In passato, le comete

Monsieur Babinet prévenu par sa portière de la visite de la comête
Plate 556 from Actualités in le Charivari September 22 1858. Artist Honoré Daumier (French, 1808–1879). Bequest of William Perkins Babcock, Digital Image Resources, Museum of Fine Arts, Boston

Le comete hanno sempre rappresentato per l’uomo un evento particolare, considerato a volte portatore di buoni, o più spesso, di cattivi presagi. Tanti, ancora oggi, si chiedono se effettivamente portino sfortuna, o se in qualche modo abbiano potuto influire sulla vita del nostro pianeta. Nonostante questi corpi celesti si siano presentati frequentemente nei nostri cieli durante i cinquemila anni di storia documentata dell’essere umano, solamente negli ultimi secoli è stato possibile attribuire a tali corpi un significato scientifico.

Nella storia le comete sono state associate a grandi battaglie e a catastrofi naturali, scaricando su di esse quanto di malvagio poteva esserci in momenti particolari, caratterizzati da un’elevata tensione emotiva. A posteriore, possiamo in questo fatto riconoscere un vantaggio: forse, se non ci fossero state battaglie o catastrofi, alcune comete non sarebbero mai state registrate.

Più serio è invece l’argomento che riguarda l’influenza delle comete sulla vita del nostro pianeta, una questione molto dibattuta. Infatti, lo studio delle età dei crateri da impatto sulla crosta terrestre e di eventi paleontologici singolari, quali la scomparsa dei dinosauri 65 milioni di anni fa, ha suggerito l’ipotesi che il violento impatto di una cometa con la Terra potrebbe aver provocato, con una catena di conseguenze non del tutto note, quella e altre estinzioni di massa.

Se in passato le comete hanno influito nella storia della Terra e dell’uomo, ai nostri giorni, il passaggio di una grande cometa suscita oltre all’interesse di astronomi e astrofili, anche la curiosità di una larga parte dell’opinione pubblica. È sicuramente un evento affascinante la comparsa in cielo di un oggetto diffuso e brillante con una lunga scia luminosa: il passaggio di una cometa è anche un grande spettacolo della Natura.

Rappresentazione artistica di una cometa che proviene dalla Nube di Oort. Illustration credit: ESO/L. Calçada.

Nel 1950 l’astronomo olandese Jan Oort ipotizzò l’esistenza di una estesa nube di corpi cometari orbitanti intorno al Sole, la periferia del nostro Sistema Solare. Ancora oggi, in realtà, non è stata stabilita con certezza l’effettiva esistenza della Nube di Oort, ma gli indizi indiretti sono così numerosi da considerare l’esistenza di tale struttura abbastanza consolidata. Infatti, in primo luogo, sono stati scoperti un gran numero di corpi trans-nettuniani, corpi che orbitano al di là dell’orbita di Nettuno, una fascia di corpi che viene definita la Fascia dei Edgeworth-Kuiper. In secondo luogo, oggi è possibile osservare intorno ad altre stelle, sistemi fatti di materiali, polveri e gas che sono l’ingrediente primordiale per la formazione dei corpi cometari e abbiamo ragione di pensare che, ai tempi della sua formazione, il nostro Sole non abbia fatto eccezione in questo senso.  Ma l’evidenza più importante e più convincente rimane il fatto che noi possiamo osservare un numero rilevante di comete di lungo periodo in orbita quasi parabolica, che devono provenire da regioni estremamente periferiche del Sistema Solare, valutata tra i 20 000 UA e i 60 000 UA, o forse più.

“I vecchi e le comete sono sempre stati venerati per una stessa ragione: hanno la barba lunga e la pretesa di predire gli avvenimenti”. Johnatan Swift, Opere

 

Parisiens incredules, plate 394, illustration from ”Le Charivari’ – Honoré Daumier

Gli antichi avevano idee molto confuse sulle comete. In effetti, erano sbagliate anche quelle che avevano sugli altri corpi celesti. Ma per quanto riguardava il Sole, la Luna, i pianeti e le stelle, erano riusciti un po’ alla volta, a metterle in ordine collocando tutti questi corpi in un sistema del mondo che, pur se lontano dalla realtà, perlomeno spiegava le apparenze. Così vivevano soddisfatti, anche perché erano convinti che ciò che vedevano fosse proprio la realtà e che il sistema del mondo da essi costruito ne fosse la più logica rappresentazione.

Image credit: José A. Peñas / SINC.

