A un siglo del paso del cometa Halley

por Santiago Paolantonio

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(Versión 7/8/2018)

Otras entradas en las que se incluye información sobre el  cometa Halley:

• El Halley y otros cometas. Capítulo 21. Córdoba Estelar.
• Estudios sobre cometas realizados desde Argentina
• Historia del Observatorio Astronómico de Córdoba (pp. 63-66)

A pesar que el último acercamiento del cometa Halley fue en 1986, sin dudas el ocurrido hace 100 años es el más recordado por su espectacularidad. El retorno de este objeto en 1910 despertó un gran interés en el mundo científico, teniendo en cuenta que sería la única visita del mismo que podrían estudiar los astrónomos de ese momento – dado que su período es de casi 77 años –, utilizando una nueva generación de grandes instrumentos. Los cálculos mostraban que pasaría a una distancia muy pequeña de la Tierra – para los estándares astronómicos –, de modo que las condiciones que presentaría para su observación serían excepcionalmente favorables. Además, las efemérides indicaban que la Tierra transitaría a través de la cola del cometa, lo que determinó un atractivo adicional.

“Desde muchos años antes de su aparición, éste, el más famosos de los cometas, fue esperado con el más vivo interés por los astrónomos. No solamente como uno de los más impresionantes espectáculos de la naturaleza, sino como una oportunidad muy extraordinaria de estudiar uno de los más importantes miembros de esta clase de cuerpos excepcionales. Investigaciones de toda clase, se proyectaron y métodos determinados de solución se planearon con larga anticipación a la aparición del cometa. Aparatos fueron construidos y guardados hasta que “Halley llegara”

C. D. Perrine, Resultados del Observatorio Nacional Argentino, volumen 25

Los habitantes del hemisferio sur tuvieron una privilegiada visión de este extraordinario astro luego de su paso por el perihelio, y como no podía ser de otro modo fue intensamente estudiado por el Observatorio Nacional Argentino desde la ciudad de Córdoba y por el Observatorio Astronómico de La Plata^[1].

Las observaciones del cometa se vieron favorecidas por el hecho que en ese período el cielo estuvo mayormente despejado y a pesar de que la Luna molestó durante el momento de mayor acercamiento, el eclipse total ocurrido el 23 de mayo de 1910 posibilitó una visión espectacular del cometa.

En noviembre de 1680 fue avistado a simple vista un brillante cometa que, luego de dirigirse al Sol, reapareció nuevamente a fines de ese año, manteniéndose visible por varios meses. En contra de las afirmaciones de que se trataba de dos cometas distintos, el astrónomo inglés John Flamsteed, propuso la hipótesis de un astro único. Utilizando las leyes propuestas por Newton y contando con los datos  observacionales logrados por Flansteed, otro inglés, Edmond Halley, predijo el retorno de este notable cuerpo para el año 1758, expuesto en “Una Sinopsis de la Astronomía de Cometas” publicado en el Philosophical Transactions en 1705. Veintisiete años después de la muerte de Halley, su predicción se cumplió^[2]. La verificación de este pronóstico, fue la consagración definitiva de la teoría de la gravitación y la mecánica newtoniana. Desde entonces, el cometa llevaría el nombre de “Halley” (Ejemplar existente en la Biblioteca OAC, digitalizado por el autor).

A medida que se aproximaba el momento en que el Halley se haría visible, el público se interesó vivamente en el astro, hecho que se vio reflejado en los diversos artículos periodísticos sobre el mismo y la publicidad comercial, que se hicieron eco de su llegada.(Caras y Caretas 1910).

La espera del Halley terminó el 11 de septiembre de 1909 cuando en Herdelberg, (Alemania) Max Wolf lo divisó en la constelación de Géminis. La noticia se difundió inmediatamente por todo el mundo, en Córdoba aparece el anuncio del avistamiento el 15 de ese mismo mes, y días más tarde se publica un extenso artículo en el diario La Nación de Buenos Aires, firmado por C. D. Perrine, director del Observatorio Nacional. (La Voz del Interior, 15/09/1910 y La Nación, 8/10/1910).

