centoannicentoannidat ungus ka datungus ka
annuncio pubblicitario
Planetario Milano 28 febbraio 2008 Luigi Bignami CENTO ANNI DA TUNGUSKA Un' esplosione da 1 megatone sprigiona un'energia equivalente a quella di un miliardo di chilogrammi di tritolo. • L'onda d'urto fece quasi deragliare alcuni convogli della Ferrovia Transiberiana a 600 km dal punto di impatto. • A 500 chilometri alcuni testimoni affermarono di avere udito un sordo scoppio e avere visto sollevarsi una nube di fumo all'orizzonte. • Fino a 1.000 Km di distanza venne udito il rumore dell’esplosione NEL 1938 PRIME RIPRESE AEREE… PRIME RICERCHE: 1927 – 1939 LEONID KULIK SE FOSSE CADUTO SU ROMA… SI TROVA UN IPOTETICO CENTRO PRIMO RILIEVO DELLA DISPOSIZIONE DELLE PIANTE VARIE SPEDIZIONI: L’ULTIMA NEL 2002 CUI SI RIFERISCONO LE IMMAGINI SOLI 20 METRI DI DIAMETRO “Era come la Luna, ma non come il Sole” Testimoni: Si trova a 40 km di quota 2 secondi prima dell’esplosione “Era come il Sole” Testimoni: Si sono fusi 30 cm di “corteccia” Si trova a 26 km di quota 1 secondo prima dell’esplosione Temperatura circa 10.000 gradi La luce è 100 volte più forte del Sole La maggior parte dell’energia è rilasciata in 0,2 secondi Esplosione ! L’energia non raggiunge il suolo, ma il calore che si produce è tale da incendiare la foresta per un diametro di 120 Km Si formano raggi UV che sono assorbiti dall’aria circostante E’ simile ad un’esplosione nucleare. Gli alberi vengono scortecciati e ridotti a “pali telefonici” 30 secondi dopo l’esplosione l’onda d’urto raggiunge il suolo. QuickTime™ e un decompressore Codec YUV420 sono necessari per visualizzare quest'immagine. INVECE E’ STATO STUDIATO CON SONAR E MICROSISMICA DA SEMPRE POCO STUDIATO E QUASI SEMPRE SNOBBATO SI TRATTA DEL LAGO CHEKO FORSE SI E’ TROVATO UN CRATERE DA IMPATTO DI UN FRAMMENTO SCOPERTO L’EPICENTRO DELL’ESPLOSIONE ULTIMI DATI PERU’ - 2007 GUYANA FRANCESE – 1935 BRASILE – 1930 EGITTO – 2300 a.C. Corpi minori Fascia Principale Pianeti Oggetti Trans nettuniani Intorno al Sole Altri Satelliti pianeti esterni: giganti gassosi con complessi sistemi di anelli e satelliti vicino al Sole (fino a Marte 1,53 AU) pianeti terrestri relativamente piccoli ma con alte densità Pianeti più di 400.000 corpi di diametro medio superiore ai 100 km. (oltre 30AU) Comete a breve periodo Fascia di Edgeworth–Kuiper Comete ~ oggetti trans nettuniani oggetti molto friabili rocce e ghiacci di varia natura tra i quali predomina il ghiaccio d’acqua. Comete a lungo periodo fino a 100.000 AU Comete ~ Nube di Oort Gas ionizzati e polveri (≈ 100 milioni di km) CODA Vasta nebulosità (≈105 km) di gas e polveri emessi dal nucleo CHIOMA Piccolo corpo solido (≈ alcuni km) NUCLEO COMETE Carbonacea Silicatica Metallica ( Fe – Ni) classe classe classe C S M 1,8 – 3,3 AU, tra le orbite di Marte e Giove. Si conoscono con esattezza orbite di oltre 100000 di essi mentre 160000 si hanno orbite preliminari Oggetti prevalentemente rocciosi, composizione superficiale: di di le di Asteroidi ~ Fascia Principale corpi primitivi, ultimi resti di una popolazione di piccoli oggetti ( i “ planetesimi“) che agli albori del Sistema Solare si aggregarono per formare gli attuali pianeti ed i loro satelliti. Differenze di composizione dovute alle regioni di formazione delle 2 popolazioni ( distanze diverse dal Sole => Ambiente e temperature diverse ) Asteroidi e comete hanno la distanza perieliaca dal Sole inferiore ai 1,3 AU un asteroide o una cometa diventano NEO quando i loro parametri orbitali vengono modificati in modo da permettere incontri ravvicinati con la Terra Near Earth Objects 4. Inner Earth Objects ( IEOs) Orbite completamente interne a quella terrestre 3. Aten Orbite che incrociano l’orbita terrestre a < 1,0 AU e afelio Q > 0,983 AU 2. Apollo orbite che incrociano quella