Una lluvia de estrellas muy especial, ... o dos.

Mañana 22 de abril se produce el máximo de las "Líridas" y ya se está anunciando en muchos lugares. Quizás sea porque es la primera lluvia apreciable desde hace 3 meses, pero ya expresé el año pasado mi opinión de que no merecían la pena “Líridas no, …“ .

Si solo tienes curiosidad por ver estrellas fugaces y pedir algún deseo, lo más probable es que al no poder acceder a lugares ideales para su observación, y este año con una luna casi llena, pasarás al menos un cuarto de hora sin ver ninguna Lírida, te cansarás y te volverás a casa defraudado. Mejor espera al 12 de agosto y verás las Perseidas, en un número casi 10 veces mayor.

Pero las protagonistas de este artículo son otras estrellas fugaces, concretamente las Pi-Púpidas, que casualmente tienen el máximo al día siguiente, el viernes 23. Aunque se esperan aún menos, si ya has visto alguna vez otras lluvias, quieres sorprenderte con algo “diferente” y vives en el hemisferio sur, puede merecer la pena tumbarte y esperar pacientemente hasta ver una luz que se enciende en el cielo, moviéndose lenta y majestuosamente durante unos segundos antes de desaparecer.

Aunque según por donde incidan en la atmósfera también a veces producen trazos largos, en otras ocasiones su pequeño recorrido la hace más especial porque parece un fogonazo que permanece encendido en el cielo unos segundos casi sin moverse.

Tengo que escribir sobre ellas porque prometí que lo haría, y se lo dedicaría a mis lectores del hemisferio austral, con ocasión de otra lluvia similar hace 6 meses que era favorable para el norte.

Desde la latitud 35º Sur, una hora después de la puesta de Sol  la posición del radiante de donde parecen surgir las trayectorias, muy alto en el cielo al principio de la noche, pero siempre bajo el horizonte en latitudes de la Península Ibérica, hace que esta sea una lluvia casi exclusiva para el hemisferio sur. Imagen de Stellarium, ligeramente modificada.

Pero no te preocupes si, como yo, vives en el norte, porque todo lo que ahora leas te servirá por ser casi idéntico a lo que podrás ver a principio de octubre con las Dracónidas, a las que me refería en el párrafo anterior. Algo escribí sobre estas en “Efemérides para octubre” 

Observé las Dracónidas los días 7 y 8 de octubre de este pasado año, cuando una temperatura excepcionalmente buena me permitió pasar horas tumbado en una hamaca y mirando el cielo. Vi muy pocas, pero mereció la pena porque fue la primera vez que pude observar algo parecido.

Ambas lluvias tienen varias características claras que las diferencian de las demás: Sus estrellas fugaces presentan una baja velocidad, se ven preferentemente al principio de la noche y el número es muy variable con posibles picos de mayor actividad cada 6 años, aunque no siempre. Como son temas algo técnicos, los explico en el primer anexo.

Cada lluvia de estrellas está asociada a un cometa (en ocasiones a un asteroide originado por un cometa extinto), las partículas que las provocan a las que se les llama meteoroides (similares a granos de arena que se volatilizan al entrar en la atmósfera) se desprendieron de esos cometas y siguen aproximadamente la órbita de los mismos, pero un poco separadas o dispersas en torno a ella.

Los cometas origen de las Pi Púpidas y las Dracónidas, llamados 26P/Grigg-Skellerup y 21P/Giacobini-Zinner respectivamente, tienen unas órbitas muy similares pero opuestas, y de ahí vienen las características de las lluvias de meteoros que originan. Es un tema enormemente curioso, que yo descubrí de manera casual, pero como es bastante técnico lo incluyo en el anexo final.

1- Su baja velocidad.

Es habitual que en estas observaciones de estrellas fugaces alguien grite ¡Otra ahí!, pero no da tiempo a girar la cabeza, y solo quien estaba mirando en la misma dirección lo confirma. Con estas sí dará tiempo.

¿Por qué esa lentitud? Porque al contrario que en la mayoría de las otras lluvias en que la Tierra en su camino alrededor del Sol choca frontalmente con el meteoroide (la partícula que se desprendió del cometa quizás hace mucho tiempo y produce el meteoro) que viaja en dirección diferente a la de nuestro planeta, a veces incluso contraria y por ello la velocidad relativa es grande, en este caso es un choque por alcance o impacto lateral de algo que viaja casi paralelo a la Tierra y así la velocidad de impacto es mucho menor, se les ve moverse despacio y tardan más en vaporizarse en la atmósfera.

Si habitualmente se utiliza el símil de los mosquitos que se estampan violentamente en el parabrisas de un coche que representaría nuestro planeta, estos serían como supermosquitos poco más veloces que nuestro vehículo, que nos alcanzarían y casi se posarían en el cristal trasero.

En este gráfico se representa la situación, comparándola con la de la lluvia más famosa, la de las Perseidas, que impactan a una velocidad relativa mucho mayor

Mientras las Perseidas (representadas en rojo) impactan en dirección casi contraria y desde "arriba" (desde el norte), la Pi Púpidas vienen casi en la misma dirección que la Tierra, un poco desde el sur, siendo esta circunstancia la que hace que se vean preferentemente desde uno u otro hemisferio.

