APPUNTI DI ASTRONOMIA 2011-2012

Domenico D’Amato
Andrea Miccoli 

INDICE

16 – CORPI MINORI DEL SISTEMA SOLARE

ASTEROIDI

I corpi minori del sistema solare sono costituiti da quegli oggetti vaganti che orbitano intorno al Sole.

Essi originano da punti di raccolta diversi nel sistema solare e rappresentano parti residue del materiale primordiale della nebulosa planetaria che ha generato tutto il sistema planetario e che non è stato inglobato nei pianeti.

Essi sono gli asteroidi, i meteoroidi e le comete.

Tra l’orbita di Marte e quella di Giove esiste una fascia, compresa tra 1,7 e 4 UA (Unità Astronomiche), in cui sono distribuiti abbastanza uniformemente a un’infinità di asteroidi, che vanno dal sassolino all’oggetto cosmico di dimensioni considerevoli.

Essi rappresentano la maggioranza degli asteroidi presenti nel sistema solare, per questo motivo prende il nome di “fascia principale degli asteroidi”.

La fascia ha delle zone prive di asteroidi; le orbite relative corrispondono a semplici funzioni del tempo orbitale di Giove: 14, 1/3, 12, 2/3,…

Ciò significa che gli asteroidi inizialmente presenti su queste orbite sono entrati in risonanza con l’azione gravitazionale ricorrente di Giove e sono stati scagliati lontano.

Alcuni di questi hanno acquisito delle traiettorie che intersecano le orbite di uno o più pianeti (Terra compresa) e, nel caso estremo, possono impattare con un pianeta: Mercurio, Luna e Marte, hanno la superficie disseminata di ferite inferte da questi corpi vaganti.

La Terra stessa ne presenta diversi, anche se i segni sono stati attenuati dall’erosione della pioggia e del vento.

Il primo corpo celeste di natura asteroidale scoperto è stato Cerere (da agosto 2006 promosso a pianeta nano), osservato dall’astronomo italiano Giuseppe Piazzi presso l’osservatorio di Palermo nel 1801.

Seguirono a breve, Pallade da parte di Olbers nel 1802 e Giunone da parte di Harding nel 1804.

Cerere ha un periodo orbitale di circa 4,6 anni ed un diametro di circa 1.000 km.

Gli asteroidi che sono fuori della cintura principale appartengono a diverse famiglie:

– i cosiddetti NEO (Near Earth Object = oggetti vicini alla Terra) sono quelli, che per la forma della loro orbita, possono avvicinarsi pericolosamente alla Terra; appartengono a questa classe di oggetti i gruppi Amor, Apollo ed Atena;

– i Centauri, sono asteroidi che circolano tra Saturno e Nettuno;

– i Transnettuniani o Kuiperoidi, sono quelli provenienti dalla cintura di Kuiper, con semiasse maggiore compreso tra 30 e 38 UA (Unità Astronomiche);

– i Troiani, asteroidi che sono posti sulla stessa orbita di Giove, nei punti Lagrangiani, così chiamati in onore del matematico Lagrange, che per primo teorizzò l’esistenza di questi punti particolarmente stabili nei confronti dell’azione gravitazionale del Sole e di Giove stesso. Tali punti si trovano sul vertice di un triangolo equilatero, di cui un altro vertice è occupato da Giove e l’altro ancora dal Sole (vedi fig 16.1).

 

Fig, 16.1 – Posizione dei Troiani sull’orbita di Giove

Fig, 16.1 – Posizione dei Troiani sull’orbita di Giove

Molti di questi oggetti sono rivelabili al telescopio, anche se con difficoltà, durante fotografie di lunga posa; eventuali asteroidi di sufficiente luminosità, presenti nel campo stellare, lasciano una traccia che si differenzia dalla forma puntiforme delle stelle (sempre che l’inseguimento per contrastare la rotazione terrestre sia stato soddisfacente).

La loro visione telescopica è molto difficile perché sono degli oggetti piccoli e solitamente scuri.

I meteoroidi sono quei corpi celesti che si manifestano come meteore.

Essi sono generalmente i residui lasciati da comete lungo la loro orbita.

Quelli con dimensione molto piccola, inferiori al centimetro, quando impattano con l’atmosfera vaporizzano ad un’altezza compresa tra 90 e 120 km, lasciando dietro una piccola scia luminosa.

Dimensioni superiori (comprese tra 1 cm e 50 cm) danno luogo ai bolidi, oggetti molto brillanti che lasciano una scia persistente in cielo e talvolta anche un rumore prolungato di tuono.

I corpi più grossi sono generalmente d’origine asteroidale e raggiungono gli strati più bassi della atmosfera e talvolta raggiungono il suolo ove, se individuati per tempo, possono essere recuperati e prendono il nome di meteoriti.

Dal punto di vista osservativo, sono importanti i cosiddetti sciami meteorici, formati dal materiale residuo di comete transitate in passato e che, impattando con l’atmosfera terrestre, determinano una pioggia più o meno consistente di meteore o bolidi, che offrono in determinati periodi uno spettacolo molto suggestivo.

