Le stelle cadenti/Lettura seconda
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LETTURA SECONDA.
Sul corso delle stelle cadenti nello spazio, e sulla loro associazione colle comete.
Diverse ipotesi intorno alla forma delle correnti meteoriche. — Correnti annulari avvolgentisi intorno al Sole. — Scoperta della connessione fra le stelle cadenti e le comete. — Ipotesi di Chladni e di Kirkwood. — Casi in cui si è verificata questa connessione. — Le Leonidi. — Le Perseidi. — Le meteore della cometa di Biela. — Le meteore del 20 Aprile. — Diversi modi d’incontro delle correnti meteoriche colla Terra. — Numero probabile delle correnti meteoriche che percorrono lo spazio planetario.
Per dare una spiegazione di tutte le particolarità che presentano i fenomeni meteorici, furono immaginate diverse ipotesi nell’origine delle stelle cadenti e sul loro corso nello spazio. Non può esser opportuno presentare qui una storia completa di queste ipotesi della memorabile epoca del 1833 fino ai giorni nostri: storia che in parte è già stata fatta da altri, e che troppo mi allontanerebbe dal presente scopo. Tuttavia mi permetterò di ricordare, come fin da quell’epoca la periodicità annuale delle apparizioni meteoriche diede origine alla supposizione, che la Terra, movendosi nello spazio intorno al Sole, incontrasse, nei giorni corrispondenti, ammassi di materia celeste molto rara; e questi ammassi da alcuno si supponevano fissi in quel luogo dell’orbita terrestre, da altri si supponevano circolare intorno al Sole al modo dei pianeti. Della supposizione, che fossero fissi nel luogo dove la Terra li incontrava, si riconobbe assai presto l’inverosimiglianza. Oltre alla difficoltà di spiegare l’immobilità di quelle masse relativamente al sistema planetario ed al Sole, la conseguenza immediata che derivava da questa ipotesi era, che le meteore doveano piovere tutte sulla Terra in direzione esattamente opposta al movimento di questa: e che il radiante di ciascuna pioggia meteorica dovea trovarsi nel punto del cielo, verso cui la Terra si dirigeva in quel momento in virtù del suo moto annuale intorno al Sole. Ora questa condizione non si trovò approssimativamente verificata, che per la sola pioggia meteorica del 13-14 novembre, e negli altri casi si riconobbe non adempiuta.
Più probabile sembrò l’opinione prodotta da Olmsted, che ciascun ammasso cosmico girasse intorno al Sole in una propria orbita così collocata, da intersecare l’orbita della Terra in un punto. Il ritorno simultaneo della Terra e dell’ammasso a quel punto sarebbe stata la causa della pioggia meteorica. Un simile ammasso, precipitandosi sopra la Terra, aveva prodotto, secondo Olmsted, il gran diluvio delle Leonidi nel 1833. Questa ipotesi dava conto del fenomeno della radiazione: infatti il punto radiante si poteva immaginare che segnasse sulla sfera celeste la direzione, in cui succedeva l’urto della massa cosmica contro la Terra, o piuttosto l’immersione di questa nella massa cosmica.
Ma dopo che fu constatato il periodo annuale per altre piogge meteoriche e segnatamente per quella delle Perseidi d’Agosto, l’ipotesi di Olmsted perdette molto della sua verosimiglianza. Questo ritorno annuale del fenomeno indicava, che non solo la Terra, ma anche l’ammasso cosmico dovea ritornare esattamente nel medesimo punto dello spazio in capo ad un anno: onde derivava la necessità di supporre, che il periodo rivolutivo della nube meteorica fosse esso pure di un anno; o almeno che in un anno questa facesse esattamente intorno al Sole un numero intiero di rivoluzioni, senza frazioni. Supposizione anche questa poco verosimile, la quale diventò viemmeno probabile, quando si riconobbe, che le piogge meteoriche dotate di periodo annuale sono molto numerose. Esse avrebbero domandato l’esistenza di altrettante nubi meteoriche, tutte rivolgentisi intorno al Sole nel periodo di un anno, o in un periodo esattamente submultiplo di un anno.
Contro la esistenza permanente di coteste nubi cosmiche pugnava poi un altro invincibile argomento, desunto dalla loro enorme vastità. Per farsi un’idea delle dimensioni, che occorreva loro dare per spiegare i fenomeni, basta osservare, che la terra, la quale corre nella sua orbita mille miglia circa al minuto, rimane ogni anno due o tre giorni immersa nelle Perseidi d’Agosto, la cui pioggia dura generalmente il 9, il 10, e l’11 di quel mese, anche considerando soltanto il periodo della sua maggiore intensità. E vi sono esempi di piogge meteoriche, le quali hanno una durata molto maggiore. Si comprende agevolmente da questo, che, data come causa delle stelle cadenti la presenza di nubi cosmiche rivolgentisi intorno al Sole, non si può assegnar loro dimensioni minori, che di uno o anche di più milioni di miglia. In questo grande spazio le meteore sono disseminate molto raramente, come risulta dalla loro numerazione effettiva, e si può stimare, che p.e., delle Perseidi ogni meteora visibile occupi per sè esclusivamente uno spazio uguale ad una sfera di 50 miglia italiane di raggio; che ciascuna quindi in media sia distante dalle sue vicine circa 100 miglia. Ora è facile dimostrare, che una nube composta di elementi così rari e dispersi non potrebbe star coerente in virtù della attrazione reciproca fra le sue parti; e che ben presto sotto l’influsso della gravitazione solare essa andrebbe dispersa, ciascuna sua parte descrivendo propria orbita intorno al Sole con proprio periodo.
