LAS LEÓNIDAS DESDE VENEZUELA EN
1998
Análisis Global de Actividad
Antonio
Martínez Picar
Sociedad
Universitaria de Astronomía
Resumen
Con un total de 3826 registros de meteoros realizados
por 33 observadores venezolanos durante 52.4 horas de observación, se realizó
un análisis global de actividad de la lluvia de las Leónidas durante 1998. La
máxima actividad observada en Venezuela ocurrió en el intervalo comprendido
entre 234.682º y 234.731º de longitud solar (eq. 2000.0) con una THZ de 200±16.
El perfil de flujo de meteoroides obtenido sugiere la presencia, en el interior
del enjambre, de un componente rico en pequeñas partículas recientemente eyectadas
por el cometa progenitor, y que, probablemente, sea el responsable de las conocidas
tormentas.
Introducción
La lluvia de meteoros de las Leónidas se ha convertido en una
de las más dinámicas conocidas hasta el momento pues ha presentado sensibles
cambios de un año a otro. Este hecho brinda una oportunidad única de conocer
la evolución de los enjambres meteóricos. Hasta el año de 1994, la lluvia de
meteoros de las Leónidas presentaba un máximo de actividad centrado alrededor
de los 235.25º de longitud solar (lambda -referida siempre a eq. 2000.0-),
correspondiente al 17 de Noviembre (aproximadamente), con valores máximos de
Tasa Horaria Zenital (THZ) de alrededor de 20 meteoros por hora (met/h).
Es en 1995 cuando la lluvia presenta el primer incremento brusco de actividad
llegando a los 43 met/h al rededor de lambda=235.3º (MacRobert, 1996). Para
1996, la lluvia incrementa nuevamente su actividad máxima, alcanzando los 86
met/h en lambda=235.17º y, además, presenta un segundo pico ubicado en lambda=235.4º
con una THZ de 45 met/h (Brown et al., 1997).
En 1997, a pesar de los inconvenientes causados por la presencia de la lluna
llena en la fecha del máximo, se determinó nuevamente la presencia de dos picos
de actividad ubicados en lambda=235.22º y lambda=235.45º con THZs de 96 y 85
met/h respectivamente (Arlt et al., 1998a).
Durante los días
comprendidos entre el 15 y el 21 de Noviembre de 1998, los astrónomos no
profesionales del país se incluyen definitivamente en el esfuerzo promovido
por el International Leonid Watch (ILW), cuya principal misión es la
de llevar a cabo el primer seguimiento científico mundial de esta histórica
lluvia que tanto ha influído en la astronomía de meteoros. Los observadores
que tuvieron la suerte de contar con cielos despejados no fueron defraudados
pues las Leónidas brindaron un hermoso espectáculo lleno de bólidos de
excepcional brillo (algunos de mag. -15!) y estelas persistentes
(de hasta 25 minutos de duración) que decoraron la bóveda celeste en las horas
anteriores al máximo predicho por los astrónomos. Cabe resaltar que, definitivamente,
no se detectó la esperada tormenta; sin embargo, la actividad máxima
alcanzó el nivel de subtormenta, mostrando una THZ máxima de 200 met/h
Hasta el día 15
de Enero de 1999 se logró recopilar, en la Sociedad Universitaria de Astronomía
(SUNA) -organismo que ejerció la función de "centro coordinador" de la campaña-,
una base de datos con un total de 3826 meteoros registrados durante 52.4 horas
de observación llevadas a cabo por 33 observadores de todo el país. A continuación,
se presenta la lista de los observadores contribuyentes y la Sociedad u Organización
a la que pertenecen:
Marcos
Hostos y Shirley Romero (ACA); Katherine Viera (ALDA); Sami Rozembaum (CEDA); Jasmel
Acosta, Claudia Colonnello, Pedro Correa, Juán Fernández, Rómulo Liporacci y
Beriozka Rodríguez (CEDA -San Antonio-); Carlos Lander, Edgar Lander, José Nuñez,
Heimdall Otero, Jesús Otero, Ricardo Salamé y Marcos Verde (Contacto con el
Universo); Orestes Manzanilla (GUIA);Arnaldo Arnal y Andrés Valencia (Observatorio
Arval); Christian Castillo (The Planetary Society -capítulo zuliano-); Magaly
Acosta, Marlene García, Lesly Quijano, Víctor Quijano, Jasmín Rengifo, Jamileth
Rengifo y Dionisia Tunguj (Red de Observadores del Universo); Franklin Vásquez
(SAMAR); Tobías Arias (SOVAFA); Juan José Downes, Suyin Perret-Gentil y Antonio
Martínez (SUNA)
Un aspecto importante
que merece ser resaltado es el hecho de que la lluvia fue observada a lo largo
de una buena parte del territorio nacional, recibiéndose reportes de observaciones
realizadas desde las siguientes localidades:
Safari
Carabobo (Edo. Carabobo); Adícora (Edo. Falcón); Serranía de los Morichales
(Edo. Guárico); Bobare y Palo Verde (Edo. Lara); Los Teques, San Antonio, Parque
Nacional El Avila, Sartenejas y Zona Metropolitana de Caracas (Edo. Miranda);
Punta de Piedras (Edo. Nueva Esparta); Anare y Quebrada Seca (Edo. Vargas),
Maracaibo (Edo. Zulia).