Le comete, invece, col loro improvviso apparire, col loro sparire nei raggi del Sole o affievolendosi a poco a poco nel cielo notturno come se si consumassero e svanissero, con l’irregolarità e la bizzarria dei moti anche fuori della fascia zodiacale, percorsa dai pianeti, con le strane chiome variabili da una notte all’altra per forma, lunghezza e splendore, li confondevano completamente. Erano disorientati, a un punto tale da non riuscire a capire neppure se appartenevano al cielo o alla Terra, cioè come diremmo meglio oggi, se erano oggetti astronomici o fenomeni temporanei dell’atmosfera, magari puramente ottici.

La sbagliata conoscenza delle comete aveva condotto a immaginare che possedessero caratteristiche e poteri che non avevano. D’altra parte, attribuendo poi alle comete anche influenze di tipo astrologico, ci si allontanò ancora di più dalla conoscenza della loro natura e dalla possibilità di poterla scoprire.

Aristotele, come la maggior parte dei filosofi greci, aveva dato una spiegazione errata, ma scientifica. Le comete appartenevano al mondo sublunare e avevano pure influenze meteorologiche: anche in questo senso il discorso rimaneva scientifico. Con la successiva attribuzione di influenze astrologiche si avanzò nell’errore. I presunti influssi si ritenevano governati da regole celesti, cosa che dava ancora alle previsioni almeno una parvenza di scientificità. Ma il campo si era allargato portando a conseguenze che non avevano più nulla a che fare con la natura delle comete, neanche con quella allora presunta. Questa nuova visione giunse rapidamente a conoscenza di tutti e non fu solo recepita, ma ulteriormente trasformata.

Le comete che un tempo erano state considerate come segno non solo di cattivo ma anche di buon augurio, diventarono essenzialmente sinistre. Questa trasformazione si ebbe per molteplici motivi:

  1. per una tradizione orale imprecisa, tramandata dai vecchi che avevano visto una o più comete, ai giovani o giovanissimi, che non ne avevano vista nessuna;
  2. per l’immaginazione che faceva vedere nelle comete aspetti e particolari che non esistevano;
  3. per il ricordo, che col tempo ingigantiva sempre di più ciò che si era visto o creduto di vedere.

Le influenze attribuite all’astrologia si diffondevano tra il popolo incolto, si trasformavano, si accrescevano. Le regole che interpretavano queste influenze furono sostituite da credenze incontrollate e terrori irragionevoli. In breve, dall’astrologia si cadde nella superstizione. Il popolo cominciò a fare i collegamenti più disparati, tramandandoli o inventandoli nei secoli. Alcune descrizioni scelte a caso da un almanacco popolare del 1668 (una delle tante edizioni dell’Almanacco Perpetuo Benincasa) illustrano questo stato di cose meglio di qualsiasi spiegazione.

728

In Costantinopoli fu grande pestilenza, che tolse la via a più di trecentomila persone e si veddero due gran Comete che l’una andava la mattina avanti il Sole e l’altra lo seguiva la sera, e in Brescia nacque un fanciullo con due denti.

984

In Italia fu gran cometa, e la fame e la peste l’oppressò; e vi levò molta gente; in Fiandra si vide un gran serpente volare per l’aria, e in Genova un cavallo parlò, in Pisa veduti huomini con effigie di cane.

[Non vi furono comete, solo l’apparizione di una stella in pieno giorno, quasi certamente, più che una stella, il pianeta Venere].

1019

Imperando Ottone III l’anno 1019 nel mese di giugno a hore 9 si vide una cometa e travi ardenti in Cielo, e poi apparve una figura grandissima di Serpente con terremoto, Ottone ordinò che all’Impero non succedesse il figliuolo, ma si facesse per elettione.

1316

In Milano si videro molte statue per l’aria volare, e si sentirono voci spaventevoli, e nell’aria si vidde gran fuoco a somiglianza d’una gran galera, in Costantinopoli furono vedute tre lune, e tre Comete, tre mesi, e la fame, e la peste fecero gran danno in molti paesi.

[Secondo le cronache dell’epoca le comete furono due, o forse una sola].

1526

Si vide una cometa in forma di spada, qual durò dalli 13 d’Agosto fino li 6 di Settembre, e essendo rotto il Re d’Ungheria da Turchi, e volendo fuggire s’affogò in un fiume paludoso, e i Turchi seguendo hebbero la vittoria, e presero Buda città d’Ungaria. Carlo V si maritò con Isabella d’Austria sorella del Re di Portogallo.

