Abstract

La cometa denominata C/2002 C1 è stata scoperta visualmente da Kaoru Ikeya (con un riflettore da 25 cm a 39X) e Daqing Zhang (con un riflettore da 20 cm a 28X) il giorno 1 Febbraio 2002 ( IAU Circular n° 7812) si è rivelata una cometa interessante sotto molti aspetti. Il più rilevante riguarda il fatto che i suoi parametri orbitali sono apparsi subito simili a quelli di almeno due comete storiche: la C/1532 R1 e la C/1661 C1. Non appena i dati astrometrici disponibili sono stati sufficienti B.G. Marsden ha potuto calcolare che molto probabilmente la nuova scoperta era la cometa osservata da Hevelius nel 1661, quindi la C/1661 C1.

Cometa C/2002 C1 (Ikeya-Zhang) 12 Marzo 2002 – Toni Scarmato, Calabria, Italy

Le osservazioni storiche

Dalle osservazioni storiche del 1661 si evince che la cometa ha raggiunto una luminosità che tradotta in magnitudini si aggira attorno alla m1~2, con qualche incertezza su fatto che potesse essere anche più luminosa. Ci si aspettava quindi che anche questa cometa potesse raggiungere una luminosità simile, ma i calcoli fatti con le prime osservazioni pre-perieliche davano una probabile magnitudine massima attorno al valore m1=3.

Naturalmente le condizioni geometriche dell’ultima apparizione non erano rigorosamente le stesse del 1661, anche se non molto lontane, e quindi l’indicazione della magnitudine andava considerata come indicativa.

Era comunque interessante cercare di confrontare le due apparizioni e soprattutto tracciare in modo accurato l’andamento della curva di luce di una cometa cosi’ luminosa.

Si è cercato quindi di stimare correttamente la magnitudine della cometa anche se alcuni fattori come la scarsa elevazione sull’orizzonte, il disturbo della Luna in alcuni periodi e per alcuni osservatori forse anche il cielo non proprio scuro hanno contribuito a rendere difficili le osservazioni. Molti osservatori hanno stimato una magnitudine massima ad occhio nudo pari a 2.8, mentre con il binocolo non è stata superata la magnitudine 3. C’e’ quindi apparentemente una certa discrepanza con le stime della precedente apparizione.

Le stime di magnitudine e il comportamento della cometa

Come si può capire se le stime di magnitudine sono state fatte in modo corretto oppure no? Per le osservazioni storiche sicuramente il dubbio può riguardare più le metodiche osservative che la qualità del cielo. E’ comunque chiaro che ogni osservatore si trova in condizioni che possono essere molto diverse da quelle di un altro osservatore, di conseguenza ci possono essere delle discordanze tra le stime fatte da osservatori diversi anche allo stesso momento. I fattori che incidono di più sulla stima della magnitudine di una cometa sono legati al tipo di strumento utilizzato, alla sua apertura, alle condizioni del cielo, l’altezza sull’orizzonte, questo per quanto riguarda fattori indipendenti dall’osservatore, mentre quelli che dipendono direttamente dall’osservatore sono la capacità di stimare le dimensioni apparenti della chioma (che influisce in modo determinate sulla stima della magnitudine visuale totale apparente), l’abilità ad applicare i vari metodi (In-Out, Out-Out, Metodo di Morris), l’individuazione delle stelle di confronto ricavate da cataloghi attendibili e non per ultima la sensibilità dell’occhio, differente da un individuo all’altro. Considerando un osservatore esperto un errore di un paio di decimi di magnitudine è probabilmente massimo della precisione ottenibile.

La cometa Ikeya-Zhang disegnata osservandola al binocolo 7x50 circa due giorni prima del passaggio al perielio

E’ quindi evidente che è necessario disporre di una rilevante quantità di dati osservativi, possibilmente riferiti ad ogni giorno in modo da avere un controllo incrociato tra diversi osservatori. Questo consente di potere avere un quadro più chiaro ed eventualmente di correggere gli errori sistematici nelle osservazioni. Una curve di luce ben definita permette di mettere in relazione tra loro vari tipi di fenomeni che potrebbero essere correlati, come variazioni morfologiche o nella struttura della coda.

