La cometa del 1769 e Messier

di Giovanni Maria Caglieris

Abstract

La cometa del 1769 è stata una grande cometa: ben visibile ad occhio nudo per parecchi mesi, ha sviluppato una coda molto estesa ed è stata osservata e documentata da molti astronomi. Messier, che l'ha scoperta e osservata a lungo, ci ha lasciato (come suo solito) una lunga memoria, dalla quale possono essere tratte interessanti notizie sulla sua metodologia di ricerca ed osservazione di Comete. Due splendide carte e disegni della testa e della coda (qui riprodotte) corredano la memoria. Osservata in tutto il mondo fornisce anche l'occasione di curiosità astronomiche e non.

La scoperta e la metodologia di osservazione

Leggiamo assieme l'Inizio dell'articolo comparso su Historie & Memories de l'Académie Royale des Sciences anno 1775

L' 8 agosto 1769, il cielo fu sereno il pomeriggio e la sera, io approfittai di questo bel tempo per percorrere il cielo con un rifrattore di due piedi di fuoco; differiva dagli altri rifrattori ordinari della stessa lunghezza per il fatto che aveva oculari larghi e serviva a far scoprire nel cielo uno spazio di 5 o 6 gradi di estensione; era inoltre fortemente luminoso, il che lo rendeva ottimo non soltanto per riconoscere nel cielo se fosse apparsa qualche luce differente da quella delle stelle fisse, come sono ordinariamente le comete, le stelle nebulose, ecc. , ma anche per fissare prontamente la situazione di un nuovo fenomeno, che si percepisca a riguardo delle più piccole stelle vicine che si trovano nello stesso tempo nel grande campo di questo rifrattore..

Senza lasciarci intimorire dalla prosa di Messier (molto spesso prolissa) abbiamo qui una splendida esemplificazione del metodo di ricerca delle comete: Percorre il cielo con un telescopio a grande campo e armarsi di pazienza¹.

Diamo subito uno sguardo ai telescopi utilizzati da Messier nell'osservazione di questa cometa. Sono due:

1. Rifrattore di grande campo di 65cm di focale (2 piedi) ²con un apertura di campo di circa 5° -6°
2. Rifrattore acromatico Dollond di 113cm (3 1/2 piedi), 9 cm (40 linee) di apertura utilizzato a 27 ingrandimenti (e quindi di 42mm di lunghezza focale dell'obiettivo)

Torniamo a leggere le memorie. Messier prosegue dicendo:

E' con questo strumento che ho scoperto l' 8 agosto verso le 11 di sera, a qualche grado sopra l'orizzonte dalla parte di levante, una nebulosità che si estendeva per qualche minuto quasi parallelamente all'eclittica; ho riconosciuto che era una cometa che cominciava ad apparire, sotto il ventre dell'Ariete, tra le stelle 24, 29 e 31 dell'Ariete secondo l'ordine che hanno queste stelle nel Catalogo di Flansteed, seconda edizione.

Ho fatto un disegno della posizione della cometa, a riguardo di queste stelle e di altre due di cui non era ancora stata determinata la posizione, entrambe di 9a grandezza, considerando la nebulosità che circonda il Nucleo.

Ho determinato la posizione delle due stelle e le ho riportate sulla carta del percorso apparente della cometa che è aggiunta a questa memoria; esse sono designate con le lettere A e F

Abbiamo qui l'essenza del metodo osservativo di Messier:

• Determinazione delle posizioni rispetto a stelle catalogate o rispetto a stelle misurate da lui confrontandole con stelle catalogate
• Disegno preliminare per le singole osservazioni (disegni non disponibili, in quanto i giornali di osservazione di Messier non andati perduti)
• Preparazione di una Carta generale del percorso della cometa

Occorre dire a riguardo del primo punto che Messier è stato un osservatore pittosto preciso, salvo che in qualche caso. Anche se Burckard³ lo accuserà di non aver applicato le correzioni dovute alla rifrazione, Lalande in un'occasione afferma di utilizzare per i calcoli le posizioni misurate da Messier piuttosto che le sue perché più precise.

Al fondo dell'articolo sono riportate una pagina di ciascuna delle due tavole in cui sono condensate le misurazioni delle posizioni della cometa e delle stelle

Le carte

Messier ha disegnato in due splendide carte il percorso della cometa e le costellazioni attraversate.

Sono riportate in una separata pagina a cui si accede cliccando qui o sull'immagine a fianco.