Cosa avrebbe causato la cometa di Halley al suo passaggio nel 1910. Crediti e copyright: http://www.wordcraft.net/comets5.html

Secondo una leggenda diffusasi dopo il XVI secolo nell’anno Mille ci si aspettava la fine del mondo e tutti vivevano nell’incertezza, nel timore, nell’attesa. A proposito dell’Anno Mille, A. G. Pingrè, raccogliendo e riassumendo antiche cronache, così scriveva nella sua Cometographie:

«Essendosi aperto il cielo, cadde sulla terra una specie di fiaccola ardente, lasciando dietro di sé una lunga traccia di luce, simile ad un lampo. Il suo splendore era tale che atterrì non solo quelli che erano nelle campagne ma anche chi era stato chiuso nelle case. Mentre questa apertura del cielo si chiudeva insensibilmente si vede la figura di un drago con i piedi blu e con la testa che sembrava crescere».

Questa cometa, nonostante si affermi che fu vista per nove giorni, sembra proprio che non sia esistita. Alcune comete, infatti, furono reali mentre altre furono solo il frutto della fantasia e della paura, facendole vedere come spade, pugnali, in generale come oggetti di morte. Oltre che apportatrici di calamità, le comete furono considerate infatti segni del cielo con i quali Dio comunicava agli uomini e messaggere della morte di re o potenti.

In qualcosa del genere avevano sempre creduto sia il popolo che molti re il cui orgoglio era lusingato dal fatto che il cielo partecipasse in qualche modo alla loro nascita o alla loro morte. Ma se è vero che Nerone le temeva e cercava di stroncare dal suo capo il cattivo presagio mandando a morte altri “grandi”, è anche vero che quando nell’anno 79 apparve una cometa, l’imperatore Vespasiano, pur essendo prossimo alla morte, l’accolse scherzando e disse che riguardava il Re dei Parti, dalla lunga chioma, con lui che era calvo.

Nel Medioevo, invece, questi segni vennero presi in più seria considerazione e oggi abbiamo un elenco di comete che i cronisti di tanti secoli hanno associato alla morte di altrettanti re. Alcune di esse non sono mai esistite, come quella registrata per l’anno 814 in occasione della morte di Carlo Magno. Per le altre la correlazione è solo casuale. In fatti va tenuto presente che a quei tempi i re e i potenti erano molto numerosi e la vita media era molto più breve di oggi, in particolare quella dei re, esposti più degli altri ai pericoli di morte violenta. Inoltre, spesso le due date non coincidono strettamente e troviamo comete apparse fino a tre anni prima che morisse il re del quale avrebbero annunciato la morte. Considerando tutto questo, non era tanto difficile che entro tre anni dall’apparizione di una cometa morisse almeno un re in qualche parte del mondo. Inoltre, spesso apparivano comete ma non moriva nessun re.


Set di tre cartoline intitolate: “Prima, durante, dopo” il passaggio della cometa. Crediti e copyright su: http://www.wordcraft.net/comets5.html

 

Così le comete, sia perché ci si limitava a considerarle solo per i loro influssi, sia perché per molti restavano fenomeni passeggeri del mondo sublunare, non furono osservate da un punto di vista astronomico per tutto il Medioevo. Ma a posteriori possiamo in questo fatto riconoscere un vantaggio: forse, se non ci fossero state battaglie o catastrofi, alcune comete non sarebbero mai state registrate.

Newton e le comete

I calcoli di Edmund Halley e di Isaac Newton nel Seicento diedero sicuramente un assestamento decisivo al concetto di cometa, ma, nonostante le fondamentali scoperte, come quella della loro appartenenza al mondo translunare, queste non furono accettate da tutti. La maggior parte delle persone rifiutava non solo le idee ma negava persino le scoperte. C’era chi affermava che le macchie solari erano non erano sul Sole ma nel cannocchiale, dato che il Sole non poteva essere corruttibile; c’era chi metteva l’occhio al cannocchiale per osservare i satelliti galileiani di Giove e a priori affermava che i puntini luminosi erano dei difetti delle lenti perché solo la Terra poteva essere centro del moto di tutti i corpi, non il Sole. L’interpretazione teologica negava alle comete il potere naturale di provocare disgrazie o anche soltanto di annunciarle. Era Dio che le creava o le faceva apparire quando voleva castigare o chiamare alla penitenza gli uomini, irritato dai loro peccati.

Isaac Newton e le sue principali scoperte raccontate in un disegno.