In questo articolo viene esaminata la curva di luce della cometa C/2002 C1 (Ikeya-Zhang) ricavata sia dalle osservazioni riportate nella pagina di International Comet Quarterly, a cura di Daniel Green, e quelli degli osservatori visuali che aderiscono al programma del GOC – Gruppo Osservatori Comete – sigla che identifica da qualche anno il gruppo di osservatori attivi della Sezione Comete dell’Unione Astrofili Italiani. Gli osservatori sono indicati in Tabella I.

N°	Osservatore	N° Osservazioni Visuali	N° Osservazioni CCD
1	A. Giambersio (Potenza, Italy)	8	0
2	T. Scarmato (Calabria, Italy)	64	0
3	D. Tirelli (Sossano, Italy)	18	22
4	S. Baroni (Milano, Italy)	12	0
5	G. Milani (Padova, Italy)	3	1
6	G. Sostero (Remanzacco, Italy)	2	18
7	R. Ligustri (Talmassons, Italy)	0	24
8	G. Arcuri (Palermo, Italy)	5	0
9	M. Martellini (Pedona di Camaiore, Italy)	6	0
10	S. Checcucci (Foligno, Italy)	19	0
11	R. Haver (Frasso Sabino, Italy)	6	0
12	G. Vanin (Seren del Grappa, Italy)	9	0
13	L. Donato (Remanzacco, Italy)	0	3
14	V. Savani (Talmasson, Italy)	0	18
15	M. Giuntoli (Italy)	6	0
16	S. Stomeo (Scorzè, Italy)	2	0
17	F. Zucconi (Lodi, Italy)	2	0
18	G. Degano (Talmasson, Italy)	0	7
19	L. Guatto (Talmasson, Italy)	0	1
20	M.V. Zanotta (Milano, Italy)	5	0
21	P. Beltrame (Talmasson, Italy)	0	4
22	L. Focardi (Italy)	0	14
23	F. Zattera (Malo, Italy)	0	3
24	F. Scarpa (Talmasson, Italy)	0	1
25	M. Zorzenon (Talmassons, Italy)	0	3

La curva di luce

Come accennato in precedenza, oltre ai dati degli osservatori visuali UAI (del settore CCD se ne occupa D. Tirelli), ho usato anche i dati di ICQ di D. Green avendo così in totale ben 800 osservazioni provenienti da tutto il mondo nel periodo che va dal 2 Febbraio al 12 Luglio 2002.

L’arco di tempo considerato è stato quindi completamente coperto e la curva di luce risulta molto ben definita.

Grazie a questo è stato possibile effettuare una interpolazione in modo molto semplice prendendo in esame due punti, opportunamente separati, che rappresentassero l’andamento della curva. Dalla pendenza della curva sono stati ricavati i classici parametri fotometrici n e M0 che indicano rispettivamente la pendenza della curva e la luminosità “assoluta” della cometa ad 1 U.A. dal sole. I risultati evidenziano come i due tratti della curva pre e post-perielica rispecchino un comportamento sensibilmente diverso della cometa. Le equazioni che rappresentano l’andamento medio della curva di luce sono:

m1 = 7 + 10.8 log (r) + 5 lod (D) (prima del perielio)

m1 = 6 + 7 log (r) + 5 log (D) (dopo il perielio)

Se confrontiamo questi due andamenti noteremo come ci sia una sensibile discrepanza con l’andamento fotometrico reale della cometa e come di fatto sia impossibile rappresentare la curva con parametri costanti.

L’andamento calcolato con i primi parametri sembra essere in accordo con le osservazioni fino a circa 15 giorni dopo la data del passaggio al perielio, in seguito è la seconda serie di parametri ad accordarsi bene con le osservazioni. Il fatto di incontrare una differenza prima e dopo del perielio non è un evento raro e spesso il ramo post perielico della curva di luce mostra una pendenza minore. Questo viene spesso correlato al fatto che durante e dopo il perielio la componente polverosa è più appariscente, oppure potrebbe entrare in gioco il riscaldamento del nucleo, che in base alla sua conformazione e composizione raggiunge il massimo con un certo ritardo rispetto al massimo irraggiamento, tuttavia simili interpretazione richiederebbero ulteriori indagini con tecniche osservative più appropriate non essendo possibile discriminare con precisione tra le possibili cause, queste ed altre, dalla sola curva di luce.

In particolare può risultare utile analizzare le dimensioni apparenti e reali della chioma prima e dopo il perielio.