El Dr. Thome en 1907 había encargado al fabricante de instrumentos Profesor Hans Heele del Optisches Institut de Berlín, un telescopio fotográfico con un objetivo doblete de 178 mm de diámetro y 110 cm de distancia focal, que se destinaría a la observación del gran cometa. Lamentablemente su construcción se atrasó y el instrumento llegó “cuando Halley no era más que un recuerdo” (C. D. Perrine, RONA Vol. 25). La calidad de la imagen no era buena por lo que se utilizó poco. Fue desarmada para fines de la década de los 30, empleándose la montura en la cámara Schmitd de 20 cm de diámetro de lente, fabricada durante la década de 1950. El anteojo guía fue montado en el telescopio de Bosque Alegre con igual fin. El objetivo de la cámara se encuentra hoy en el Museo Astronómico del Observatorio (Archivo OAC, Museo Astronómica).

En su acercamiento al Sol, el Halley se ubicó muy al norte, de modo que debió esperarse hasta el 30 de noviembre para lograr la primera observación desde Córdoba, realizada por Charles D. Perrine (1867-1951), director del establecimiento, utilizando el refractor de 30 cm, ocasión en que es descripto como débil, con un pequeña coma en la que se manifestaba una condensación central brillante.

El astrónomo Enrique Chaudet (1881-1967) lo “recuperó” al avistarlo nuevamente el 12 de abril, luego de una larga espera (Archivo OAC, Museo Astronómico).

A partir de ese momento se realizaron mediciones con el micrómetro montado en el refractor, que continuaron hasta el 3 de febrero de 1910, cuando el cometa no era posible observarlo por encontrarse muy cerca del Sol.

En La Plata el cometa fue divisado luego de su paso por el perihelio el 16 de abril de 1910, por el Presbítero Dr. Fortunato Devoto (1872-1941), director interino del Observatorio de esa ciudad. Esta observación fue realizada desde el palacio obispal, pues los altos árboles que rodeaban el observatorio impedían hacerlo desde el mismo (La Prensa, 17/4/1910).

A mediados de mayo (de 1910) el cometa al alcanzar su mayor tamaño adquirió proporciones magníficas. Ofreció entonces un espectáculo verdaderamente pasmoso en su majestad silenciosa, únicamente igualado, en los fenómenos celestes, por un eclipse total de Sol… El aire ya invernal de esas madrugadas en que esperábamos su salida no parecía helar nuestras carnes más de lo que se helaban nuestros ojos al ver ascender al cometa con su aspecto acerado y frió sobre el horizonte de la Pampa oriental. Durante casi todo el mes de mayo el cometa fue mi espectáculo maravilloso. La quincena antes de su mayor aproximación a la Tierra estuvo en su mayor apogeo y su as­pecto fue suficientemente pavoroso para despertar recelosos temores a quien no conociera la verdadera naturaleza del fenómeno. Con su cola gigantesca que cubría desde el horizonte hasta el cenit, en la que durante algunos días se distinguía claramente una bifurcación, do­minó el cielo matutino hasta ser borrado por el Sol. Poco después de su mayor acercamiento a la Tierra, empezó a disminuir de tamaño y brillo aparentes y a fines de junio su aspecto fue ordinario. Más tarde en agosto, cuando fue visible por la última vez, no era más que un miembro ordinario de la familia.”

Perrine C. D., Resultados Observatorio Nacional Argentino, Vol. 25

Los trabajos continuaron hasta el 22 de agosto, pudiendo observarse en 68 de las 83 noches transcurridas. El 25 de ese mismo mes se lo avistó débil y cercano al horizonte. A partir de esa noche los intentos fueron infructuosos hasta que el 5 de noviembre se abandonó la búsqueda.

Las observaciones realizadas consistieron en la determinación de posiciones con micrómetro, fotografía, espectroscopía y fotometría.

En la límpida noche del lunes 18 de abril, el fotógrafo de la institución Federico Symonds (1879-1920) logra la primera placa útil, identificada con el número 2454. (Archivo OAC, Museo Astronómico).