Il percorso della cometa - 1a parte dell'orbita

Senza perderci troppo in dettaglio, seguiamo l'evolversi della cometa nel tempo. Occorre preliminarmente dire che, almeno per la prima parte, il tempo non ha favorito troppo le osservazioni. Infatti, nel periodo dal 8 agosto al 29 settembre, Messier ha avuto solo 11 notti serene e 10 parzialmente serene su 39.

Anche all'inizio il brutto tempo lo blocca. La prima vera osservazione è del 15 Agosto alle 3 del mattino. La cometa presenta un nucleo brillante ma non netto di 1' 15", una chioma e una coda di 6°.

Dopo un primo allungamento la coda sembra accorciarsi. E' la Luna che disturba le osservazioni (è piena il 17 agosto) e il 24 agosto passa ad una distanza di soli 10° della cometa, tra questa, le Pleidi e le Iadi

Venuto meno il disturbo della Luna, la cometa aumenta di luminosità; il 30 agosto presenta un nucleo di 2' 9", con una coda di 24° che si estende quasi da Orione fino alla testa della Balena.

Lo stesso accade in settembre: le dimensioni del nucleo crescono da 2' 59" il 2 settembre a 4' il 5 settembre.

La code raggiunge i 60° il 5 settembre. Aumenta di estensione ma termina sempre vicino a d del Cetus.. Sorge sempre più tardi ma per alcuni giorni resta sempre alta nel cielo, come si può desumere dalla tabella riportata nella fig. 2.

Il 10 settembre la cometa passa alla minima distanza dalla terra (0,33 UA vale a dire 1/3 della distanza Terra-Sole) e si avvicina sempre più alla congiunzione con il Sole. Messier la osserva per l'ultima volta, prima della congiunzione col Sole, il 15 settembre alle 3h e 30m.

La presentazione della carta della cometa al Re

Il Re Luigi XV ha un occhio di riguardo per l'Accademia e in particolare per l'Astronomia; il 6 giugno precedente ha voluto osservare il transito di Venere sul Sole e costringe l'astronomo Le Monnier a trasportare telescopi e altri strumenti nel castello di Saint Hubert.

Messier non è ancora membro dell'Accademia Reale, ma ha accesso al Re. Già in altre occasioni aveva presentato al Re carte di comete tanto che il Re lo chiamava "furetto delle comete". Anche stavolta non perde l'occasione e il 28 settembre presenta la carta della prima parte dell'orbita al Re che ritorna da una caccia.

Gli oggetti Messier riportati sulla carta della prima parte dell'orbita

Come sempre Messier riporta sulla carta gli oggetti da lui scoperti od osservati nelle costellazioni rappresentate. In questa riporta M42 la nebulosa di Orione e un Amas d'Etoiles sotto Monoceros (M50). Evidentemente non è la stessa carta presentata al Re in quanto M50 sarà da lui scoperto nel 1772: la carta è stata completata per la pubblicazione avvenuta nel 1778.

Ci si chiede allora perché non riporta anche M48, che Messier scoprì il 17 febbraio 1771, la stessa notte in cui scoprì M46 ed M47. Probabilmente quella notte Messier non fu molto preciso nella determinazione delle posizioni. Infatti sia M47 che M48 sono oggetti persi, vale a dire non rintracciabili attualmente nelle posizioni riportate da Messier. L'identificazione moderna di M48 con Ngc2548 lo colloca 5° a Sud della posizione riportata da Messier, esattamente simmetrica rispetto alla stella z Monoceros. E' quindi probabile che Messier abbia fatto un inversione nella misurazione della distanza in declinazione dell'oggetto da tale stella. Se il giornale delle osservazioni di Messier stesso, andato perduto, tornasse un giorno alla luce, il mistero potrebbe risolversi.

Comunque il fatto che la cometa sia passata molto vicino alla posizione moderna di M48 e che Messier non l'abbia segnalata nella memoria (come farà invece per M10, M12, M14) lascia intravedere qualche dubbio di Messier stesso.

La seconda parte dell'orbita

Durante la fase di congiunzione con il Sole alcuni astronomi determinano i parametri dell'orbita; tra questi Lalande. I calcoli portano a prevedere che la cometa torni ad essere visibile alla sera verso la metà di ottobre.

Messier la cerca invano la sera del 17 ottobre; le sere successive la parte del cielo di Parigi verso occidente è velata da nubi. E' così preceduto nell'osservazione dagli astronomi di Greenwich (23 ottobre).