La cometa Ikeya-Zhang disegnata osservandola con il telescopio. Si possono notare

alcuni dettagli del falso nucleo che però non sono stati confermati.

Toni Scarmato, Calabria, Italy

Analisi preliminare dei dati

L’analisi dei valori apparenti ricavati dai reports del GOC e dell’IAU consente di affermare che nella fase pre-perielica la Ikeya-Zhang ha mostrato una forte attività nella emissione di ioni e come si può vedere nella immagine all’inizio dell’articolo il colore della coda era completamente blu. La produzione di polvere è stata molto bassa.

Dopo il perielio, invece, le osservazioni visuali testimoniano l’espansione della chioma che è arrivata anche a 25’ di diametro apparente mentre il grado di condensazione è sceso fino a 0-1 nella seconda metà di Luglio.

Questo significa una buona produzione di polvere, mentre la luminosità totale è rimasta buona con magnitudini attorno alla 8 . Anche la coda di polvere si è resa visibile già alla fine di Maggio.

Andamento delle dimensioni apparenti della chioma e corrispondente valore in Km.

Dopo la veloce espansione post-perielica, la cometa ha avuto qualche aumento di luminosità, ma complessivamente la sua magnitudine è aumentata molto lentamente, rimanendo nel mese di Giugno attorno alla 7.3-7.8, e successivamente attorno alla 8.0 con il dimetro della chioma compreso mediamente tra 8’ e 10’.

Il grado di condensazione è diminuito invece drasticamente, DC~1, facendo si che la cometa anche mantenendo una buona luminosità, appariva molto diffusa anche in telescopi di medie dimensioni. E’ stato quindi difficile seguirla visulamente dalla fine del mese di Luglio in poi.

La C/2002 C1 ripresa il 29 Giugno 2002, mostra già un discreto indebolimento

Toni Scarmato, Calabria, Italy

Conclusioni

La cometa C/2002 C1 (Ikeya-Zhang) è quindi ritornata dopo circa 360 anni a farci visita ed ha mostrato una buona attivtà, raggiungendo la magnitudine visuale attorno al valore m1=3.

La sua coda ha raggiunto una estenzione massima di circa 6 gradi prima del perielio e secondo alcune osservazioni anche 10 gradi dopo il perielio. In linea di massima il su comportamento fotometrico sembra in disaccordo con le osservazioni stroriche che comunque devono essere considerate non molto attendibili alla luce di una serie di fatti oggettivi. In primo luogo gli strumenti utilizzati non erano all’altezza di quelli moderni, mentre le stime di magnitudine si basavano su confronti diretti con stelle di cui però non si conoseva la lumnosità apparente e di conseguenza la stima era molto approssimativa.

In questa ultima apparizione la cometa ha mostrato un comportamento che può essere confrontato con quello di comete che mostrano una abbondante produzione di gas prima del perielio e una discreta produzione di polvere dopo il passaggio alla minima distanza dal Sole. Il comportamento fotometrico è stato quindi influenzato da questi due fattori, e come si può vedere dalla nostra curva di luce preliminare, l’andamento sembra asimmetrico rispetto al perielio. Sono necessarie due curve teoriche per seguire bene l’andamento reale prima e dopo il perielio.

Se si considera il fatto che il fattore 2,5n=10.8 pre-perielio e 2,5n=7 post-perielio con la magnitudine totale rispettivamente Mo=7 e Mo=6, sembrerebbe realmente che la classificazione fatta in passato secondo la quale veniva considerata una cometa ricca di polvere se aveva un basso n (2<n<5), mentre ricca di gas se n è elevato (n>6), non risulta valida in questo caso (Vedi anche G. Milani “Osservare le Comete” da i “Quaderni di l’Astronomia”).

Infatti, il valore di n sembra essersi mantenuto al di sotto del valore 6 quindi dovevamo osservare una cometa ricca di polvere, mentre abbiamo visto che solo dopo il perielio si è notato un aumento della produzione di polvere ma che ha riguardato solo la chioma. Comunque, queste analisi preliminari non consentono di avere un quadro chiaro del comportamento globale della cometa C/2002 C1.

E’ quindi evidente che conclusioni più attendibili possono essere fatte solo dopo una analisi più approfondita che includa il confronto delle osservazioni visuali con quelle CCD e con tutti gli altri dati raccolti tra i quali avranno fondamentale importanza le osservazioni spettroscopiche.