Così respinta l’idea dell’esistenza di nubi cosmiche in forma di sistemi isolati, gli astronomi furono grado grado condotti a supporre, che la materia meteorica, invece di esser riunita in una o parecchie masse, fosse invece distribuita su tutta l’orbita dalle meteore percorsa, in modo da formare lungh’essa un anello o armilla continua, girante intorno al Sole in forma di un fiume o di una corrente che ritorna in sè medesima. Fu trovato, che questa supposizione rende buon conto delle principali apparenze. Infatti in una simile corrente annulare le orbite speciali percorse dai singoli corpuscoli, che la compongono, sono necessariamente poco diverse fra loro: quindi in un dato luogo della corrente, i movimenti delle particelle, che in un dato istante vi passano, saranno paralleli o prossimamente paralleli fra loro, e le velocità saranno uguali, o a un dipresso uguali. Se noi ora ammettiamo, che la Terra nel suo corso annuale traversi l’anello in qualche punto, le cadute dei corpuscoli sulla sua superficie si faranno tutte anche in direzioni parallele e con velocità uguali: le linee di queste cadute saranno rese visibili dello sviluppo di luce ed appariranno non parallele, ma divergenti da un medesimo punto del cielo, per cagione del fenomeno di prospettiva dichiarato nella lettura precedente. Ma il vantaggio principale che si consegue dalla supposizione delle correnti annulari consiste in questo: che possiamo spiegare la periodicità annuale di una stessa pioggia luminosa, senza essere in alcun modo legati a supporre, che la rivoluzione dei suoi corpuscoli intorno al Sole duri esattamente un anno, o un periodo submultiplo di un anno. Infatti, dato che l’orbita terrestre traversi la corrente in un punto, la Terra giunta in quel luogo si troverà necessariamente immersa nel flusso meteorico, e riceverà la pioggia luminosa che ne deriva. E il fatto si rinnoverà in capo ad ogni rivoluzione della Terra intorno al Sole, qualunque tempo impieghi dal canto suo la corrente delle meteore a terminare il proprio giro.
Questa idea degli anelli meteorici cominciò a farsi strada intorno al 1839, nel quale anno il prof. Erman di Berlino pubblicò una celebre memoria intorno a questo argomento. In essa egli ricerca il modo di determinare la forma e la posizione degli anelli meteorici, e dimostra, che la determinazione del corso delle meteore in questi anelli si può fare come per qualsivoglia altro corpo del sistema planetario, non richiedendosi a questo fine, che la posizione del punto radiante fra le stelle, e la cognizione esatta della velocità, con cui le meteore cadono sopra la Terra. Ora di questi due postulati il primo è facile ad ottenersi coll’osservazione diretta, non così il secondo, cioè la velocità della caduta. Infatti questa velocità è talmente grande, la durata delle apparizioni talmente istantanea, che non si può aver campo a misura esatta, e neppure ad una estimazione sufficientemente approssimata per lo scopo. Aggiungasi a questo, che la resistenza dell’atmosfera modifica rapidamente questa velocità, in pochi istanti distruggendola totalmente; e di questa resistenza non è possibile far alcun calcolo rigoroso, mancando affatto gli elementi a ciò necessarii. Per questa difficoltà è avvenuto, che la teoria astronomica di Erman, sebbene fondata sopra principii astronomici incontestabili, non portò in pratica nessun notevole progresso alla scienza delle meteore, e solo additò una via, per la quale era possibile avanzarsi a cognizioni più solide di quelle che fin allora erano state in corso. Ma varii tentativi eseguiti su questa via, specialmente dagli investigatori americani, non ebbero alcun successo. Lo stesso Erman non osò progredire in essa, e si contentò di assegnare per l’orbita possibile delle Perseidi d’Agosto alcuni limiti, assai lati invero, che dagli studii più recenti furono verificati e riconosciuti esatti. In quel tempo non era possibile procedere più oltre. Neppure fu verificata la celebre teoria di Erman sulle offuscazioni, secondo la quale le correnti meteoriche, frapponendosi fra il Sole e la Terra in certi punti, avrebbero dovuto arrestare per via una parte sensibile della luce e del calore di quest’astro, e produrre periodicamente certe irregolarità delle stagioni. Erman credeva, che in questo modo le Leonidi producessero l’abbassamento di temperatura, che nei paesi settentrionali d’Europa si riconobbe avvenire intorno al 12 maggio. Oggi noi sappiamo, che la corrente delle Leonidi non può frapporsi fra la Terra ed il Sole nel modo indicato, e che l’abbassamento di temperatura in discorso è un fenomeno locale, il quale non si estende al Sud delle Alpi, siccome da lunghe serie di osservazioni termometriche fatte a Milano ed a Torino è stato provato.
Per un quarto di secolo, cioè dal 1839 al 1864, la teoria astronomica delle stelle cadenti rimase fissa al concetto degli anelli di materia rara, circolanti intorno al Sole, ma non progredì niente al di là del punto, a cui l’aveva portata il professore Erman. Non solo non si era riusciti a determinare in modo soddisfacente la grandezza, la forma, e la posizione di alcune delle supposte armille meteoriche, ma non si aveva alcuna idea precisa neppure intorno alla parte, che a coteste singolari formazioni era da assegnare nella gran macchina dell’Universo. Alcuno fra gli investigatori aveva già cominciato a disperare, che si potesse mai venire a nozioni solide intorno a questa materia, e inclinava di nuovo verso la teoria atmosferica, secondo cui le stelle cadenti si riputavano come risultato di qualche processo meteorologico analogo, p.e., alla grandine. I più parevano accostarsi all’opinione già emessa di Olmsted e da Biot, che le orbite delle nubi o delle correnti meteoriche intorno al Sole fossero poco diverse da circoli concentrici, e formassero col loro insieme l’apparenza nebulosa nota sotto il nome di luce zodiacale; cioè costituissero un grande ammasso di forma schiacciata simile ad una lente, col centro nel Sole, e cogli orli estesi nel piano delle orbite planetarie fino a toccare l’orbita della Terra. Humboldt nel Cosmos è stato il divulgatore più autorevole di questo modo di vedere, il quale oggi non appartiene più che alla storia. Ad accrescere la confusione e l’incertezza si aggiunse l’abuso che alcuni facevano della distinzione in meteore sporadiche ed in meteore sistematiche o periodiche, attribuendo ad essa non un significato nominale, ma un senso reale, che non ha in natura alcun fondamento. Nessuna maraviglia quindi, che per tanto tempo molti astronomi abbiano considerato questo studio con una specie di diffidenza o di apatia, come quello da cui non erano a sperare grandi risultamenti; e che intanto godesse in Francia di un trionfo effimero la teoria meteorologica di Coulvier-Gravier, il quale per molti anni credette di ricavare, dalle osservazioni delle stelle cadenti, la spiegazione di certi fenomeni atmosferici, e perfino la predizione del tempo.