Como se explica luego, la órbita de su cometa progenitor cambió en 1999 y por eso se ha representado tanto la actual como la anterior, ya que meteoroides de pasos anteriores a esa fecha pueden seguir impactando con la atmósfera terrestre.

2- Al principio de la noche.

Tal como he explicado más de una vez, en la mayoría de las lluvias de promedio se ven muchos más meteoroides de madrugada, aunque esto pueda estar enmascarado por la hora en que la Tierra atraviesa la zona de mayor densidad de meteoroides (la hora del máximo) que cada año es diferente: Nuestro planeta en su movimiento de traslación va atrapando “por su zona delantera” a los diferentes meteoroides, y esa zona corresponde a los lugares donde finaliza la noche.

Pero en este caso la hora es mucho menos intempestiva. El motivo es el mismo que antes: impactan la atmósfera terrestre casi por detrás según la dirección de la traslación alrededor del Sol (aunque un poco desde el sur), y ahí están los lugares de la Tierra en que acaba de empezar la noche.

Dirección con la que llegan los meteoroides de la Perseidas y la Pi Púpidas

En las zonas 1 y 4 es el principio de la noche, mientras en 3 y 6 es el final. Las Perseidas caerán preferentemente en la zona 3 (hemisferio norte al final de la noche). La mayoría de las lluvias en las zonas 3 o 6, pero las Pi Púpidas lo hacen sobre todo en la 4 (hemisferio Sur principio de la noche)

3- Su número es bastante variable de unos años a otros.

Aunque normalmente no surjan más de 10 meteros cada hora, la tasa de la Pi Púpidas es bastante variable y en ocasiones superan los 100.

Eso es debido a las órbitas de los cometas que las generan, que pasan cada 5 o 6 años cerca de la Tierra dejando meteoros frescos, que al estar sin diseminar llegan a impactar en mayor número con la atmósfera de nuestro planeta. En esos años es de esperar una mayor actividad, aunque al no ser muy densas las nubes meteóricas y no coincidir necesariamente el paso por el nodo con la posición de la Tierra en las fechas adecuadas, no siempre ocurre así.

Un caso similar muy claro y conocido es el de las Leónidas, que se pone siempre de ejemplo: Teniendo habitualmente una tasa (THZ) de solo 15 a la hora, cada 33 años se vuelven espectaculares, aumentando a varios miles, y produciéndose en alguna ocasión situaciones excepcionales (5000 en 1999, 100000 en 1966 o ¡240000 en 1833!)    

Imagen que representa la extraordinaria lluvia de Leónidas en 1833

En el caso de las Pi Púpidas se produce una circunstancia muy especial debido a la frecuente variación de la órbita del cometa (la última vez en 1999), que junto con otras cuestiones técnicas explico en el anexo final.

En cualquier caso tanto éstas como las Dracónidas y otras similares aún menos activas que citaré luego, habitualmente dan un pequeño número de meteoros porque los cortos periodos de sus cometas progenitores han hecho que se desgasten y hayan perdido gran parte de sus elementos volátiles en sus frecuentes pasos por el perihelio. Son destacables por la calidad y no por la cantidad.

 La órbita del cometa progenitor

El cometa 26P tiene unas características muy especiales (*) en las que se encuentran las claves de la lluvia de las Pi Púpidas que ocasiona:

(*) O eso pensaba yo, y esta historia me ha llevado a descubrir que existe un numeroso grupo de cometas, de los que no se suele hablar porque no son en absoluto llamativos, con órbitas similares a 26P.

La mayoría de los cometas más conocidos, los que dan espectáculo, pasan mucho más tiempo en uno de los hemisferios eclípticos, precisamente en el que tienen el afelio, y lógicamente se muestran más activos y espectaculares en el breve intervalo en que están en el contrario (cerca del perihelio), como se explicó en “Posiciones orbitales de los cometas” y se ilustra en este gráfico:

- Sin embargo el 26P tiene prácticamente media órbita por encima de la eclíptica y media por debajo, y esto es debido a que sus dos nodos están muy próximos al perihelio y afelio:

- La inclinación orbital (22º) es más bien baja, teniendo en cuenta que las órbitas de estos astros (a diferencia de las de los planetas) están en cualquier plano no necesariamente cercano a la eclíptica, formando ángulos con ella de 0 a 180º (técnicamente de 0º a 360º teniendo en cuenta el sentido del movimiento)

- Pero es también muy curioso el hecho de que uno de los nodos (el nodo descendente y por tanto el afelio) está muy cerca de la Órbita de Júpiter mientras que el nodo ascendente (y el perihelio) está muy cerca de la de la Tierra. Aunque este último actualmente está a 0.12 U.A de la órbita terrestre, ha llegado a estar a solo 0.01 U.A. lo que le colocó como uno de los objetos peligrosos (PHA)

Ello se agrava porque al poder pasar también muy cerca de Júpiter, tal como se ha dicho, el planeta Gigante puede modificar la trayectoria de 26P si cuando el cometa se acerca a su afelio Júpiter está también en esa zona de su órbita, habiendo ocurrido esta circunstancia al menos 4 veces (en 1725, 1922, 1977 y 1999) Afortunadamente la última lo ha alejado un poco de la órbita terrestre.