Nell’ultima parte del terzo libro dei Principia Newton parla delle comete. La visione antica non c’è, il discorso appare moderno, sia per le orbite che per le stesse caratteristiche fisiche. Newton afferma, dimostra o calcola diverse cose.

Prima di tutto che le comete sono più lontane della Luna e si muovono nella regione dei pianeti; poi che orbitano lungo sezioni coniche, cioè ellissi, parabole o iperboli, in cui uno dei due fuochi – ellisse o iperbole – o l’unico – parabola – è al centro del Sole. Le velocità con cui ognuna percorre la propria orbita sono tali che il raggio congiungente il Sole con la cometa descrive aree uguali in tempi uguali, in accordo con la II legge che Keplero aveva trovato per i pianeti.

Newton mostra poi che, osservando una cometa in tre posizioni diverse, si può ricavare un’orbita parabolica lungo un tratto della quale appare muoversi la cometa.

Com’è noto, le paraboli e le iperboli sono curve aperte; una cometa che percorre un’orbita di questo tipo passa solo una volta vicino al Sole e alla Terra, poi si allontana nello spazio interstellare e non torna più. Perché una cometa torni periodicamente, deve percorrere un’orbita ellittica, cioè chiusa. Va considerato però, che in prossimità del Sole le orbite dei tre tipi sono pressoché coincidenti. Finché non ci si allontana a grandi distante non c’è molta differenza tra un’orbita parabolica e una ellittica ad alta eccentricità e grande asse maggiore. Per questa ragione, il calcolo di prima approssimazione si può effettuare con un’orbita parabolica e ciò è conveniente da un punto di vista pratico perché le orbite paraboliche sono molto più facili da calcolare.

La cometa del 1680. Photo by Oxford Science Archive/Print Collector/Getty Images

Newton fu in grado, con un metodo geometrico, di ricavare il tratto osservabile di un’orbita cometaria e lui stesso applicò tali risultati alla cometa del 1680, che fu così la prima cometa per la quale l’orbita venne calcolata applicando la Legge di Gravitazione Universale. Il tratto ricavato geometricamente riusciva a spiegare molto bene quello osservato. Le comete da questo momento in poi divennero oggetti con orbite ellittiche, paraboliche o iperboliche. Fu così che Newton e Halley furono in grado di intuire il fatto che se per due comete osservate in epoche differenti gli elementi orbitali che caratterizzano ogni singola orbita cometaria fossero stati gli stessi, allora non si sarebbe trattato di due comete distinte ma della stessa apparsa due volte. La sua orbita doveva essere di tipo ellittico e dalla differenza tra le due dati dei passaggi al perielio si poteva ricavare immediatamente il periodo del suo passaggio. Utilizzando successivamente la II legge di Keplero (il raggio vettore che unisce il Sole col pianeta descrive aree uguali in tempi uguali) si potevano ottenere la distanza media dal Sole, la forma e l’estensione dell’intera ellisse. Metodo apparentemente facile, ma in pratica terribilmente difficile. Mancavano, infatti, misure e osservazioni precise per la quasi totalità delle comete osservate; i calcoli relativi ad ogni cometa erano lunghi e complessi dato che a quel tempo non c’erano calcolatori o computer in grado di semplificare il problema. Ma la posta in gioco era molto alta. Dimostrare il loro ritorno significava dimostrare che alcune facevano parte del Sistema Solare; che la teoria di Newton della Legge di Gravitazione Universale era corretta e applicabile ad altri corpi che non fossero i pianeti, per i quali era già stata verificata. Si poteva in questo modo prevedere il moto di altri corpi visibili solo per un piccolo tratto dell’orbita che, tornando al momento previsto, avrebbero confermato la validità di tutto il percorso invisibile, accessibile solo al calcolo matematico. Anche se si fosse trovata una sola cometa di questo genere, sarebbe stata una scoperta straordinaria. E fu E. Halley che riuscì a compiere tale scoperta.

Edmund Halley in un ritratto giovanile. (1687). Copyright: Public domain.

Il 23 agosto 1682 fu vista una cometa nella Francia meridionale. Halley ne calcolò gli elementi orbitali con l’approssimazione parabolica utilizzata da Newton con la cometa del 1680. Calcolò anche gli elementi orbitali di qualche altra cometa e li confrontò. Iniziò così a sospettare che la cometa del 1682 fosse già apparsa nel nostro cielo ma per confermare tale ipotesi erano necessarie altre osservazioni. Nel 1705 Halley presentò alla Royal Society di Londra la sua Astronomiae Cometicae Synopsis che venne poi pubblicata nelle Philosophical Transactions. In questo trattato Newton mostrava al mondo i suoi calcoli su 24 comete apparse tra il 1337 e il 1689 e per le quali era riuscito a raccogliere un buon numero di osservazioni abbastanza precise. Il suo sospetto di una decina di anni prima, ossia che la cometa del 1682 doveva essere già apparsa in precedenza era ben fondato.

