willkürliche Beweiswürdigung(staatsrechtliche Beschwerde gegen das Urteil des Obergerichts des Kantons Luzern [II. Kammer als Appellationsinstanz nach StPO] vom 8. Juli 1999 [21 98 61]), hat sich ergeben: A.- Das Obergericht des Kantons Luzern als Appellationsinstanz fand W._ am 8. Juli 1999 schuldig: - der mehrfachen Gefährdung des Lebens (Art. 129 Abs. 1 aStGB), - des Diebstahls (Art. 137 Ziff. 1 aStGB), - der Freiheitsberaubung (Art. 183 Ziff. 1 Abs. 1 StGB), - der Notzucht (Art. 187 Abs. 1 aStGB), - des unvollendeten Notzuchtversuchs (Art. 187 Abs. 1 aStGB i.V.m. Art. 21 Abs. 1 StGB), - der mehrfachen Vergewaltigung (Art. 190 Abs. 1 StGB), - des mehrfachen Vergewaltigungsversuchs (Art. 190 Abs. 1 StGB i.V.m. Art. 21 Abs. 1 StGB) und - der Gewalt und Drohung gegen Beamte (Art. 285 Ziff. 1 StGB). Es stellte das Strafverfahren wegen Amtsanmassung nach Art. 287 StGB und mehrfachen Führens eines Personenwagens trotz Führerausweisentzugs nach Art. 95 Ziff. 2 SVG infolge Verjährung ein. Das Obergericht bestrafte W._ unter Annahme einer in mittlerem Grade verminderten Zurechnungsfähigkeit mit 7 Jahren Zuchthaus (abzüglich 1'518 Tage Freiheitsentzug), teilweise als Zusatzstrafe zum Urteil des Gerichtspräsidenten II von Interlaken vom 1. Dezember 1989. Es ordnete unter Aufschub des Strafvollzugs die Verwahrung von W._ nach Art. 43 Ziff. 1 Abs. 2 StGB an, verbunden mit einer psychotherapeutischen Behandlung (Dispositiv Ziff. 4). B.- W._ erhebt staatsrechtliche Beschwerde mit dem Antrag, das Urteil des Obergerichts (bezüglich Ziff. 4 des Dispositivs betreffend die Verwahrung) aufzuheben, die Sache zur Neubeurteilung an die Vorinstanz zurückzuweisen und ihm die unentgeltliche Rechtspflege zu gewähren. C.- Das Obergericht des Kantons Luzern beantragt in der Vernehmlassung, die Beschwerde abzuweisen, soweit darauf einzutreten sei. Es sei in erster Linie von der Diagnose des Gutachters ausgegangen. W._ habe die Durchführung stationärer Massnahmen in Kliniken durch Flucht verunmöglicht. Die Rückfallgefahr sei nach wie vor hoch. Die Staatsanwaltschaft des Kantons Luzern beantragt in der Vernehmlassung, die Rechtzeitigkeit der Beschwerde und die Frage, ob ein emeritierter Professor als Rechtsvertreter vor Bundesgericht auftreten dürfe (Art. 29 OG), zu prüfen. Sie bringt in der Sache vor, das Obergericht habe sich hauptsächlich am neuesten Gutachten orientiert. W._ bringe aktenwidrig vor, er habe sich stets und hartnäckig um eine (stationäre) Therapiebemüht. DieBeschwerdeseiabzuweisen. 