Dos cometas emparentados y dos lluvias relacionadas.

Más curioso aún es que el progenitor de la otra lluvia análoga a esta, el 21P de las Dracónidas, presenta prácticamente las mismas características, y todo lo dicho respecto a la posición de los nodos, el perihelio, afelio, y la simetría respecto al plano de la eclíptica se repite aunque en este caso el nodo próximo al afelio no se acerca tanto a la órbita joviana y no le afectará demasiado. El nodo próximo a la órbita terrestre del 21P es el descendente y por ello los meteoros que produce se ven desde el hemisferio norte.

Las aparentemente curiosas analogías en las órbitas de los cometas que producen las lluvias Pi Púpidas y Dracónidas.

La inclinación orbital de 21P es de 32º, que tampoco es muy diferente del otro.

Sus periodos también son relativamente similares: el de 26P es 5.31 años y el de 21P 6.55, aunque ello es consecuencia de lo dicho respecto a la situación de sus perihelios y afelios, ya que sus ejes mayores tienen una longitud parecida (la suma de las distancias al Sol de la Tierra y de Júpiter). Aunque no parecen números demasiado cercanos, sí lo son teniendo en cuenta la enorme diferencia que se da entre estos tipos de astros (*).  Por ejemplo el del Halley es de 75 años y el del  Neowise casi 6000 años, o solo poco más de 3 el del Encke, por citar algunos ejemplos famosos. 

(*) Sin embargo, como acabo de descubrir, existe un gran número de cometas con un periodo cercano a los 6 años, y hay un motivo para ello.

Otra analogía que me sorprendió cuando casualmente descubrí este tema, es que las posiciones de ambas órbitas son casi simétricas, una enfrente de la otra, y por ello producen meteoros en fechas opuestas del año, aunque esto sí es casualidad.

 ¡Aún hay más!

Me dí cuenta de las curiosas coincidencias entre las dos lluvias de meteoros, y luego entre las órbitas de los cometas progenitores, el pasado verano cuando tras ver anunciadas las Dracónidas, como “algo diferente a lo habitual”, seguí buscando lluvias que dieran meteoros lentos.

En un listado no tan completo como el que recojo abajo encontré las Pi Púpidas y las coincidencias me parecieron una tremenda casualidad. Tan enorme, que seguramente debería haber alguna razón para que se produjeran estas circunstancias. Preparé entonces estos detalles y los dejé a la espera de publicación cuando les llegara el turno a las del hemisferio sur.

Pero mientras, he ido buscando en listados más exhaustivos, como éste.

En esta completa lista de lluvias de meteoros he marcado las que tienen velocidades más lentas.

Teniendo en cuenta que la velocidad de la Tierra en su órbita alrededor del Sol es de unos 30 k/s, puede deducirse en cada lluvia si los meteoroides vienen con una componente en el mismo sentido o contrario, aunque al moverse en cualquier dirección en el espacio tridimensional, no es suficiente restar velocidades para deducir la suya.

Mi sorpresa aumentó cuando ví que hay otra lluvia similar: las Boótidas, pero con una actividad muy baja (habitualmente solo 1 o 2 por hora, aunque en 1998 fueron 100) que hace que frecuentemente no se cite, y también su cometa progenitor tiene una órbita similar aunque no se acerca tanto ni a la Tierra ni a Júpiter

Este me rompía la supuesta simetría orbital de los dos primeros, y ahora en otras tablas he encontrado las Tau Herculinas y la Phoenicidas. Todas ellas con una actividad muy baja por lo que no suelen aparecer en la mayoría de las relaciones de lluvias anuales, pero también con las mismas propiedades que las anteriores en cuanto a velocidad muy lenta, visibilidad a principio de la noche, THZ variable y órbitas de los cometas progenitores con casi idénticas y extrañas características.

Efectivamente, tenía que haber una razón para tanta coincidencia: La influencia gravitatoria de Júpiter sobre los cometas que pasen cerca de él cuyas órbitas iniciales son alteradas y muchos se quedan “atrapados” en este tipo de configuraciones.

Gráfico que recoge una serie de órbitas cometarias que tienen el afelio cerca de la órbita de Júpiter (tomado de windows2universe.org y completado con algunas indicaciones). En él se pueden contar 17 órbitas, pero debe haber bastantes más porque aquí solo aparecen 2 de las 5 mencionadas con el perihelio cerca de la órbita terrestre..

Aunque solo produzcan estrellas fugaces aquellos cuyo perihelio (y nodo) está próximo a la órbita terrestre (como he dicho en este gráfico solo se han recogido dos de ellos), parece que existe un gran número de cometas con el afelio cercano a la órbita joviana.

Se trata de los llamados “Cometas de la familia de Júpiter”, o de parte de ellos, de los que habrá que hablar en otra ocasión.