Messier ha successo il 24 ottobre. La individua, utilizzando lo stesso telescopio della scoperta, alle 6^h 15^m, quando è già visibile, anche se con difficoltà, ad occhio nudo. La sera stessa, dopo il tramonto della cometa, osserva una movimentata aurora boreale, di cui lascia una notevole descrizione⁴.

La sera dopo compara la cometa con la m della Testa del Serpente, stella di magnitudine 3,5 (di 4 magn. secondo Messier). La descrive : con nucleo brillante, la cui luce eguaglia quella della stella; non nettamente definito e circondato da nebulosità; la coda è molto debole e con lunghezza di circa 2 gradi.

Questo rimarrà l'apparenza della cometa per tutto il resto dell'osservazione. Un nucleo brillante con luminosità via via decrescente, una coda che raggiungerà la massima lunghezza di 6° tra l'uno e il tre di novembre, quando transita vicino agli ammassi M10 ed M12.

Durante il mese di novenbre la cometa attraversa Ofiuco. L'ultima osservazione di Messier è del 1 dicembre, sopra h nella Coda del Serpente.

Nella carta di questa seconda parte dell'orbita Messier riporta Nebulouse decovert en 1764 (vale a dire M10, M12 ed M14).

La natura dell'orbita

Messier non lascia alcun disegno del diagramma della cometa; quello qui riprodotto è di Lalande (riportato nella sua memoria inserita nelle Historie & Memories de l'academie Royal des Sciences per l'anno 1775).

Come al solito non calcola gli elementi della cometa ma riporta quelli degli altri. Nella comunità scientifica del tempo si aprì la discussione se l'orbita fosse parabolica od ellittica. Quasi tutti propendono per questa ultima, che comporta una periodicità della cometa e un suo ritorno in futuro. I calcoli danno periodi diversi: Eulero nel 1775 lo calcola di 449 anni, Lexell (sempre nel 1775) di 519 anni, Pingre nel 1784 di 1231 anni e Bessel nel 1806 di 2090 anni.

Gli elementi calcolati da Bessel sono quelli accettati attualmente, e, in termini moderni sono i seguenti⁵:

T: Passaggio al perielio            8,1204 /10/1769 (UT)
w: Argomento del perielio              329,1226
W: Longit. nodo ascendente             178,2930 (2000,0 J)
i: Inclinazione sull'eclittica          40,7338
q: Distanza dal Sole al perielio        0,122755 UA
e: Eccentricità                  0,999249

Come si può vedere la cometa è passata abbastanza vicina al Sole e dal dato dell'eccentricità si può notare che la differenza dell'orbita rispetto ad una parabola (e = 1, cometa che transita una sola volta al perielio, senza ritorno) è molto piccola (meno di 8/10.000); questo giustifica le differenza tra i valori calcolati dai vari autori.

I disegni della testa e della coda della cometa

Della apparenza della cometa tra il 30 agosto e il 3 settembre, durante il quale la coda della cometa ha raggiunto la massima lunghezza apparente, Messier ci ha lasciato precise descrizioni e disegni (visibili cliccando sull'immagine a fianco in bassa risoluzione (68Kb) e cliccando qui in alta risuluzione (1.028Kb))

Innanzi tutto ha chiaramente notato l'asimmetricità rispetto al nucleo (sfumato) della chioma, con quest'ultima estesa più dietro il nucleo che davanti (si ricordi che la cometa non è ancora passata al perielio quindi la coda si sviluppa in senso contrario al moto). Inoltre la coda (che si stacca direttamente dal nucleo) è nella prima parte divisa in bande di diversa luminosità.

Oltre a ciò, nei primi due disegni sono riportati due getti di luce distinti dalla coda principale e inizianti dalle estremità del diametro del nucleo, esterni alla coda e contro i quali sembra adagiarsi la chioma. Attraverso quello superiore Messier nota il 30 agosto in trasparenza la stella r (66) del Toro. Questi due getti, tra le due osservazioni sembrano aver cambiato posizione⁶.

La notte tra il 4 e il 5 settembre (coda lunga 43°) Messier nota che le bande sono aumentate di numero e che la centrale è la più scura. Messier sembra attribuire, almeno nel primo disegno, la banda oscura all'ombra proiettata dal nucleo.

La conclusione della memoria

Messier si scusa della lunghezza della memoria (oltre 30 pagine di dettaglio) ma aggiunge:

Termina la sua memoria con due tabelle di dettaglio, la prima riportante le posizioni della cometa (rispetto alle stelle di riferimento) e la seconda le posizioni delle stelle delle utilizzate nella determinazione delle posizioni della cometa.