El objetivo central
de este trabajo es llevar a cabo un análisis global de todos los registros visuales
disponibles para caracterizar el comportamiento de la lluvia y obtener una descripción
física del enjambre.
Análisis de los Registros
Relación
Poblacional
La mayoría de
las observaciones se concentran en la noche del 16 al 17 de Noviembre y es allí
donde se posee la mayor cantidad de estimaciones de magnitud (333 meteoros).
Podemos intentar dividir estos datos para obtener tres valores de Relación
Poblacional (r) durante la noche en cuestión. Las observaciones realizadas
en otros días son insuficientes y no cumplen los requisitos mínimos para aplicarles
el análisis correspondiente (Koschack et al., 1990b). Sin embargo, a manera
ilustrativa, podemos incluir dichos datos en el análisis para tener una
idea de la variación en el tiempo de la distribución de masas de los meteoroides
del enjambre. En la figura 1 aparece el perfil de r según lo explicado
anteriormente.
Figura
1: Perfil ilustrativo de la relación poblacional de las leónidas durante
1998 obtenido a partir de las observaciones realizadas en Venezuela.
Como consecuencia
de lo anterior, se observa que los errores asociados a cada punto del gráfico
son realmente elevados, sin embargo dicho gráfico nos permite apreciar la evolución
de r en el tiempo. En los puntos inicial y final del gráfico, podemos
observar la presencia de valores superiores a 2.5, y en el intervalo centrado
alrededor de lambda=234.75º (cercano al período de máxima actividad registrada
sobre Venezuela), el valor se encuentra alrededor de 1.4. Valores de r
cercanos a la unidad significan, prácticamente, la ausencia de meteoros débiles;
cosa que refleja la lluvia de bólidos observada durante esa noche. Los valores
bajos de r indican la presencia de partículas de mayor masa, las cuales
han superado las perturbaciones gravitatorias y el efecto Poyting-Robertson,
y que, usualmente, se asocian con partículas viejas, eyectadas hace mucho
tiempo por el cometa progenitor. Los valores elevados, contrariamente, están
asociados a partículas recientes, cuya masa es menor y que fueron eyectadas
hace apenas una o dos revoluciones cometarias. La presencia de valores elevados
de r al principio y al final del gráfico reflejan que las partículas
de menor masa (más suceptibles a las razones expuestas anteriormente) se han
desviado mayormente de su órbita original y por ello se ven alejadas del centro
del enjambre. Por otro lado, si la causa de las tormentas es la presencia de
abundante cantidad de partículas recientemente expulsadas por el cometa 55P/Temple-Tuttle,
el perfil de r debería presentar un incremento de muy corta duración
ubicado en algún punto intermedio del gráfico. Se puede concluir que desde Venezuela,
definitivamente, no se detectó la presencia dicho incremento en r.