11 de mayo de 1910, exp. 26 min

26 de mayo de 2010, exp. 1h 15min

En mayo se une al trabajo el otro fotógrafo del observatorio, Robert Winter (1872-1940). A lo largo de los meses se lograron cientos de tomas utilizando las placas Lumiere Azul y Violeta empleadas para el proyecto de la Carta del Cielo, las que fueron reveladas por los mismos fotógrafos al terminar las exposiciones. (Archivo OAC, Museo Astronómico)

Ayudado por su esposa, que se encargaba de registrar los datos, el Dr. Perrine realizó numerosas tomas con una cámara «portrait—lens», con óptica de John Brashear y montura elaborada por George Saegmüller, comprada durante la administración de Thome (diámetro de objetivo 12,5 cm y 65 cm de distancia focal – relación focal 5 – campo de visión de 17°). El objetivo de este trabajo era estudiar la estructura de la cola. También se efectuaron con esta cámara las placas destinadas a las mediciones del brillo del cometa. Esta cámara se encuentra en el Museo Astronómico del OAC^[3]. (Archivo OAC, Museo Astronómico)

Las placas fueron medidas por Symonds y los cálculos realizados por la única astrónoma del observatorio la Dra. Ana E. Glancy (1883-1956).

Las dificultades que se debieron afrontar durante estos trabajos fueron numerosas, en especial con el telescopio astrográfico, el director hace referencia a todas ellas en el volumen 25 de los Resultados

“… fallas en la iluminación de los círculos graduados, en el seguimiento del telescopio y dificultades con la luz de la Luna que molestaba durante las tomas cuando se acercaba a su plenitud. También las numerosas reparaciones en el edificio molestaron la tarea; el tiempo poco favorable; fallas en el postigo de exposición, y la enfermedad del observador”.

Perrine C. D., Resultados Observatorio Nacional Argentino, Vol. 25

Pero sin dudas, la más singular fue el problema con un miembro de la familia del observador, que casi fallece como consecuencia de una riña durante un día de campo luego de un servicio religioso. Para cerrar esta larga lista de infortunios, Perrine agrega que durante la mejor serie de exposiciones ¡un cohete luminoso de señales paso frente al lente del telescopio cuando fue lanzado por una comisión cercana!

Los  estudios espectrométricos se realizaron empleando un prisma objetivo. Para este fin, se solicitó oportunamente a Carl Lundin de la compañía Alvan Clark e hijos, un prisma de vidrio flint, con un ángulo de refringencia de 20°, apto para utilizarse con objetivos de 125 milímetros. Sin embargo, en marzo del año siguiente, los fabricantes le anuncian que les era imposible conseguir en tan corto tiempo el bloc de vidrio para fabricarlo. Ante esta circunstancia, gestiones de último momento y gracias a la intervención del profesor Emil Hermann Bose, director del Laboratorio de Física de la Universidad de La Plata, se consiguió a préstamo un prisma de 60°.

Los espectros se obtuvieron cuando el cometa era más brillante, en los meses de mayo y junio de 1910. Se utilizaron dos lentes diferentes, el objetivo de un pequeño anteojo de tránsito portátil, de 7,5 cm de diámetro y 70 de distancia focal, y un objetivo de 5 cm de diámetro y 18 de distancia focal. Se montaron solidarias al tubo del Gran Ecuatorial. (Archivo OAC, Museo Astronómico).

Dado que el trabajo espectrométrico fue realizado con instrumentos no muy adecuados y resultó escaso, sus resultados se emplearon principalmente para llenar los vacíos existentes en los estudios efectuados en otros observatorios.

La más importante  investigación proyectada para el Halley, fue la determinación de su brillo.

Con la intención de salvar el inconveniente de comparar la imagen extensa del cometa con las puntuales de las estrellas de comparación, se empleó el método de fotografías extrafocales. En éste, las fotografías del cometa y de su entorno estelar, son obtenidas moviendo la placa (entre 8 y 15 milímetros) de la posición de enfoque. De esta manera, las imágenes formadas resultan ser pequeños círculos, todos de igual tamaño, con lo que se elimina la mayor parte de las dificultades. (Archivo OAC, Museo Astronómico).

La obtención de las placas y su posterior medición, resultó ser un trabajo sumamente arduo. Debieron solucionar numerosos inconvenientes, que implicaron limitar las mediciones a la zona cercana al núcleo del cometa y durante la época en la que éste presentó el mayor brillo – 21 de abril al 12 de junio –.

Se lograron en total 40 placas, las que fueron medidas 16 años más tarde. No queda claro cuáles fueron las razones de tanto atraso en el comienzo del trabajo. Tal vez se debió a la imposibilidad de resolver los problemas que implicaba la medición o a la demora en la llegada del fotómetro para realizar las mismas. Esto sin embargo, no da respuesta al porqué no se publicaron las restantes observaciones realizadas.