Ma quando nel 1864 il prof. Newton, consultando diligentemente le antiche narrazioni di piogge meteoriche, e rettamente interpretandole, ebbe dimostrato, che l’apparizione delle Leonidi si rinnova periodicamente ogni 33 anni ed ¼, ognuno vide chiaramente, che il fenomeno delle stelle cadenti poteva appartenere soltanto all’Astronomia. Bisognava dunque ad ogni costo tentare di avanzarsi, e non servendo il processo regolare dell’induzione scientifica, trovare un’altra strada, foss’anche meno rigorosa e più lunga. Invece di partire dalle osservazioni per stabilire la teoria, si è fatto ricorso alle ipotesi: e dalle conseguenze di queste, per via di deduzione si è cercato di verificare l’accordo colle osservazioni. Con questo metodo, indiretto sì, ma perfettamente rigoroso, si giunse a trovare, che le orbite descritte dalle stelle meteoriche nello spazio sono analoghe, per natura, forma, e disposizione, alle orbite delle comete: che la velocità assoluta delle meteore, quando percuotono l’atmosfera della Terra, è generalmente assai prossima alla velocità che corrisponde al moto parabolico intorno al Sole, e sta alla velocità della Terra nella sua orbita nella proporzione di 141 a 100; che certe comete sono associate a certe piogge meteoriche in modo da descrivere con esse nello spazio orbite identiche; ed infine che molto probabilmente le meteore sono il prodotto della dispersione di materia cometica. La scoperta di questi notabili fatti ha cangiato la faccia della scienza delle meteore e per la prima volta l’ha posta su vere e solide basi.
Che esista qualche relazione intima fra le comete e le meteore non è idea nuova. Fra le stelle cadenti non sono rare quelle, che lasciano nel cielo una traccia più o meno fuggitiva, la quale dà a questi corpi l’aspetto di rapidissime comete. Tale appendice non manca quasi mai alle grosse meteore, ed ai bolidi, dal cui scoppio nascono le cadute di aeroliti, onde avviene talora, che nelle antiche narrazioni tali meteore e tali aeroliti vengono descritte come comete, e confusi con esse. Questo credo fosse il punto di vista di Cardano, allorquando assimilava ad una cometa il gran bolide, del quale più centinaia di pietre caddero sul territorio di Crema il 4 settembre 1511. E senza dubbio dal medesimo argomento fu tratto Keplero a riguardare alcune stelle cadenti come piccole comete. Cotali assimilazioni non hanno per fondamento che una superficiale analogia di apparenze; essendo molto probabile, che la coda delle comete sia il risultato di un processo intieramente diverso da quello che dà origine alle code meteoriche.
Halley pensava, che una materia rara, disseminata per gli spazi celesti venisse a concentrarsi in caduta continua sul Sole, ed incontrando la Terra, producesse il fenomeno delle stelle cadenti. Maskelyne, più ardito di Halley, fece delle stelle meteoriche altrettanti corpi celesti, e pare anzi inclinasse a collocarle fra le comete. Egli scriveva quanto segue all’Ab. Cesaris, astronomo di Brera, sotto la data del 12 Dicembre 1783: «Aggradite un piccolo stampato, che recentemente pubblicai, per esortare i dotti e gl’indotti ad osservare con qualche maggior cura le meteore ignee dette bolidi: Forse risulterà che essi sono comete. Non sdegnate di spendere alquanta fatica in questa cosa, che mi sembra di grande momento, come quella che può condurre a progressi nella Filosofia naturale, fors’anche nella stessa Astronomia».
Nella sua insigne opera sulle meteore ignee, Chladni ha cercato di connettere colle comete la generazione di queste meteore. Nello stabilire l’ipotesi cosmica sulla loro origine egli riguarda come possibili due casi. O le meteore sono ammassi indipendenti di materia, i quali non hanno mai fatto parte dei corpi celesti maggiori, o sono il prodotto della distruzione di un corpo celeste anteriormente esistente. Chladni ha questa seconda ipotesi come possibile, ma ritiene la prima come più probabile. Egli nota, non potersi dubitare che esistano negli spazi celesti molti corpi minori dotati di movimento, i quali talora si rendono osservabili passando davanti al Sole. Secondo Chladni, queste masse disperse sarebbero accumulazioni della materia celeste primitiva, dalla quale si sono formati anche i grandi astri dell’Universo. Molte delle nebulose, che si chiamano irresolubili, altro non sarebbero, che porzioni di detta materia sommamente rarefatta e dispersa in grandissimi spazi. Da tali nebulose pensa Chladni che le comete differiscano soltanto per la piccolezza del loro volume, per il loro isolamento, e forse anche per la maggiore loro densità. Ora le masse minori, che ci appaiono sotto forme di bolidi e di stelle cadenti, non sembrano differire essenzialmente dalle comete. «È anzi probabile, dic’egli, che le comete consistano semplicemente in nubi composte di masse vaporose ed in gran parte pulverulente, le quali siano insieme trattenute dalla reciproca attrazione. Che questa attrazione non valga a perturbare sensibilmente i moti planetarii, è una prova della somma dispersione e tenuità della materia di quelle nubi, attraverso alle quali spesso è avvenuto di osservare le stelle fisse».