Con el objetivo
de aumentar la confiabilidad de los resultados, se pueden agrupar todos los
registros de la noche del 16 al 17 de Noviembre y hacer un único cálculo de
r para dicho período. Los registros de las demás noches de observación
no son procesables por la escasez de datos. Vale la pena enfatizar la importancia
que tiene la determinación de este parámetro, que es la base sobre la cual se
realizarán los siguientes análisis. Finalmente, se concluye que el valor de
la relación poblacional alcanzado por la lluvia de las leónidas durante 1998
para el período comprendido entre 234.682º y 234.847º de longitud solar (17
de Noviembre, entre las 5h 35m y las 9h 32m TU) es r=1.41±0.25
Perfil de Actividad
Con el fin de aumentar la confiabilidad de los resultados de
este análisis, solamente se utilizaron aquellos períodos observacionales realizados
con el radiante a más de 20º de altura y cuyo factor de corrección total por
magnitud límite, cielo cubierto y altura del radiante no excediera el valor
de 5. Ahora bien, el cálculo de THZ podría verse afectado por desviaciones en
el factor de corrección zenital , cuyo valor geométrico es sen-1
hR, siendo hR la altura del radiante. Dichas
desviaciones se reflejan sobre el exponente de la expresión anterior, el cual
podría tomar valores un poco mayores o menores a la unidad. Sin embargo, hasta
el momento no se tienen pruebas concretas de que dicho exponente zenital
, para el caso de las Leónidas, sea distinto de 1.0 (Arlt et al., 1996), por
ello, éste será el valor asumido en los cálculos de este informe. Una manera
de reducir los errores sistemáticos en este sentido sería utilizar solamente
observaciones realizadas con el radiante a más de 50º de altura; pero si se
hace esto, serían muy pocos los períodos disponibles para la obtención del perfil
de THZ.
Para calibrar
las THZs individuales, se hace indispensable la determinación precisa
de la Magnitud Límite Estelar (MALE) y del porcentaje de cielo cubierto
(dentro del campo de visión, exclusivamente). Por otro lado, con el objeto de
incluir en este análisis las THZs de las observaciones realizadas en los días
anteriores y posteriores al 17 de Noviembre, se utilizaron los valores de
r obtenidos por la International Meteor Organization (IMO) y publicados
en el Boletín Nº 13 del ILW (Arlt, 1998b).
Aplicando el método
de análisis propuesto por IMO (Koschack et al., 1990b) a la suma de 1095 leónidas
registradas en 14.93 horas por una total 10 observadores, se obtuvo el perfil
de actividad que aparece en el gráfico de la figura 2.
Figura
2: Perfil de Tasa Horaria Zenital de la lluvia de las Leónidas durante 1998
obtenido a partir de los reportes realizados por los observadores contribuyentes.
Resalta la escasez
de datos en los días anteriores y posteriores al 17 de Noviembre -especialmente
los días 18 y 19 de los cuales no se tienen reportes de observación disponibles-.
Se puede apreciar que la THZ de la lluvia, en los días anteriores al máximo,
no supera los 20 met/h (nivel de actividad habitual de esta lluvia). Sin embargo,
es notable el abrupto pico de actividad registrado durante la noche del 16 al
17 de Noviembre donde se alcanzó una THZ máxima de 200±16 en lambda=234.706º
(17 de Noviembre a las 6:10 TU). Lo abrupto del pico alrededor del máximo, indica
que no sería adecuado utilizar esta lluvia para la determinación de los coeficientes
de percepción de cada observador.
Durante el período de actividad de las Leónidas -14 al 21 de
Noviembre-, se registraron meteoros provenientes de las corrientes de las Táuridas
(Norte y Sur) y las Alfa Monocerótidas (según el catálogo de IMO), y, por supuesto,
del llamado fondo esporádico. Por ello resulta de vital importancia la
clasificación de los meteoros pertenecientes a la lluvia para la correcta determinación
del perfil de THZ pues, aún en el momento de máxima actividad, la proporción
de meteoros pertenecientes al radiante con respecto a los que no lo son se mantuvo
en un valor apreciable (alrededor del 10%). Si bien el gráfico de la figura
2 no presenta una curva contínua, la situación mejora un poco en el gráfico
de la figura 3, que no es más que una ampliación del gráfico anterior, llevada
a cabo alrededor de la zona del máximo de actividad.
Figura 3: Detalle del Perfil de THZ de la
Figura 2 correspondiente al período de máxima actividad
registrada desde Venezuela.
Como se puede apreciar, el perfil muestra una tendencia al
descenso en la actividad durante la observación de la madrugada del 17 de Noviembre
de 1998, registrándose una THZ de 167±10 hacia las 9h 03m de TU (lambda=234.827º).
En este gráfico se constata que lo observado en Venezuela durante la citada
noche fue el decaimiento del ancho componente de fondo que mostró la lluvia
de las Leónidas durante 1998. Las barras de error que aparecen en los gráficos,
están relacionadas con la cantidad de observadores que cubrieron dicho período,
es decir, mientras mayor sea la cantidad de observadores involucrados, menor
es el error asociado a cada valor de THZ obtenido.
