le prime quattro cifre indicano l'anno (2000), la quinta e la sesta cifra il mese (marzo, 03) e le ultime due il giorno (22).

La sera del 22 marzo il cielo dell'Italia settentrionale era sgombro da nubi (vedi Fig.1) e il bolide è stato osservato da parecchi testimoni occasionali, finendo anche sui giornali delle cronache locali che, come di consueto, ne hanno parlato a sproposito [1], [2]. L'ITAlian Superbolide Network, grazie all'opera di Labanti, ha raccolto alcune osservazioni visuali, sufficienti per stabilire la traiettoria in atmosfera del bolide. In quest'articolo sono esposti i risultati dei calcoli.
 

Fig.1 – Immagine IR dell'Italia ripresa dal satellite Meteosat7 il 22 marzo 2000 alle 12 TU, 9h 15m prima che il bolide solcasse il cielo. Notare la quasi totale assenza di nubi.

Le osservazioni

Come sempre la parte più difficile del lavoro è stata la raccolta delle osservazioni. Tutte quelle raccolte da ITASN sono di carattere visuale (vedi Tab.1).

Tab.1: le osservazioni d'IT20000322 raccolte da ITASN.
 

N	Osservatore	Località	Az in.	h in.	Az fin.	h fin.	Durata	Diam. ap.	mv
1	A. Brunati	Gerenzano (Va)	143°	50°	160°	44°	5s	---	-6
2	F. Giovannini	Scandicci (Fi)	300°	18.5°	302°	7°	4s	0.15°	-10
3	R. Peruta	Trezzo sull'Adda (Mi)	170°	25°	190°	18°	7s	0.2°	---

Az in/fin sono gli azimut dei punti iniziali e finali della traiettoria, analogamente h in/fin sono le altezze iniziali e finali sull'orizzonte. Dalle osservazioni di Gerenzano e Trezzo risulta che il bolide si è frammentato ed è questo punto che è stato preso come quello finale della traiettoria. Nessuna frammentazione è stata osservata da Scandicci. L'osservazione n.1 è stata raccolta da Comolli, mentre la n.2 da Rosati. Le misure d'altezza e azimut delle osservazioni n.2 e 3 sono state eseguite con dei rudimentali teodoliti entro qualche giorno dalle osservazioni.

Elaborando i dati si trova che le osservazioni di Gerenzano e Trezzo sono in contraddizione l'una con l'altra. Infatti le altezze osservate da Gerenzano hanno valori più elevati di quelli osservati da Trezzo e questo porta a stimare delle quote negative! Probabilmente questa discrepanza è da attribuire al fatto che l'osservatore di Gerenzano si trovava in automobile al momento dell'osservazione, questo può avere portato alla sovrastima delle altezze. Che l'altezza stimata da Gerenzano sia eccessiva risulta anche da una stima d'altezza del bolide fatta da Campo dei Fiori (Va), dove risulta compresa fra 15 e 20° su tutta la traiettoria, in buon accordo con Trezzo (purtroppo nell'osservazione di Campo dei Fiori risultano del tutto assenti le misure d'azimut). Per questo motivo l'osservazione n.1 non è stata considerata nei calcoli della traiettoria.

La traiettoria in atmosfera

Considerando le osservazioni n.2 e 3 di Tab.1 si ottiene la traiettoria riportata in Fig.2 [3]. Proiettandola sulla superficie terrestre il punto iniziale risulta a 44.3° N e 9.8° E (a nord di La Spezia), mentre il punto finale si colloca a 44.6° N e 9° E (a sud-est di Novi Ligure).

Fig.2 – La traiettoria d'IT20000322 (la striscia rossa) proiettata sulla superficie terrestre. I punti neri vicino alla traiettoria del bolide rappresentano i punti individuati dagli osservatori di Trezzo e Scandicci.

La lunghezza della traiettoria proiettata al suolo è di circa 80 km, l'azimut è di 300°. La quota del punto iniziale risulta di 71 km s.l.m., mentre quella del punto finale si colloca a 25 km. La pendenza della traiettoria sulla superficie terrestre è di 30° con il piano orizzontale. In Fig.3 è riportata la traiettoria nel piano orizzontale: a partire dal punto iniziale la retta interpolante della quota, in km, risulta q=71-0.6 l, dove l è la distanza orizzontale a partire dal punto iniziale. Il coefficiente di correlazione della retta risulta di –0.9982, un valore estremamente buono che assicura una correlazione non casuale fra i punti rappresentativi delle quote.

Fig.3 – Andamento della quota d'IT20000322 in funzione della distanza orizzontale dal punto iniziale.

Dal punto di frammentazione osservato da Trezzo la quota risulta di 36 km. Lo stesso fenomeno di frammentazione non è stato osservato da Scandicci, nonostante i calcoli indichino che il punto finale di Scandicci sia posteriore al fenomeno. Questo può essere dovuto a varie cause, come l'altezza del bolide troppo bassa per osservare i frammenti (solo 7°), oppure una frammentazione del bolide nel piano verticale che non ha favorito Scandicci a causa dell'obliquità della visione (vedi Fig.2). Nessun rumore è stato udito dagli osservatori dopo la frammentazione del bolide, mentre alcuni racconti riportati dai giornali parlano di persone abitanti a La Spezia che hanno udito un boato alcuni minuti dopo il passaggio del bolide.