Queste idee così notabili di Chladni non furono mai compiutamente dimenticate in Allemagna. Si può trovarne l’eco in diverse pubblicazioni, come nella Meteorologia di Kaemtz, e nell’Astronomia di Littrow. Nel 1859 il barone di Reichenbach pubblicò una memoria sulle reciproche relazioni fra gli aeroliti e le comete, intieramente fondata sul punto di vista di Chladni. Egli immagina, che ogni cometa sia una porzione di materia primitiva, la quale tendendo a concentrarsi secondo le leggi dell’attrazione, finisca per convertirsi in una nebbia di cristalli minuti, e sommamente numerosi. Dall’accumulamento di questi cristalli, prodotto dalla loro attrazione reciproca, suppone poi che nascano gli aeroliti, i quali secondo Reichenbach non sarebbero che una specie di conglomerati: ognuno di essi sarebbe derivato dalla condensazione di una cometa. Esaminando questa immaginosa teoria di Reichenbach, incontriamo a prima giunta ragioni assai forti di dubitare, che nel modo da lui descritto possano nascere masse così compatte e così dure, come sono per lo più quelle dei meteoriti. Ma anche quando tutte le parti di quella bizzarra speculazione non si vogliano ammettere, non è impossibile che in essa si nasconda qualche cosa di vero. La generazione dei corpi celesti dalla agglomerazione di polvere cosmica è stata recentemente appoggiata dal signor Haidinger con tutto il peso della sua autorità. Se io mi fossi proposto di fare qui una storia completa, dovrei citare le opinioni di parecchi altri autori, i quali per via d’induzione più o meno arbitraria furono condotti a sospettare analogie fra le meteore luminose e le comete. Ma nessuno, per quanto è giunto a mia notizia, si è tanto avvicinato al vero, ed ha espresso opinioni tante precise e categoriche sulla relazione di origine fra le comete e le meteore, quanto l’americano Daniele Kirkwood, professore dell’Università dello Stato d’Indiana. La sua teoria tanto si avvicina a quella, la quale oggidì generalmente è riguardata come la più probabile, che il riferirne l’esposizione può avere più che un interesse puramente istorico.
«Diverse opinioni, diceva il professore americano fin dal 1861, hanno gli astronomi riguardo all’origine delle comete; alcuni credono che vengano dal di fuori del sistema solare, altri ne mettono l’origine nell’interno del medesimo sistema. La prima ipotesi è di Laplace, ed è considerata con favore da molti eminenti astronomi.... Prima dell’invenzione del telescopio l’apparizione di una cometa era cosa comparativamente rara. Il numero di quelle, che si resero visibili all’occhio nudo durante gli ultimi 360 anni, fu di 55: cioè in media di 15 per secolo. Presentemente coi telescopi se ne trovano quattro o cinque ogni anno. Siccome molte di queste sono estremamente deboli, sembra probabile, che un numero indefinito di esse, troppo piccole per essere vedute, traversino continuamente il dominio del Sole. Adottando per l’origine delle comete l’ipotesi di Laplace, noi possiamo supporre una quasi continua caduta di materia nebulare primitiva verso il centro del nostro sistema, della quale le gocce, penetrando l’atmosfera della Terra, producano le meteore sporadiche, mentre le masse maggiori formano le comete. L’influenza perturbatrice dei pianeti può avere trasformato in ellissi le orbite di molte delle prime e delle ultime. Egli è un fatto interessante, che i movimenti di varie meteore luminose (o cometoidi, come forse si potrebbe chiamarle) hanno indicato decisamente un’origine esterna ai limiti del sistema planetario.»
«Ma come spiegheremo (prosegue il prof. Kirkwood) in questa teoria i fenomeni delle meteore periodiche? La divisione della cometa di Biela in due parti distinte dà luogo a molte interessanti questioni sulla fisica delle comete. La natura della forza separante resta a scoprire; ma è impossibile dubitare che essa non sia nata dal potere divellente del Sole, qualunque sia stato il modo di operazione.... Molti fatti riferiti dagli storici rendono altamente probabile, se non certo, che altre divisioni di comete, oltre a quella della cometa di Biela, abbiano avuto luogo. Or quella forza, qualunque sia, che ha prodotto una separazione, non può essa ancora dividere ulteriormente? E non potrebbe questa azione continuarsi, fino a che i frammenti siano diventati invisibili? Secondo la teoria oggi generalmente ricevuta, i fenomeni periodici delle stelle cadenti sono prodotti dall’intersezione delle orbite di tali corpi nebulosi con l’orbita annuale della Terra. Ora vi è ragione di credere, che questi anelli meteorici siano molto eccentrici, e sotto questo rapporto intieramente dissimili dagli anelli di vapore primitivo, che secondo la teoria nebulare furono abbandonati successivamente dall’equatore solare; in altre parole, che la materia, di cui sono composti, si muova piuttosto in orbite cometarie, che in orbite planetarie. Non potrebbero dunque le nostre meteore periodiche essere i frammenti di antiche comete ora disfatte, delle quali la materia è stata distribuita lungo la loro orbita?»
Queste speculazioni furono pubblicate nel 1861 in una rivista Americana, ed è probabile che neppure oggi sarebbero giunte a notizia del pubblico astronomico Europeo, se l’Autore stesso non le avesse riprodotte nel 1867 nel suo Trattato d’Astronomia meteorica. Ma nel 1867 queste non erano più novità per i paesi di qua dall’Atlantico; invece di congetture, noi possedevamo già dimostrazioni di molte fra le idee più probabili espresse dal Kirkwood. Che che ne sia, non si può negare al professore Americano il merito di essersi avvicinato alla verità tanto quanto era possibile per via di semplice divinazione.
Ora le divinazioni possono, dirigendo opportunamente le idee degli investigatori, concorrere al progresso della scienza; esse sole però non costituiscono alcun progresso. Anzi l’abuso delle medesime, ottenebrando la via alla verità che pena sempre a farsi luce, può diventare estremamente dannoso. Quante di tali divinazioni vediamo sorgere ogni giorno, che il domani seppellisce inesorabilmente in eterno oblìo? Pur troppo il numero di coloro, che usano la fantasia per istrumento principale delle ricerche scientifiche, è legione: e la confusione che ne nasce nella mente di chi vuol seguire i progressi del sapere è ancora il minore dei mali che ne conseguono. Allo studioso, assediato da ogni parte da bizzarre ipotesi e da mentite scoperte, non rimane altro che racchiudersi in un severo, talora ingiusto, sempre malgrazioso, scetticismo, e non ammettere la certezza fisica, se non là dove trova, dietro proprio esame, che ad appoggio rilucono in modo incontrastabile i fatti, o per lo meno il consenso unanime degli uomini competenti.