Según el Dr. Mark Kidger del Instituto Astrofísico de Canarias
(IAC), la actividad las Leónidas observada durante el 17 de Noviembre de 1998
sobre los cielos de Venezuela debe ser clasificada como subtormenta
(Kidger, 1996). Por otro lado, a pesar de no haber alcanzado el nivel de tormenta,
es indiscutible el hecho de que es la actividad meteórica más alta registrada
en Venezuela desde el año de 1799 (Humboldt, 1985).
Flujo de
Meteoroides
El cálculo del
flujo de meteoroides (capaces de generar meteoros de mag<=+6.5) comienza con
problemas pues uno de los pasos para dicho cálculo es corregir la THZ observada
a THZ real a través de la función c(r), la cual debe ser ajustada para
este análisis pues la fórmula utilizada comunmente es válida sólo si r
toma valores entre 1.8 y 3.5 (Koschack et al., 1989a). Como se observó en el
gráfico de la figura 1, durante 1998 las Leónidas presentaron valores de r
inferiores al límite mostrado anteriormente. También es importante tomar en
cuenta que para este cálculo es necesario conocer la llamada área reducida
(Ared), la cual, si el valor de r se halla entre 1.8
y 3.5, es prácticamente independiente de la altura del centro del campo de visión
y pasa a comportarse como una función que depende exclusivamente de r.
De nuevo, este no es el caso de las Leónidas de 1998. Para obtener el valor
de Ared, debemos realizar una integración numérica sobre el
área de recolección estándar, tomando en cuenta la distancia de dichas
áreas al observador y la extinción zenital correspondiente a la altura de las
mismas. En base a estos resultados, se puede construir el perfil del flujo de
meteoroides, tal como se muestra en el gráfico de la figura 4, obtenido en base
al análisis de un total de 623 leónidas registradas por 6 observadores durante
10.04 horas. Nótese que para la obtención del valor de Ared individual
(al menos durante los períodos en que r<1.8), es de vital importancia
conocer la altura del campo de visión de cada observador. Curiosamente, este
fue uno de los datos menos reportado por los observadores contribuyentes. 
Figura 4: Perfil del Flujo de Meteoroides de la
lluvia de las Leónidas obtenido a partir de los datos
recogidos por observadores venezolanos en 1998.
A pesar de que la densidad numérica espacial es una característica
obvia de la estructura de un enjambre, generalmente el flujo de meteoroides
es una medida más adecuada para muchos cálculos. De cualquier manera, la densidad
numérica se puede obtener fácilmente diviendo el flujo obtenido entre la velocidad
geocéntrica de los mismos, la cual es prácticamente una constante para todas
las partículas pertenecientes al mismo enjambre. En el caso de las Leónidas,
dicha velocidad es de 70.7 km/s.
Comparando el perfil de THZ con el de flujo, se puede apreciar
que los comportamientos en cada caso, aunque parecidos, definitivamente no son
iguales. Se puede observar que, a pesar de comenzar en un nivel relativamente
alto (0.0074 met·km-2·h-1 para lambda=232.790º), el flujo
disminuye hasta llegar al valor de 0.0014 met·km-2·h-1
el día 16 de Noviembre a las 7h 52m TU (lambda=233.769º), para luego comenzar
su ascenso y llegar a un valor máximo de 0.0155 met·km-2·h-1
alrededor de lambda=234.816º (17 de Noviembre a las 8h 47m TU); un poco
más de 2h 30m después de haberse registrado la máxima actividad. Como es de
esperar, el flujo cae considerablemente hacia los últimos días de observación.
Figura 5: Detalle del gráfico de la Figura
4 alrededor de la noche del 16 al 17 de Noviembre de 1998.