Il radiante apparente (cioè non corretto per i moti della Terra) del bolide cade alle coordinate equatoriali a =13.2h=198°, d =2.5°. Questo punto si colloca nella costellazione della Vergine e non coincide esattamente con il radiante di nessuno sciame conosciuto. Il radiante meteorico più vicino è quello delle Theta Virginidi, che il 22 marzo 2000 si collocava alle coordinate a=13.05h=196°, d =-2.6° a circa 5° di distanza dal radiante del bolide.

Dai valori del diametro apparente stimato per la testa del bolide si ricava un diametro di circa 200÷300 metri per la sfera di plasma, mentre dalle stime di magnitudine, adottando un valore medio di –8, si ricava una massa dell'ordine dei 5 kg per il meteoroide. Dai tempi osservati risulta che la velocità media del bolide, sia per Trezzo sia per Scandicci, è di 13 km/s.

La resistenza meccanica del meteoroide

Possiamo utilizzare la quota di frammentazione per una stima della resistenza meccanica del meteoroide che ha dato origine a IT20000322. La resistenza meccanica di un corpo è la pressione massima che riesce a sopportare prima di fratturarsi. Questa quantità, di solito, s'indica con la lettera S e si misura in dine/cm². Il valore di S può dare indicazioni sulla natura del meteoroide. Infatti per un corpo di origine cometaria S=10⁷ dine/cm², per un aerolite S=1-5 10⁸ dine/cm², mentre per una siderite S=2 10⁹ dine/cm².

Il valore di S si ottiene scrivendo il valore della pressione dell'atmosfera sulla parte anteriore del meteoroide. Dopo passaggi matematici elementari e assumendo il modello di atmosfera isoterma si trova [4]:

Dove r₀=0.001293 g/cm³ è la densità atmosferica al suolo, V è la velocità del meteoroide nell'istante della frammentazione, h_break=36 km è la quota di frammentazione, infine H=8 km è l'altezza di scala dell'atmosfera. Va osservato che la teoria della frammentazione dei meteoroidi è tuttora in evoluzione e che le formula (1) è approssimata, comunque l'ordine di grandezza di S dovrebbe essere quello giusto.

Nel nostro caso abbiamo solo una stima della velocità media. Posto V=13 km/s si trova S=2.4 10⁷ dine/cm²: il valore è perfettamente compatibile con un meteoroide di origine cometaria, quindi a bassa densità. Un valore analogo si ottiene impiegando una teoria della frammentazione più complessa [5]. Questo risultato rende assai improbabile che una parte del meteoroide sia arrivato intatto fino al suolo.

Calcolo dell'orbita

I dati visuali raccolti sono stati sufficienti per il calcolo della traiettoria in atmosfera ma non sono molto adatti per il calcolo dell'orbita del meteoroide. Infatti, a prescindere dall'accuratezza delle osservazioni visuali, per avere un'orbita attendibile è necessario conoscere la velocità del meteoroide fuori atmosfera. Purtroppo il valore medio della velocità che abbiamo calcolato non ci consente di risalire con precisione a questo dato. Possiamo ipotizzare che la velocità fuori atmosfera sia stata dell'ordine dei 15÷30 km/s. In questo caso si trovano i seguenti elementi orbitali [3]: a=0.85÷1.56 UA, e=0.34÷0.78, i=0.8°÷9.4°, W =2.56°, w =315°÷300.3°, P=289÷709 giorni. Il perielio risulta compreso fra le orbite di Mercurio e Venere, mentre l'afelio è compreso fra le orbite della Terra e di Giove. Come si vede l'unico dato che non cambia è la longitudine del nodo ascendente perché dipende solo dalla data dell'anno in cui si è osservato il bolide. I limiti superiori degli elementi orbitali non sono molto diversi da quelli delle Theta Virginidi determinati mediante tecniche radio: a=1.306 UA, e=0.807, i=6.4°, W=4.7°, w =312.7°. Nessuna delle comete periodiche ad oggi conosciute ha le caratteristiche adatte per essere il progenitore del meteoroide che ha originato IT20000322.

Bibliografia

[1] La Nazione (ed. locale di La Spezia), 25-03-2000, p.1
[2] La Nazione (ed. locale di La Spezia), 26-03-2000, p.1
[3] Z. Ceplecha, "Geometric, Dynamical, Orbital and Photometric data on Meteoroids from
     Photographic Fireball Network", Bull. Astron. Inst. Czechosl., 38, 222-234, (1987).
[4] L. Foschini, "On the airburst of large meteoroids in the Earth's atmosphere", Astron. Astrophys,
     337, L5-L8 (1998).
[5] V.I. Tsvetkov, A.Ya. Skripnik, "Atmospheric fragmentation of meteorites according to the
      strenght theory", Astronomicheskii Vestnik, 25, 354-371, (1991).