Figura 4 - A sinistra esempio di posizioni della cometa: A destra esempio di posizioni di stelle di riferimento

Altri osservatori

Allegate alla memoria, Messier riporta le osservazioni di altri astronomi, in particolare di:

• Padre Lagrange a Milano
• Zanotti a Bologna
• Audifredi a Roma
• Pingré (che in navigazione tra Canarie e Cadice stimò un giorno la lunghezza della coda in 90°)

Altri osservatori non ricordati da Messier sono:

• Le Gentil a Pondichery (India), che aveva appena mancato per la seconda volta in otto anni l'appuntamento con il transito di Venere sul Sole
• Capitan Cook in navigazione nel Pacifico, dopo aver osservato lo stesso transito da Tahiti (Il primo viaggio di Cook era stato organizzato espressamente per osservare il transito)

Curiosità non astronomiche

La lettera a Federico II°

Il 15 agosto 1769, pochi giorni dopo la scoperta della cometa, scrive una lettera di annuncio a Federico II°, re di Prussia. La lettera di Messier non ci è pervenuta, ma Messier stesso ha riportato in almeno due scritti la risposta del Re, raggiunto dalla comunicazione di Messier mentre si trovava al campo militare per le manovre.

In data 2 settembre 1769, Federico scrive:

La lettera che mi avete scritto il 15 agosto scorso per farmi parte della scoperta che avete fatto l'8 agosto, di una nuova cometa nella costellazione dell'Ariete, mi ha fatto molto piacere e vi ringrazio molto; come ho già comunicato al direttore della Classe delle matematiche dell'Accademia delle Scienze di Berlino, il signor de la Grange, sarei affascinato che corrispondeste più ampiamente con lui su questo soggetto; e su questo prego Dio che vi abbia nella sua santa grazia

Non solo ma poco dopo riceve da M. Formej, dal segretario dell'Accademia una lettera datata 15 settembre in cui gli viene comunicata la nomina ad associato straniero dell'Accademia stessa.
Pur avendo questa nomina valore puramente di prestigio senza emolumenti, è molto importante per Messier, che è già membro della Royal Society di Londra, ma non ancora dell'Accademia di Francia.

Messiier onorerà questa nomina riservando alle Memorie dell'Accademia di Berlino la pubblicazione integrale per il 1769 delle sue posizioni della cometa (come attestato da Lalande nella sua citata memoria sulla cometa stessa). Solo dopo la nomina a membro della Accademia Reale di Scienze (avvenuta nel 1771), preparerà la memoria largamente citata in questo articolo.

L'episodio è comunque assai significativo di un'epoca. Federico II° è un sovrano di un piccolo stato, che sta faticosamente emergendo tra i potentati tedeschi ed europei. E' un sovrano illuminato, amico di Voltaire e protettore delle scienze, a cui si deve la fondazione della Accademia delle Scienze di Berlino, che tanta parte avrà nello sviluppo dell'astronomia Tedesca. E' molto coinvolto nella vita amministrativa del suo paese, in cui sta promuovendo importanti riforme. Ha messo a punto un esercito nazionale molto efficiente.
Tra l'altro è stato in guerra fino a pochi anni prima con la Francia, in occasione della Guerra dei 7 anni durante la quale è stato sul punto di soccombere completamente ai suoi nemici coalizzati.
Nonostante questo trova il tempo di occuparsi di questo postulante francese e sembra quasi di sentirlo dire "un pezzo di carta non si nega a nessuno…".

Messier e Napoleone e la cometa del 1769

Napoleone, dopo aver fatto rinascere l'accademia come Istituto nazionale, si atteggia a protettore delle Scienze. Tra l'altro ha confermato a Messier le cariche che gli erano state conferite dal direttorio, in particolare la nomina a membro del Bureaux des Longitudines: Onora particolarmente Messier ormai anziano (ha oltre 76 anni); insignendolo della Legion D'Onore nel 1806 e gliela consegna personalmente.

Messier è molto orgoglioso di ciò e addirittura fa modificare un ritratto di circa 25 anni prima aggiungendovi l'onorificenza.

Messier si sdebita con una pubblicazione a dir poco strana per un astronomo (e che rivela molto del suo carattere), cogliendo la circostanza che pochi giorni dopo la scoperta della cometa del 1769 si è verificata la nascita di Napoleone.

Già la copertina dell'opuscolo (presentato all'imperatore il 15 febbraio 1808 e che aveva avuto problemi di pubblicazione) è rivelativo di servilismo, direbbe qualcuno oggigiorno, e di opportunismo.