En la figura 5 se presenta una ampliación del gráfico anterior
alrededor de la zona correspondiente al máximo. En este gráfico se puede apreciar
que, a diferencia del perfil de THZ, el flujo de meteoroides tiende a crecer
a lo largo de la noche del 16 al 17 de Noviembre de 1998. Esta tendencia al
crecimiento del flujo indica que la Tierra se fue adentrando poco a poco en
la zona más densa del enjambre. Como se indicó al principio de esta sección,
este perfil de flujo fue obtenido aplicando la base del método propuesto por
R. Koschack y J. Rendtel (Koschack, 1989a) adaptádolo a los bajos valores de
r registrados en esta ocasión; sin embargo, pudiera darse el caso de
que el modelo de AR no se comporte más como se ha considerado
hasta el momento. Cualquier intento por realizar un nuevo modelo matemático
debe partir de un estudio empírico de la relación poblacional y la física intrínseca
de los meteoroides pertenecientes al enjambre. Lamentablemente, son muy pocos
los datos recogidos por los observadores venezolanos durante la campaña de observación
de las Leónidas como para plantear un estudio estadístico realmente "confiable".
Por ello, se debe prestar atención a los análisis que se están realizando con
los registros almacenados por la IMO durante 1998, los cuales podrían arrojar
como resultado nuevas metodologías de estudio que permitan aumentar la confiabilidad
de los resultados.
Conclusiones
La subtormenta de las Leónidas observada durante la
madrugada del 17 de Noviembre de 1998 es la mayor actividad meteórica registrada
en Venezuela desde el año de 1799, proporcionando una Tasa Horaria Zenital máxima
de 200±16 meteoros por hora en el intervalo comprendido entre los 234.682º (5h
35m TU) y los 234.731º (6h 45m TU).
La diferencia entre los valores de los extremos y los centrales
en el perfil de r (figura 1), sugiere que los meteoroides de la lluvia
han sido víctima de la usual dispersión que afecta a los enjambres meteóricos,
desplazando las partículas más pequeñas hacia los extremos del tubo y conservando
las de mayor masa concentradas en el centro del mismo. Probablemente las tormentas
de las Leónidas sean producidas por un componente del enjambre sumamente denso
y cuya relación poblacional sea más bien alta; es decir, que esté compuesto
mayoritariamente por partículas pequeñas recientemente expulsadas por el núcleo
del cometa 55P/Tempel-Tuttle. Por otro lado, la tendencia al crecimiento mostrada
en el perfil del flujo (figura 5), pudiera ser un indicio de cómo la Tierra
se fue acercando cada vez más a dicho componente, el cual no pudo ser apreciado
desde Venezuela debido a su ubicación geográfica.
Lamentablemente, cierto porcentaje de los reportes recibidos
no pudieron ser procesados por insuficiencia de datos (falta de estimaciones
de MALE, porcentaje de nubosidad y centro de campo de visión). Sin embargo,
lejos de ser esto una crítica, lo que se desea es transmitir una palabra de
aliento a todos los interesados para que no detengan sus esfuerzos en la astronomía
de meteoros.
Agradecimientos
Deseo agradecer, en primer lugar, a todos y cada uno de los
observadores contribuyentes con esta campaña, quienes entusiastamente enviaron
sus reportes y cuyos datos son, sin lugar a dudas, el fundamento de este trabajo.
Agradezco también a Rainer Arlt (comisión visual de la IMO), por todo el apoyo
académico prestado, indispensable en el análisis de las observaciones. Igualmente,
agradezco a Suyin Perret-Gentil (SUNA) por sus útiles comentarios acerca del
borrador de este artículo y, finalmente, a la directiva y a los miembros de
SUNA por el interés y el apoyo instrumental prestado para la difusión y el estudio
del fenómeno de las Leónidas.
Referencias
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of the 1996 Leonid Maximum" WGN 24:6 (Diciembre 1996), pp.
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- ARLT, R., 1998b:
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- BROWN, P.; ARLT, R., 1997: "Bulletin 10 of the International
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25:5 (Octubre 1997), p. 210
- HUMBOLDT, A., 1985: Viaje a las Regiones Equinocciales del
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- KIDGER, M., 1996: "Una Historia de Dos Lluvias" Tribuna de
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- KOSCHACK, R.;
RENDTEL, J., 1990b: "Determination of Spatial Number Density and Mass
Index from Visual Meteor Observations (II)" WGN 18:4 (Agosto
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- MACROBERT, A.; 1996: "The Leonids: Waiting and Watching." Sky
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- OTERO, J.; GARRIDO, J.; RODRÍGUEZ,
M.; GONZÁLEZ, R.; STRUVE, J.; SOTO, C., 1993: "Las
Leónidas" Memorias de la 3ª Convención Regional
de Observadores de la LIADA celebrado en Caracas, Venezuela, del
19 al 21 de Abril de 1991, pp. 113-114
Caracas, 1º de Marzo de 1999.