Non sarò dunque tacciato d’ingratitudine ed ingiustizia, se dichiarerò, al prof. Newton di Newhaven doversi il merito di aver segnato in questa materia i primi passi, dubbiosi se si vuole e alquanto incerti, sopra di una nuova via, che dovea poi condurre a grandi ed inaspettati risultamenti. Egli è stato il primo nel 1865 a stabilire con molta probabilità, contro l’opinione fin allora prevalente, che le orbite delle meteore non sono prossimamente circolari come quelle dei pianeti, ma che esse si avvicinano a quelle delle comete. Una simile investigazione, fatta poco dopo da me indipendentemente dal prof. Newton, condusse ad un identico, ed anzi più categorico risultamento. Assicurato questo punto di partenza, la via ad ulteriori processi era grandemente appianata. Io non starò qui a spiegare le ragioni, dedotte principalmente dalle speculazioni cosmogoniche di Herschel e di Laplace, nè la serie di deduzioni parte esatte, parte dubbie ed appartenenti più al regno del possibile, che a quello del reale, le quali condussero a sospettare, che fra le meteore e le comete dovesse esistere qualche relazione più intima, che la semplice similitudine nella forma delle orbite. Il passo qui sopra addotto del prof. Kirkwood del resto può darne un saggio. Basterà dire, che tale relazione intima sullo scorcio dell’anno 1866 e sul principio del 1867 si manifestò chiaramente agli occhi di tutti, nella scoperta dell’associazione delle principali correnti meteoriche con altrettante comete in una medesima orbita: associazione in virtù della quale ciascuna delle suddetti correnti fu trovata contenere in sè come parte integrante una cometa, e divenne certo, che ognuna di queste comete è nel suo corso accompagnata da un lungo codazzo di stelle meteoriche percorrenti un’orbita identica a quella della cometa, o poco diversa. Stabilito questo risultato, poco importa di esporre minutamente la via non sempre diritta, per cui ci si pervenne, e meno ancora occupare la storia di queste ricerche collo spettacolo poco edificante delle debolezze umane, da cui non andò immune neppure la scoperta di questi veri. 
Nello scopo di mostrare per qual semplice via oggi si possa riuscire a dimostrare la relazione delle correnti meteoriche colle comete percorrenti una medesima orbita, partirò da un lemma fondamentale e di facilissimo intendimento (fig. 4). Sia S il Sole e P un corpo qualunque slanciato nello spazio nella direzione PT con una certa velocità. Se il Sole non esercitasse alcuna attrazione sopra il corpo P, è palese, che questo continuerebbe indefinitamente la sua strada nella direzione primordiale PT. L’attrazione solare però col suo persistente influsso devierà il cammino del corpo P, nei primi istanti di poca quantità, poi col crescer del tempo di quantità sempre maggiori in guisa che il corpo P finirà per descrivere un’orbita curvilinea, cioè una sezione conica PQ, tangente alla direzione iniziale PT. Se noi ora supponiamo che dopo del primo corpo un altro sia da quel luogo medesimo P slanciato nella direzione stessa PT con la medesima velocità, che fu impressa al primo corpo; manifestamente il secondo corpo si muoverà sotto l’azione di cause identiche a quelle che muovevano il primo, e quindi seguirà esattamente la stessa orbita PQ. Lo stesso si può dire di un terzo e di un quarto corpo, che da P sia spinto nella direzione PT con la stessa velocità che fu attribuita ai primi corpi. Tutti descriveranno l’orbita PQ. E questo esprimeremo generalmente, dicendo, che se da uno stesso punto dello spazio planetario partono più corpi animati da una medesima velocità secondo una medesima direzione, tutti questi punti descriveranno la medesima orbita intorno al Sole. — Inversamente se dalla regione X dello spazio arriveranno più corpi in P con velocità uguale e con direzione identica, potremo concludere, che essi descrivevano intorno al Sole orbite identiche prima di arrivare in P. Infatti se dopo esser giunti in P questi corpi continuano la loro strada, essi percorreranno, per ciò che sopra fu detto, la stessa orbita PQ comune a tutti; dunque comune a tutti era anche l’arco anteriore XP della medesima orbita, essendo impossibile, che più sezioni coniche coincidano intieramente lungo l’arco PQ senza coincidere in tutto il resto del loro corso.
Applicando ora questo lemma alle stelle meteoriche, noi conchiuderemo in prima, che quando più stelle meteoriche cadono sopra la Terra nella medesima direzione con uguale velocità (quando cioè formano una pioggia meteorica divergente da un medesimo radiante), questi corpi hanno percorso, prima di cadere, orbite identiche nello spazio celeste, ed hanno quindi formato una corrente meteorica intorno al Sole. Quindi si giustifica la supposizione per cui si afferma, che ad ogni pioggia di stelle cadenti corrisponde una corrente meteorica nello spazio planetario.
Applicando il medesimo lemma alle comete, diremo. Se l’orbita d’una cometa interseca in un punto l’orbita della Terra, e se la cometa arriva in quel punto con la medesima velocità e con la medesima direzione, con cui vi arriva una corrente meteorica; cometa e corrente saranno astrette a percorrere la medesima orbita intorno al Sole, e si troveranno associate fra loro in modo indissolubile, e vi sarà fra l’una e l’altra una relazione dipendente del modo con cui si generano le une e le altre.
Come esempio consideriamo le Leonidi, che sogliono apparire intorno al 14 Novembre di ogni anno, divergendo da un punto del cielo collocato nella testa del Leone. Questi corpuscoli formano evidentemente una corrente meteorica, i cui elementi percorrono nello spazio press’a poco la medesima orbita; e quest’orbita taglia l’orbita della Terra nel luogo, dove il nostro pianeta suole trovarsi il 14 di Novembre. Ora ricercando nel catalogo delle comete, si trova, che esiste una cometa, cioè la cometa unica del 1866, scoperta dal signor Tempel, la cui orbita anch’essa incontra l’orbita della Terra (o passa vicinissimo all’orbita della Terra) proprio nel punto, in cui il nostro pianeta suole trovarsi il 14 di Novembre. Conoscendo l’orbita della cometa è facile dimostrare, che se la Terra e la cometa arrivassero insieme al punto dove s’intersecano le loro orbite, la cometa cadrebbe sulla Terra, e gli abitatori del nostro pianeta la vedrebbero con spavento arrivare appunto dalla testa del Leone, come farebbe una qualunque delle Leonidi! che se a queste coincidenze aggiungiamo, che il periodo della rivoluzione della cometa del 1866 intorno al Sole è esattamente uguale al periodo dei ritorni delle Leonidi, cioè a 33 anni e ¼; avremo in mano quanto basta per pronunziare con geometrica certezza, che nel punto comune all’orbita terrestre, all’orbita delle Leonidi, ed all’orbita della cometa, le Leonidi e la cometa arrivano nella medesima direzione colla medesima velocità, che quindi le loro orbite coincidono intieramente in tutta la loro estensione; onde una relazione genetica fra la cometa del 1866 e le Leonidi diventa, se non assolutamente certa, almeno probabilissima. «Questa coincidenza, diceva su tal proposito sir J. Herschel, è tale da non lasciar alcun dubbio sulla comunanza d’origine delle meteore e delle comete».