Se planeó realizar las mediciones fotométricas con un microfotómetro de Hartmann. Pero debido a la aparición de los tubos termoeléctricos y el fotómetro desarrollado por Harlan T. Stetson, que presentaba ventajas muy significativas, se gestionó la fabricación del instrumento en los laboratorios de Harvard. Sin embargo, su elaboración se demoró excesivamente, por lo que se resolvió construir en el mismo observatorio un microfotómetro utilizando un tubo fotoeléctrico comprado para la observación automática de tránsitos con el círculo meridiano. El instrumento pudo ser confeccionado gracias a la colaboración del ingeniero electricista J. T. Rodwell, empleado del Ferrocarril Central Córdoba. Finalmente las determinaciones se realizaron con este último dispositivo y el de Hartmann.

La idea era iluminar la placa y medir con el tubo fotoeléctrico la luz que pasaba por las imágenes del cometa, así como la de varias estrellas cercanas, cuya luminosidad se conocía. De este modo, por comparación, sería posible encontrar el brillo del cometa.

Fotómetro construido en el observatorio para medir el brillo del Halley. La fuente de luz consistía en una lámpara eléctrica alimentada por un acumulador de 6 volts, y un espejo cóncavo proveniente de un viejo farol de acetileno de automóvil, plateado al dorso. La placa fotográfica estaba soportada por un dispositivo que permitía su movimiento horizontal y verticalmente. Un diafragma circular fijo, limitaba la iluminación a una región de diámetro apenas mayor que el de las imágenes. Una lente permitía enfocar la imagen sobre el tubo fotoeléctrico (Archivo OAC, Museo Astronómico).

Microfotómetros de Hartmann del Observatorio Nacional Argentino, comprado a la casa Otto Toepfer & Sohn de Potsdam, Alemania en 1912. Imagen tomada a mediados del siglo XX (Archivo OAC, dig. S. Paolantonio).

Volumen 25 de los Resultados del Observatorio Nacional Argentino dedicado al cometa Halley. En él se describe las observaciones realizadas y se proporcionan numerosas tablas con los resultados. Se incluyen 55 fotografías tomadas con el telescopio astrográfico y 39 con la cámara Saegmüller-Brashear.

A pesar de los atrasos en la aparición del volumen, las observaciones fueron de gran utilidad para fijar la órbita y predecir el retorno del cometa para 1986^[4].

El primero en realizar este trabajo fue el astrónomo Jorge Bobone, quien efectuó los cálculos para la determinación de la órbita definitiva del cometa Halley, con la cual, teniendo en cuenta la acción de todos los planetas conocidos, se fijó la fecha de su retorno al perihelio. Esta tarea, que le insumió varios años, estaba en sus comienzos para 1942^[5].

El Dr. Zenón Pereyra del Observatorio Astronómico de Córdoba, en 1984, realizó nuevamente la medición de las placas fotográficas obtenidas en 1910. Las placas fueron digitalizadas empleando la máquina Optronic ^[6], existente en la sede del European Southern Observatory  en Garching, Alemania, y posteriormente las imágenes se procesaron con los programas informáticos diseñados en esa institución.

De las posiciones determinadas sobre unas 100 placas, se seleccionaron algo más de una veintena. Se utilizaron junto a las de otros observatorios, para la determinación de la órbita de intercepción de la sonda Giotto, lanzada exitosamente por la Agencia Espacial Europea y que logró imágenes cercanas del núcleo del cometa. Las posiciones obtenidas resultaron con residuos respecto a la órbita adoptada sumamente pequeños, en palabras de Pereyra «impensadas para la época en que fueron obtenidas las placas», que lo considera un:

«Mérito de la gente que tomó las placas, en las que era posible discernir – para las seleccionadas – perfectamente dentro de la coma la zona nuclear del cometa, sin ningún tipo de corrimiento (trail); de una atmósfera del centro de Córdoba del año 1910 sumamente transparente y además muy bien guiadas, con un instrumento que poseía una antigua relojería de pesas.»

Pereyra 2010

El trabajo realizado con las placas de 1910 fue noticia (La Voz del Interior, 17/11/1985).

Las mediciones fotométricas, más de medio siglo después, fueron utilizadas para los estudios de la evolución del núcleo y su interacción con la radiación^[7].