terrestre q < 1 ,017 e semiasse maggiore a > 1 ,0 AU 1. Amor orbite esterne alla terrestre Perielio q tra 1,017 e 1,3 AU Classificazione NEO Q = afelio a= semiasse maggiore q = perielio NEO gli IEOs sono presumibilmente meno numerosi. Di essi si sa poco per la difficoltà di osservazione da Terra: solo di sera e di mattina Gli apollo hanno un’orbita più grande di quella terrestre e il periodo di rivoluzione intorno al Sole > 1 anno. amor e apollo costituiscono il 90% degli NEOs. Near Earth Objects NEO NEAR mathilde 27.06.2007 - GALILEO gaspra 1991 e ida 1993 I frammenti possono esser trasportati anche da effetti non gravitazionali Collisione catastrofica nella cintura asteroidale di oggetti in risonanza: i frammenti possono essere in essa inseriti ed immessi in orbite più vicine al Sole Evoluzione orbitale di un oggetto costretto a muoversi sotto l’influenza gravitazionale di un certo numero di oggetti di massa non trascurabile asteroidi asteroidi gaspra 29.10.1991 NEO NEO Traiettoria del NEO fino all’uscita dalla sfera assimilabile ad una iperbole: può cambiare velocità e parametri orbitali Si annulla l’azione del Sole: il moto del NEO è influenzato dal pianeta Il NEO entra nella sfera di influenza del pianeta mP dP −Sun × 3 3MSun Sfera di influenza del pianeta: Variazioni dell’orbita anche per influenza dei pianeti interni nel caso di “incontri ravvicinati” asteroidi NEO effetto della radiazione solare Riemissione della radiazione sotto forma di fotoni: effetto razzo che spinge il corpo nella direzione opposta I frammenti non localizzati nella risonanza vi possono esser trasportati da effetti non gravitazionali ( tipo Yarkovsky ) asteroidi NEO γ (t ) = log[v (t ) /v 0 ] in cui v(t) è la soluzione delle equazioni del moto relativo, linearizzate intorno alla soluzione in esame con condizione iniziale v(0)=v0 dove limt → ∞ γ (t ) MOTO CAOTICO: per condizioni iniziali molto simili si ottengono orbite con parametri orbitali che divergono esponenzialmente su tempi scala dell’ordine del coefficiente di Liapunov: asteroidi NEO Schwassmann-Wachmann 3 14.12.1995 Modifica dell’orbita da parte dei pianeti, soprattutto quelli di massa maggiore o più distanti dal Sole Esaurimento del materiale volatile comete Cratere di Mancouagan Canada Caduta sui pianeti terrestri Espulsione dal Sistema Solare (per gli effetti gravitazionali di Giove) Caduta sul Sole Pochi milioni di anni: vita dei NEO PERICOLOSITA’ la conoscenza della composizione chimica e della struttura di tali oggetti => condizioni in cui 4.6 miliardi di anni fa si formarono i pianeti Comete e asteroidi: resti inalterati del processo di formazione del sistema solare, formati nelle stesse condizioni in cui si formarono i pianeti Perché ci interessano i Neo? Albedo dimensioni Osservazioni radiometriche: Caratterizzazione della composizione superficiale Osservazioni spettroscopiche: Periodo di rotazione Forma Struttura a grande scala utilizzo di strumenti medio – grandi per far luce sulle proprietà fisiche e sulla composizione. Osservazioni fotometriche: Problema: esigue dimensioni e basse luminosità Caratterizzazione Fisica composizione degli oggetti osservati Problema: materiali diversi in proporzioni variabili, che danno origine a bande complesse spesso in mutua sovrapposizione Attualmente: nota la composizione superficiale del 10% dei NEOs conosciuti Composizione della superficie dei corpi del Sistema solare privi di atmosfera: i minerali presenti in superficie producono bande di assorbimento individuabili negli spettri osservati. Il confronto con gli spettri ottenuti in laboratorio per materiali meteoritici, terrestri o sintetici noti Lo studio spettroscopico della luce solare riflessa dalla superficie in V e NI (spettroscopia di riflettanza) Determinazione di: dimensioni Forma rotazione