Dato che i tempi astronomici sono estremamente lunghi rispetto alla vita umana occorre osservare, registrare e attendere per osservare ancora. Tutto questo deve essere fatto da intere generazioni di astronomi e di conseguenza il lavoro di un astronomo non è mai isolato nel tempo, ma come diceva Newton, si vive un po’ sulle spalle dei giganti che ci hanno preceduto.

Halley non fu in grado di osservarne il ritorno della cometa del 1607 e del 1682 ma ne predisse il suo ritorno verso la fine del 1758 o all’inizio del 1759.

Se la cometa fosse tornata anche le altre sarebbero dovute tornare. E la cometa tornò. Non la vide un astronomo ma Johann Georg Palitzsch, un agricoltore appassionato di astronomia che viveva in un paese della Sassonia. Riemerse dalle tenebre come un pallido punto luminoso quando, nella notte di Natale del 1758, puntò il suo telescopio di otto piedi verso il cielo. Palitzsch sapeva che si stava aspettando il ritorno della cometa di Halley, ma forse non avrebbe immaginato che sarebbe stato proprio lui il primo a vederla.

La Cometa di Halley sulle rive del Tamigi, vicino alla città di Londra, nel 1759. Dipinto di Samuel Scott.

È bello pensare che tale ritorno sia stato osservato non da un astronomo ma un agricoltore appassionato di astronomia, proprio da chi il cielo in passato lo aveva osservato con occhi diversi.

Le comete dunque non erano fenomeni collegati al suolo terrestre e circoscritti al mondo sublunare ma corpi celesti che si lanciavano nei più ampi circuiti cosmici allora conoscibili. Era facile pensare, infatti, come aveva già detto Halley, che se una cometa era sicuramente periodica, anche altre potevano esserlo. Come potevano essere, dunque, “segni del cielo” o “messaggi divini” corpi che apparivano solo quando il loro moto li portava nelle vicinanze della Terra, indipendentemente da ciò che stava accadendo o per accadere in quel momento sul nostro pianeta? Oltre alla teoria teologica veniva spazzata via anche quella fisica. Sapendo che le comete sono corpi celesti distanti, non si poteva più pensare che fossero dannose come le esalazioni terrestri e i vari fenomeni connessi. Ciò diede all’uomo una maggiore tranquillità e tolse insulse pastoie anche al progresso della medicina. Molti di coloro che credevano che le comete fossero cause di epidemie, pestilenze e guerre erano medici.

L’astro fu seguito dagli astronomi. Alla metà di febbraio scomparve nei raggi del Sole, passò al perielio il 13 marzo, riapparve all’inizio di aprile, ben visibile a tutti come una stella di prima magnitudine seguita da una coda che, nei momenti di massimo sviluppo e nei luoghi dai quali fu osservata meglio, fu stimata lunga quasi 50 gradi. Poi si indebolì e, ai primi di giugno, scomparve.

Il calcolo dell’orbita eseguito dalle osservazioni condusse agli elementi orbitali trovati da Halley; il passaggio al perielio si era verificato entro il limite di incertezza calcolato e annunciato da Clairaut. Non c’era più alcun dubbio: si trattava della stessa cometa apparsa nel 1531, nel 1607 e nel 1682, che ancora una volta, era tornata a passarci vicina. La scienza trionfava tra la gioia di chi aveva tanto lavorato e sofferto alla ricerca della verità e lo stupore degli altri.

67P/Churyumov-Gerasimenko, immagine del nucleo ripresa dalla sonda dell’ESA Rosetta, in particolare dal NAVCAM, il 19 settembre 2014 a 28,6 chilometri dal centro della cometa.

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Informazioni su Sabrina Masiero

Direttore Responsabile della Didattica e Divulgazione presso la Fondazione GAL Hassin-Centro Internazionale delle Scienze Astronomiche, Isnello, (Palermo) e associata INAF-Osservatorio Astronomico di Palermo. Ho lavorato presso INAF-Osservatorio Astronomico di Padova e la Fundaciòn Galileo Galilei, FGG-Telescopio Nazionale Galileo, La Palma, Isole Canarie nell'ambito dei pianeti extrasolari.

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