Esistono diversi sciami, il più famoso è quello delle Perseidi (anche conosciuto come Lacrime di San Lorenzo), che raggiunge il suo culmine intorno al 10 agosto.

Il nome deriva dalla costellazione di Perseo, la zona di cielo da dove sembrano provenire le meteore.

Questo sciame è formato dai detriti lasciati dalla cometa Swift-Tuttle.

Un altro sciame è quello delle Leonidi, che ha il suo massimo intorno alla metà di novembre.

Il nome deriva dalla costellazione del Leone, da cui la pioggia di meteore sembra provenire.

Responsabili di questo sciame sono i detriti lasciati dalla cometa Tempel-Tuttle.

Cronache del tempo riferiscono che in Venezuela, la notte del 12 novembre 1799, si videro oltre 60.000 meteore in due ore! Una pioggia innaturale che spaventò la popolazione.

A Boston (USA) si contarono oltre 240.000 meteore in tutta la notte.

Esistono altri sciami minori, che sono meno appariscenti perché interessano orbite di comete passate molto tempo addietro e di cui la maggior parte del materiale si è oggi disperso.

In uno sciame meteorico, si chiama radiante quel punto di cielo da cui sembra generarsi tutto lo sciame. infatti, registrando su una mappa stellare più tracce di meteore, pur avendo direzioni diverse, notiamo che tutte sembrano provenire da un punto preciso nel cielo: appunto, il cosiddetto radiante.

Lo sciame prende così il nome dalla costellazione che contiene il radiante.

COMETE

Le comete sono dei corpi celesti di dimensioni limitate, variabile da pochi chilometri a qualche decina di chilometri: la Hyakutake 1996 B2 aveva un diametro di circa 2-3 km, la P/Swift-Tuttle ha un nucleo di circa 24 km e la Hale-Bopp ha un nucleo stimato tra 20 e 40 km.

Il nucleo è composto per lo più da acqua ghiacciata e da altri materiali non consolidati, per questo gli viene anche dato la denominazione di palla di neve sporca.

I materiali di cui sono composte le comete, a differenza degli asteroidi, quando si avvicinano al Sole sublimano, dando vita a molteplici getti di materiale, che viene disperso nell’intorno (la chioma) e dietro (la coda).

La spinta del vento solare (l’insieme delle particelle ad alta energia generate dall’attività solare) disperde il materiale in senso radiale (vedi fig 16.2).

Fig 16.2 – Le comete sviluppano la coda dalla parte opposta del Sole, in senso radiale

Fig 16.2 – Le comete sviluppano la coda dalla parte opposta del Sole, in senso radiale.

I segni di sublimazione dei materiali volatili hanno inizio quando la cometa si trova a circa 5-6 UA di distanza dal Sole.

Le comete originano da un raggruppamento di materiale primordiale noto col nome di nube di Oort.

Tale nube si estende fino a circa 100.000 UA, circa un terzo della distanza tra il Sole e la stella più vicina, Proxima Centauri, che di è circa 270.000 UA, ossia circa 4 anni-luce.

Le comete si dividono in due grandi classi: comete di corto periodo e comete di lungo periodo.

Le comete di corto periodo sono quelle che ritornano entro 200 anni.

Hanno un’orbita molto eccentrica rispetto ai pianeti ma compresa interamente entro il sistema solare.

Le comete di lungo periodo sono quelle che ritornano dopo oltre 200 anni.

Sono caratterizzate da un’orbita iperbolica e non ellittica e non sembrano provenire da un punto preciso del sistema solare o dai suoi dintorni.

Molte di queste sono state viste una sola volta: la Kohoutek ha un periodo calcolato che eccede i 70.000 anni!

Non tutte le comete hanno una traiettoria che permette loro di sopravvivere al Sole: la maggior parte finisce per precipitarvi sopra nella fase di avvicinamento.

Altre possono essere perturbate dall’azione gravitazionale dei grandi pianeti (ad esempio Giove) e, cambiando direzione potrebbero finire così per impattare qualche pianeta (se succedesse alla Terra i risultati sarebbero catastrofici).

Le comete costituiscono un campo di notevole interesse nell’osservazione amatoriale, soprattutto perché l’eventuale scopritore ha il diritto di dargli un nome (anche il proprio).

Tale pratica oggi è diminuita notevolmente per l’esistenza di sonde spaziali, deputate alla ricerca sistematica delle comete: agli amatori sono rimaste soltanto le briciole.

Benché le comete inizino ad avere una chioma ed una coda a distanza di 5 o 6 UA dal Sole, è comunque troppo debole per essere osservata dalla Terra con mezzi amatoriali.

Una cometa diventa interessante ad una visione telescopica quando è molto vicina al Sole.

Una eventuale ricerca deve perciò essere fatta (soprattutto per quelle più deboli) nelle vicinanze del Sole e quindi prima dell’alba e subito dopo il tramonto.