Ma un caso isolato di questa natura offrirebbe ancora alcun punto d’attacco alla critica superlativa, di cui qualche scienziato talora fa pompa quasi per compensare la credulità cieca che mostra in altre cose. Armandosi del calcolo delle probabilità, potrebbe infatti costui dimandare se tale coincidenza non sarebbe forse puramente accidentale? A questa domanda, che fu veramente fatta, la Natura ha risposto nel modo più incontrastabile, offrendo nei quattro casi meglio determinati e più conosciuti di piogge meteoriche, altrettante comete recenti e ben determinate, che percorrono con quelle piogge orbite identiche nello spazio celeste. Il primo caso constatato fu la relazione da me trovata fra le Perseidi del 10 Agosto e la splendida cometa del 1862: secondo venne il caso, notato da Peters, delle Leonidi di Novembre e della cometa del 1866. Il terzo caso fu notato da Galle e da Weiss ed accenna ad un legame fra la prima cometa del 1861 e la pioggia meteorica del 20 Aprile. Finalmente il quarto riguarda la cometa di Biela, la cui relazione con certe meteore anteriormente osservate era già stata fin dal 1867 notata da d’Arrest e da Weiss, e fu splendidamente confermata ed illustrata della bella pioggia meteorica del 27 Novembre 1872. - Oltre a questi casi, alcuni altri se ne conosce, dove la relazione fra comete e piogge meteoriche corrispondenti è meno sicura e più contestabile; onde non ne faremo parola, aspettando che studi e osservazioni ulteriori abbiano a confermarli, o a dimostrarne l’insussistenza.
Nell’intento di mostrare chiaramente all’occhio la forma di queste principali orbite meteoriche e la loro posizione nel sistema solare, ho delineato la Tavola II, nella quale la lunghezza di cinque millimetri rappresenta il raggio medio dell’orbita della Terra intorno al Sole, ossia uno spazio di circa 80 milioni di miglia italiane. In essa, per evitare la confusione, ho disegnato soltanto le orbite dei quattro grandi pianeti superiori, Giove, Saturno, Urano e Nettuno, tralasciando tutte le altre orbite planetarie inferiori, da quelle dei piccoli pianeti in giù. Come è noto, queste orbite sono quasi circolari, sono anche quasi, ma non esattamente, concentriche; esse si trovano giacere in piani poco diversi e si può senza error grave supporre, che tutte quattro siano contenute in uno stesso piano, che è quello del foglio. Il punto S figura la posizione del Sole.
Le quattro curve ellittiche, delineate per maggior chiarezza con diverso modo di tratti nella Tavola II, rappresentano orbite percorse dalle quattro comete poc’anzi mentovate, in compagnia delle correnti meteoriche corrispondenti. Di tali curve la più piccola è segnata con tratto nero continuo, ed è quella percorsa dalla cometa di Biela e dalle meteore del 27 Novembre 1872. Quest’orbita è percorsa nel brevissimo periodo di 6 anni e due terzi; tale è l’intervallo, in capo al quale si verificò più volte il ritorno della cometa, dal 1772, anno della sua scoperta, fino al 1852, anno in cui fu veduta per l’ultima volta. Quanto alla corrente meteorica, la sua struttura e densità è ancor troppo poco conosciuta, per poter affermare che la pioggia meteorica corrispondente abbia a rinnovarsi entro un periodo uguale a quello della cometa. Cometa e corrente però non si allontanano molto dal Sole, e soltanto di poco oltrepassano la distanza di Giove. Il piano della loro orbita non coincide esattamente col piano principale del sistema planetario, ed è inclinato su quello di circa 13 gradi. Quella parte dell’ellisse, che è a destra della linea retta SN1 deve immaginarsi alquanto elevata sul piano del foglio; l’altra parte deve immaginarsi d’altrettanto depressa sotto il medesimo piano. Le saette della figura, che indicano la direzione di tutti i movimenti, mostrano, che la cometa di Biela e le sue meteore girano intorno al Sole nel medesimo senso, in cui intorno al Sole si avvolgono tutti i pianeti.
Quella delle curve, che è seconda in grandezza, ed è segnata con una serie di punti rotondi, rappresenta l’orbita della cometa di Tempel del 1866, e nel medesimo tempo il cammino delle Leonidi del 14 Novembre. La direzione del movimento indicata dalle due saette tracciate lungo l’orbita stessa è contraria alla direzione in cui si muove la cometa di Biela, ed a quella in cui si aggirano intorno al Sole tutti i pianeti; per questo si dice, che la cometa del 1866 e le meteore Leonidi da essa dipendenti hanno un moto retrogrado. Il tempo rivolutivo in quest’orbita è di 33 anni e un quarto, e a quest’intervallo corrispondono non solo successivi ritorni della cometa di Tempel, ma anche rinnovamenti d’intensità della pioggia meteorica corrispondente, come dal 902 in qua per ripetute osservazioni si è fatto manifesto. L’orbita oltrepassa d’alcun poco quella d’Urano, e presentemente si avvicina abbastanza ad essa: ciò che diede occasione ad alcuno di credere, che alle perturbazioni di questo pianeta si deva il breve periodo e la dissoluzione parziale della cometa di Tempel in corrente meteorica. Il piano dell’ellisse è inclinato su quello del foglio di soli 18 gradi: la parte della curva, che è a sinistra della linea SN11 deve immaginarsi sollevata un poco sopra il piano del foglio, l’altra parte d’altrettanto depressa sotto questo piano.