Infatti, appena sotto la dedica, mette in risalto i suoi meriti di scopritore e osservatore di comete, e poi aggiunge una frase che è quasi una richiesta di sovvenzione, facendo notare che dalla rivoluzione in avanti ha sempre pagato di tasca sua l'affitto dell'Osservatorio della Marina all'Hotel de Cluny⁸.

Nelle pagine seguenti si lancia in un panegirico adulatorio dell'imperatore, dicendo tra l'altro:
Questa cometa, scoperta l'8 agosto, precede la Nascita di Napoleon -Le-Grande, di 7 giorni .. ……..epoca singolare e ben rimarchevole, che servirà a constatare in tutti i secoli, per i ritorni periodici di questa cometa che avranno luogo un lungo spazio di tempo, la Nascita e il Regno di Eroe del XVIII° secolo.

E, in nota, aggiunge:
Non c'è senza dubbio alcuna persona che sia ancora così infatuata dell'Astrologia Giudiziaria da credere che gli Astri abbiano qualche influenza sugli avvenimenti terrestri; ma questa grande cometa, che non rassomiglia a nessuna di quelle conosciute, che è apparsa alla nascita di NAPOLEON-LE-GRANDE, è un'epoca assai rimarcabile per fissare l'attenzione del mondo intero e soprattutto dei Francesi

Fonti, Bibliografia e Ringraziamenti

• Hist. & Memoire de l'Academie Royal des Sciences (annate 1775, 1769)
• Conneissance de Tem(p)s (Varie Annate 1795-1810)
• Pingre: Cometographie (1783)
• Kronk: Cometography Vol. I° (2000)

Si ringrazia il sign. Vailati dell'Ist. Lombardo Accademia di Scienze e Lettere, la sig.ra Mandrino, della Biblioteca dell'Osservatorio di Brera, per la disponibilità alla consultazione e alla riproduzione del materiale.

Un particolare ringraziamento al mio amico Federico Manzini, profondo conoscitore di Messier e autore di un libro ed un CD-ROM sulla Vita di Messier e sugli oggetti che portano il suo nome, per la disponibilità alla riproduzione dei documenti relativi a Messier e Napoleone

Note:

1. Lalande in Mem. de l'Academie 1776 aggiunge: Messier... sensibile .... al bene della scienza ..ha pubblicato nelle nostre memorie il suo segreto: che si riduce a due punti molto semplici; percorrere il cielo con esattezza e molto sovente e ben conoscere le nebulose.
2. Messier esprime le misure nelle unità pre rivoluzionarie. Per la conversione in unità decimali si è utilizzata la tabella di conversione inserita in Connoissance du tems pour l'annè VIII°.
3. Memoires dela classe de Math. et Phys. de l'Institut National de France - Tomo 7, parte I°
4. L'osservazione dura dalle 9h e 20m alle 11h Ecco alcuni stralci della descrizione
   . La stessa sera 24 ottobre Š apparsa una grande Aurora Boreale, dal colore rossastro ed estendentesi dall'Ovest fino a Nord-Est; era formata da parecchi getti di luce, che si elevavano a grande altezza sopra l'orizzonte, continuamente agitati e di colore del fuoco, con durata di solo qualche secondo, non essendo ancora terminato di apparire l'uno, che se ne succedevano altri......
   ...9h 33m Un grande getto appare a ponente, attraversa la Lyra e termina al di l… dello zenit......
5. Dati orbitali e i periodi citati sono riportati in Kronk: - Cometography Vol. I° , pag. 447 - Cambridge University Press
6. indizio forse della rotazione del nucleo della cometa (NdA)
7. Si tratta della Cometa di Halley
8. Messier, fu sempre molto frugale e di poche pretese. Tuttavia ha lamentato povert…, in parecchi suoi scritti e lettere. Ha avuto timore di perdere il buono pasto alla mensa di De L'Isle quando questi abbandona dopo il 1759. l'astronomia (e diventa succube di una pseudo-veggente); in almeno una lettera prega il destinatario di mandargli la risposta attraverso l'ufficio della marina di Versaille (perch‚ paghi questo le spese postali, allora a carico del destinatario). Il punto di maggiori problemi sembra essere al momento della rivoluzione, dal 1793 al 95, quando, perso l'appannaggio precedente, non ha i soldi per comprarsi le candele per l'osservatorio e viene soccorso da Lalande.

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Aggiornato il: dicembre 19, 2000.