densità Mappatura della superficie dell’asteroide Missioni spaziali Caratterizzazione fisica si sono sistematicamente mossi in differenti posizioni su ognuna delle immagini Esse vengono poi comparate per vedere se alcuni NEO prese nella stessa regione di cielo. A distanza di diversi minuti, 3 o più immagini CCD sono Scoperta intervallo di tempo, a date potenza e frequenza, dalla parabola di 70 m di Evpatoria in Ucraina L’eco viene ricevuto dall’antenna parabolica di 32 m di Medicina Un segnale ad onda continua viene trasmesso in un (EM) ESEMPIO: radar bistatico Evpatoria – Medicina RADAR BISTATICO Riconoscimento a grande distanza di bersagli mobili nello spazio circumterrestre: Acquisizione Analisi dell’eco ricevuta Scoperta ACN012 23.03.2001 ADAS dimensioni caratteristiche orbitali generali luminosità distanza dalla Terra direzione in cui sembra stia viaggiando separazione della posizione da un’immagine all’altra Nuovo NEO Scoperta Recupero diretto al telescopio all’apparizione Identificazione dell’oggetto con dati già esistenti Accidentale riscoperta dell’oggetto “PRECOVERY” : ricerca di un recupero diretto con materiale di archivio (foto o CCD) 4 metodi per la raccolta dei dati astrometrici ad una seconda apparizione: Osservazioni di recupero Tale impatto fu provato per identificazione da satellite del cratere di Chicxulub, nello Yucatan: datazione radiometrica epoca K – T ~ 65x10 6 anni fa estinzione di massa dei dinosauri (?????!!!!!) (epoca K-T transizione Cretaceo – Terziario) risultato dell’impatto sulla Terra di un oggetto di oltre 10 km di diametro pericolosità Meteorite: è il meteoroide che giunge al suolo Se il meteoroide è sufficientemente grande può dare origine ad un bolide Meteora: emissione luminosa dovuta a vaporizzazione in atmosfera del meteoroide Meteoroide: corpo nello spazio interplanetario Caduta in atmosfera di meteoroidi quota in cui tutta l’energia di impatto si deposita Altitudine AIRBUST zb Scenari in atmosfera diametro <~4 km, il collasso del cratere intermedio è nel cratere semplice altrimenti si ha un cratere complesso (b) (c) 170 crateri da impatto ~10m ÷300km Il cratere transiente è un passo intermedio nello sviluppo del cratere definitivo (a) Crateri di impatto Air blast Effetti sismici radiazione termica effetti Arizona Crater air blast profondità dell’acqua nel sito d’impatto la profondità dell’oceano sull’intero all’osservatore la configurazione della linea di costa… percorso dall’impatto Si generano tsunami, ma la loro stima dipende da molti parametri: Però uno strato d’acqua profondo abbastanza può interamente sopprimere gli effetti sismici La radiazione termica e gli effetti dell’air blast non cambiano in presenza di una colonna d’acqua, rispetto ad un impatto sul suolo della stessa energia. Impatti in mare Riduzione della luce e della fotosintesi produzione di specie di gas climaticamente attive: riduzione ulteriore della quantità di luce piogge acide esaurimento dei livelli di ozono enormi incendi su vaste aree polveri, melma e gas nell’atmosfera terrestre Per energie di impatto 106 Mt (diametro 1,5÷3 km) Potenziali effetti globali Probabilità di impatto X energia dell’oggetto impattatore Nel 1999 convegno internazionale “ IMPACT” a Torino: Scala di Torino Collisione ad alta probabilità con un grande oggetto. Distruzioni su scala globale. Pianificazioni di interventi per eventi previsti in meno di un secolo, specialmente per determinare urgentemente e in modo conclusivo se vi sarà impatto. Collisione sicura, ma distruzioni su scala locale. Eventi 1-50 volte per 1000 y Collisione sicura, ma distruzioni su scala regionale, 1 volta ogni 1000-10 5 y Collisione sicura, con catastrofe climatica su scala globale. Eventi < 1 volta ogni 10 5 y 7 8 9 10 Come il 3, ma distruzioni su scala regionale. A conoscenza delle autorità pubbliche e delle masse se l’incontro avverrà in meno di un decennio 4 Incontro ravvicinato, probabilità di impatto elevata ma con distruzioni su scala globale. Pianificazioni di interventi per incontri previsti in meno di un trentennio Incontro sicuramente ravvicinato, probabilità di Impatto ≥ 1%. Collisione con distruzioni locali. A conoscenza delle autorità pubbliche e delle masse se l’incontro avverrà in meno di un decennio. 