La curva segnata con punti alternamente rotondi e oblunghi, che è più ampia delle due precedenti, è l’orbita delle Perseidi del 10 Agosto, e della grande cometa del 1862 (Cometa 1862 III). Essa è lunga non meno di 48 raggi dell’orbita terrestre e passa al di là di Nettuno in regioni distantissime dal Sole, fuori dei limiti del mondo planetario conosciuto. Non è stato possibile delinearla per intiero nel foglio: si avrà un’idea dell’ampiezza di questa ellisse, osservando che il suo centro si trova fra le orbite di Urano e di Nettuno nel punto segnato C, e che essa si estende al di là di C altrettanto, che di qua del medesimo punto. In questa immensa ovale si aggira la grande cometa del 1862, ed impiega a fare il suo giro 121 a 122 anni, secondo il calcolo del Prof. Oppolzer. La corrente meteorica sembra occupare, colla sua lunghezza, se non tutta questa orbita, almeno una parte considerevole, come è attestato dalla regolarità, con cui si ripete ogni anno l’apparizione delle Perseidi. L’orbita è fortemente inclinata sul piano generale del sistema solare; l’inclinazione del suo piano su quello del foglio bisogna immaginare che sia di 66 gradi; o più chiaramente per aver un’idea esatta della sua posizione bisogna immaginare che tutta l’ovale giri intorno alla retta SN111 come cardine, in modo che la parte a destra della linea suddetta si elevi sopra il piano del foglio all’obliquità di 66 gradi, e il rimanente (che è la porzione di gran lunga maggiore) si abbassi sotto il piano del foglio, girando intorno a SN111 finchè abbia raggiunto una obliquità uguale. L’orbita delle Perseidi giace dunque quasi tutta intiera sotto il piano generale del sistema solare.
Finalmente la curva segnata con punti oblunghi rappresenta una piccola parte della sterminata ellisse percorsa dalla I cometa del 1861 in compagnia delle meteore periodiche del 20 Aprile. Questa ellisse ha una lunghezza più che doppia dell’orbita or or descritta delle Perseidi, e si spinge nello spazio alla distanza di circa 110 raggi dell’orbe terrestre; la rivoluzione non è conosciuta che prossimamente, e si crede essere di 415 anni, o alcuna cosa di simile. Nel disegno non si è potuto segnarne che un piccolo arco, perchè a descriverla tutta sarebbe occorso un foglio di troppo smisurate dimensioni Il suo piano è quasi perpendicolare al piano delle orbite planetarie, onde per aver un’idea della sua vera posizione nello spazio bisogna immaginare che la parte inferiore alla linea SN4 si abbassi sotto il foglio e l’altra parte si elevi sopra d’esso quasi perpendicolarmente, girando ambedue intorno alla linea SN4 come cardine. La pioggia meteorica del 20 Aprile presentemente non è molto splendida, ma è tuttavia discretamente regolare, come risulta dalle osservazioni degli ultimi anni; onde sembra che la corrente meteorica anche qui occupi una porzione notabile dell’ellisse se non tutta intiera l’ellisse.
Tale è la disposizione generale delle principali correnti meteoriche ora attive, di cui si riconobbe la connessione con qualche cometa. Resta ora ad indicare più esattamente la loro relazione coll’orbita terrestre, e a far vedere, quali sono le circostanze del loro incontro col nostro globo. A tal fine adoprerò la figura 5 la quale non è altro che la parte più centrale, e vicina al Sole, della Tavola II, delineata in scala molto maggiore; in essa per vantaggio di chiarezza è stata ommessa l’orbita delle Perseidi e quella delle meteore d’Aprile, come quelle che uscendo molto dal piano generale in cui sono contenute tutte le altre, non possono essere rappresentate in modo confacente allo scopo che ora mi propongo, e domanderebbero un modello a tre dimensioni, non un disegno piano. In questa nuova figura la curva simile a un circolo rappresenta l’orbita terrestre, S il Sole. La curva ovale su cui è scritto: Leonidi indica quella parte dell’orbita delle Leonidi, che ha potuto capire nel foglio: la curva ovale su cui è scritto: Cometa di Biela segna, come nell’altra figura, parte dell’orbita della cometa di Biela e delle relative meteore. Le saette indicano le direzioni dei movimenti. Tutte e tre le orbite trovandosi in piani fra loro poco inclinati, la loro disposizione vera nello spazio differirà poco da quella del disegno. Tuttavia, a cagione della lieve inclinazione delle orbite sul piano dell’orbe terrestre, una parte di queste linee ovali sarà sotto il piano del foglio, l’altra parte sopra; veramente, della porzione qui visibile dell’orbita delle Leonidi nel piano del foglio non vi sarà che il punto T, in cui essa incontra l’orbita della Terra: della porzione qui visibile dell’altra orbita non vi sarà nel piano del foglio altro che il punto T’, dove essa pure incontra l’orbita della Terra.
Consideriamo dapprima l’incontro della Terra colle Leonidi percorrenti la loro orbita ellittica. La Terra giunge al punto T della sua orbita intorno al 14 Novembre, camminando da destra a sinistra. Le meteore di Novembre invece arrivano in T percorrendo la loro ellisse da sinistra a destra: esse camminano incontro alla Terra, e l’urto succede con una velocità quasi uguale alla somma delle due velocità della Terra e delle meteore. La Terra ha in T una velocità di 29 mila metri per minuto secondo, le meteore una velocità di 43 mila metri, l’incontro o l’urto corrisponde dunque ad una velocità di quasi 72,000 metri, e tale è la velocità con cui noi vediamo cadere le Leonidi nella nostra atmosfera. Questa è all’incirca la più grande velocità possibile nelle cadute meteoriche.