Referencias

• Minniti, E. y Paolantonio, S. (2009). Córdoba Estelar, Historia del Observatorio Nacional Argentino, Observatorio Astronómico – Editorial de la Universidad Nacional de Córdoba, Córdoba.
• Paolantonio, S. y Minniti, E. (2009). Historia del Observatorio Astronómico de Córdoba, en Historia de la Astronomía Argentina, Ed. Romero G., Cellone S. y Cora S., AAABS N° 2, Asociación Argentina de Astronomía, La Plata.
• Pereyra, Z. (2010). Comunicación personal.
• Perrine C. D., Winter R., Symonds F. y Glancy A. E. 1934 Observaciones del Cometa Halley durante su aparición en 1910, su posición, brillantez, espectro, etc., con 100 ilustraciones, Apéndice Cometa Mellish, Resultados del Observatorio Nacional Argentino, Volumen 25, Imprenta de la Universidad Nacional de Córdoba.

[1] ← Desde luego el Halley fue estudiado por los observatorios y entusiastas de toda Latinoamérica, por ejemplo desde el Observatorio Nacional en Santiago por su director F. Ristenpart y más al norte por el mexicano Graciano Ricalde Gamboa, quien calculó una órbita parabólica del cometa.

[2] ← Los avistamientos históricos de este cometa se dieron en los años -239, -163, -86, -11, 66, 141, 218, 295, 374, 451, 530, 607, 684, 760, 837, 912, 989, 1066, 1145, 1222, 1301, 1378, 1456, 1531, 1607, 1682, 1759, 1835, 1910, 1986. El próximo ocurrirá en el 2061.

[3] ← La cámara Saegmüller-Brashear fue utilizada por última vez en Bosque Alegre en la búsqueda de novas organizada por la Agrupación Telescopium en la década de 1980 (E. Minniti, S. Paolantonio, R. Melia, J. Tromboto, L. Trumper).

[4] ← Zadunaisky P. E. (1962) Preliminary report on a new computation of the orbit of Halley’s Comet, The Astronomical Journal, Vol. 67, p. 286.

[5] ← Un adelanto del trabajo fue presentada en el Pequeño Congreso de Astrofísica realizado en Córdoba en 1942 con motivo de la inauguración de la Estación Astrofísica de Bosque Alegre – Bobone Jorge (1942) El Congreso de Astronomía y Física realizado en Córdoba, Predicción del próximo retorno del Cometa Halley, Revista Astronómica, Tomo IV, N° IV, p. 242 –.

[6] ← Este dispositivo es un prototipo destinado a la digitalización de placas fotográficas. Cuenta con una gran mesa de granito suspendida sobre un colchón de aire, lo que asegura la uniformidad del movimiento en dos coordenadas y que permite digitalizar en forma precisa las placas.

[7] ← Schleicher D. G. y Schelte J. B. (1991) Comet p/Halley periodic brightness variations in 1910, The Astronomical Journal, Vol. 101, N°2, pp.706-712.

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El Dr. Zenón Pereyra del Observatorio Astronómico de Córdoba, en 1984, realizó nuevamente la medición de las placas fotográficas obtenidas en 1910. Las placas fueron digitalizadas empleando la máquina Optronic, existente en la sede del European Southern Observatory  en Garching, Alemania, y posteriormente las imágenes se procesaron con los programas informáticos diseñados en esa institución.

De las posiciones determinadas sobre unas 100 placas, se seleccionaron algo más de una veintena. Se utilizaron junto a las de otros observatorios, para la determinación de la órbita de intercepción de la sonda Giotto, lanzada exitosamente por la Agencia Espacial Europea y que logró imágenes cercanas del núcleo del cometa. Las posiciones obtenidas resultaron con residuos respecto a la órbita adoptada sumamente pequeños, en palabras de Pereyra «impensadas para la época en que fueron obtenidas las placas», que lo considera un:

«Mérito de la gente que tomó las placas, en las que era posible discernir – para las seleccionadas – perfectamente dentro de la coma la zona nuclear del cometa, sin ningún tipo de corrimiento (trail); de una atmósfera del centro de Córdoba del año 1910 sumamente transparente y además muy bien guiadas, con un instrumento que poseía una antigua relojería de pesas.» (Pereyra 2010).