Se la corrente delle Leonidi occupasse tutta intiera l’orbita loro, e fosse dappertutto ugualmente densa, ogni anno all’arrivare della Terra in T, cioè intorno al 14 Novembre, dovremmo subire l’urto di una splendidissima pioggia meteorica, come furono quelle del 1799, del 1833, e del 1866. Ma poichè queste splendide piogge hanno il maximum d’intensità in un anno determinato del periodo e tosto affievoliscono nei quattro o cinque anni seguenti, per ridursi a poco o meno che nulla nel resto del periodo di 33 ¼ anni: dobbiamo concludere, che la corrente meteorica occupa sull’orbita colla sua parte più densa un arco non molto lungo; che una parte consecutiva meno densa occupa un’altra porzione eguale a circa un sesto del totale, e che finalmente il resto dell’orbita è quasi vuoto, e che lungh’essa la corrente esiste, ma in un grado estremamente debole di densità. Quando ad intervalli di 33 ¼ anni passa in T la parte più densa, succede il maximum dei grandi ritorni delle Leonidi; nei cinque o sei anni seguenti passa in T la parte di densità mezzana, e si hanno piogge di Leonidi ancora distinte, ma non splendide: nel resto del periodo non rimangon che tracce del fenomeno, come è avvenuto quest’anno e come probabilmente avverrà nei prossimi anni fino alla fine del secolo corrente, quando verso il 1799 e il 1800 rivedremo la parte più densa. La cometa del 1866 si trova in testa a tutta la corrente, e sembra precedere la parte più densa del codazzo.
Assai diversamente si comportano la cometa di Biela e le meteore da essa dipendenti. Queste meteore arrivano nel punto T1 dove si trova la Terra il 27-28 Novembre, con una velocità di circa 40 mila metri per minuto secondo, e vi arrivano inseguendo la Terra, la quale corre verso T1, nello stesso senso, ma con soli 29 mila metri di velocità. La Terra dunque fugge dall’urto, ma essendo meno veloce, è dalle meteore raggiunta, anzi a raggiungerla più presto le chiama colla propria attrazione; calcolato ogni cosa, si trova che le meteore di questa corrente urtano la Terra colla sola velocità di 19 mila metri per minuto secondo, che è quasi quattro volte minore della velocità, con cui abbiam veduto cader le Leonidi. Quindi si spiega l’universale consenso, con cui tutti gli osservatori del fenomeno del 27 Novembre scorso hanno dichiarato, esser stato comparativamente lento il moto apparente delle meteore cadute. Si può altresì spiegare, colla piccola intensità dell’urto, la piccola luce che svilupparono quelle meteore, in comparazione collo splendido fiammeggiare delle Leonidi.
Queste due correnti possono considerarsi come due casi estremi della massima e della minima velocità con cui le stelle meteoriche possono urtare la Terra. Le Perseidi invece, e le meteore del 20 Aprile non incontrano la Terra movendosi oppositamente ad essa, nè la inseguono, ma la prendono di fianco nel suo movimento; le velocità delle loro cadute sono anche di grado intermedio. Le Perseidi cadono colla velocità di quasi 60,000 metri per secondo, le meteore del 20 Aprile con, quasi 51,000 metri.
Questi casi bene conosciuti e studiati di correnti meteoriche possono darci un’idea di quello che sarà per le altre. Stando all’ultimo catalogo pubblicato dal signor Greg, si osserva lungo l’anno la ripetizione periodica di 132 radiazioni distinte. Nè questo è certamente un numero uguale al vero perchè le osservazioni su cui quel catalogo è fondato non sono complete, e di più abbracciano soltanto le radiazioni osservate nell’emisfero boreale della Terra. Stando a quella proporzione, le radiazioni principali visibili in tutto il cielo dovrebbero essere almeno 200. E sebbene io abbia ragione di credere, che anche questo numero sia grandemente inferiore alla verità; pure staremo con esso, e ne conchiuderemo, che la Terra incontra lungo il suo corso annuale almeno 200 correnti meteoriche diverse, descriventi ciascuna con moto periodico la sua orbita intorno al Sole; orbita fortemente ellittica, come quella delle comete periodiche. Queste correnti, assai meno popolate di meteore che le quattro più specialmente descritte qui sopra, non sono neppur esse composte di materia continua, ma contengono minutissimi corpuscoli separati da grandi intervalli, e sono talmente rare, che due o tre o più possono urtare insieme la Terra, e attraversare nel medesimo tempo il medesimo spazio senza offendersi a vicenda: producendo così, nelle notti ordinarie dell’anno, quella confusione di più piogge meteoriche, che aveva da principio condotto all’idea delle meteore sporadiche.
Ma il numero delle correnti meteoriche, che attraversano gli spazi planetarii, apparirà ben ancora più grande, quando si noti, che le 200 correnti sopradette sono legate alla condizione di attraversare in qualche punto il cammino descritto annualmente dalla Terra intorno al Sole; condizione, senza della quale elle non potrebbero incontrare il nostro pianeta e rendersi a noi visibili. Or quale sarà la moltitudine delle correnti meteoriche, le quali, non incontrando l’orbita della Terra, rimarranno in eterno a noi incognite ed inesplorabili? Senza dubbio bisognerà calcolarle per molte e molte migliaia. Così noi vediamo, che lo spazio compreso fra le orbite dei pianeti, e gli altri spazi che stanno dalle due parti del gran piano fondamentale del sistema planetario, non sono già vuoti, o appena raramente visitati da qualche cometa: essi contengono un numero immenso di corpuscoli minuti, raccolti in correnti, e aggirantisi intorno al Sole in orbite allungate. Sebbene a ciascuno di questi corpuscoli non si possa attribuire che una massa piccolissima, pure la lor moltitudine è così sterminata, e lo spazio da essi riempito è talmente grande, che la loro totalità può forse formare una massa non affatto trascurabile nel computo dei movimenti planetarii. L’esperienza futura potrà anche decidere questo punto.
Così il concetto dell’Universo si viene allontanando sempre più dall’ideale geometrico così caro alle nostre menti, e sempre più si viene complicando di particolarità fisiche accidentali, di cui è impossibile tener conto esatto col calcolo. Nè poteva essere altrimenti. Checchè in fatti sia stato disputato in proposito, sarà sempre vero, che l’Astronomia non è una scienza matematica, come volevano gli Antichi e alcuni moderni ancora vogliono; ma una scienza naturale, la quale come scienza naturale vuole esser trattata. L’indole semplice dei suoi problemi la rende più accessibile al calcolo, che le altre scienze naturali, e per questo è avvenuto, che l’analisi e la geometria hanno riportato nel suo campo così luminosi ed insperati trionfi. Ma l’analisi e la geometria qui sono mezzi di studio, non essenza del sapere astronomico: aiuti utilissimi anzi indispensabili, non completa ed unica misura dei fenomeni.