3 6 Probabilità incontro ravvicinato > media, ma probabilità collisione molto bassa 2 Incontro ravvicinato, probabilità di impatto elevata e distruzione su scala regionale. Pianificazioni di interventi per incontri previsti in meno di un decennio E’ previsto un passaggio vicino la Terra con eventualità di collisione estremamente improbabile. 1 5 Probabilità di collisione ≈ 0 . Piccoli oggetti come meteore e corpi che si bruciano nell’atmosfera 0 Nessun preavviso Da un mese ad un Ogni possibile anno misura: emergenza La cometa HYAKUTAKE, apparsa nel 1996, passò alla minima distanza dalla Terra milioni diEvacuazione km) solo 2 mesi Da 0 a(~15 30 giorni della dopo la sua scopertazona di impatto Cometa di lungo periodo / asteroide mai individuato Cometa di lungo periodo / asteroide appena scoperto Asteroidi / comete Pericolo immediato Risposta urgente senza margine di errore Anni o decine di anni Tipo di oggetto Orbite incerte Possibili azioni Decine o centinaia Missioni spaziali a Asteroidi di anni lungo termine Tempo di preavviso Orbite ben definite Categoria Tempo di preavviso NEAT : Near Earth Asteroid Tracking program Dal 1995, 2 sistemi automatici collocati nel Sito di Sorveglianza Spaziale di Maui (Hawaii) e all’Osservatorio di Monte Palomar (California). Entrambi usano un telescopio di 1,2m. LINEAR : Lincon Near Earth Asteroid Research program Dal 1998, Aeronautica Militare USA e NASA. Socorro (New Mexico). 3 telescopi: 2 GEODSS da 1 m e uno da 0,5 m LONEOS : Lowell Observatory Near Earth Objects Search Dal 1998, telescopio da 0,6 m a Flagstaff, Arizona Spacewatch Dal 1984, Steward Observatory del complesso Kitt Peak, Arizona. 2 telescopi: uno da 0,9 m e uno da 1,8 m Programmi di ricerca dei NEO Catalina Sky Survey Dal 1998, segue entrambi gli emisferi con 3 telescopi: un telescopio di 0,7 m, situato a Monte Bigelow (20 km a nord di Tucson, Arizona), uno di 0,5 m al Siding Spring Observatory, Australia e uno di 1,5 m alla stazione Mt. Lemmon dello Steward Observatory (18 km a nord di Tucson) The Japanese Spaceguard Dal 2000 dalla NASDA, dal National Aeronautic Laboratory e dalla Space and Techonology Agency. A Bisei, Honshu, un telescopio da 1 m e uno da 0,5 m. ADAS : Asiago DLR Asteroid Survey Dal 2001, situato ad Asiago-CimaEkar, Italia. Joint venture tra il Dipartimento di Astronomia dell’Università di Asiago, l’Osservatorio Astronomico di Padova e il DLR Institute of Space Sensor Technology and Planetary Exploration, BerlinAdlershof, Germania. Telescopio di 0,6 m Programmi di ricerca dei NEO Lanciata il 24.10.1998, ripreso il nucleo della cometa Borrelly Deep Space 1 Lanciata il 17.02.1996, ha esplorato gli asteroidi Mathilde e 433 Eros, sul quale è atterrata NEAR (Near-Earth Asteroid Rendez-vous) Lanciata il 18.10.1989 con missione diretta verso Giove. Ha esplorato Gaspra e Ida (di cui ha scoperto il satellite Dactyl) ed ha osservato la caduta della Shoemaker-Levy 9. Galileo Missioni spaziali Lanciata in dicembre 2004, il 4.07.2005 ha lanciato un proiettile di 370 kg sul nucleo della cometa Tempel1 ad una velocità di 12 km/s. il foro sulla crosta ha provocato un’emissione di gas e polveri che si sono espansi a 700-1000 km/h Deep Impact Lanciata il 02.03.2004 è diretta verso la cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko (2014) Rosetta Lanciata il 09.05.2003 ha campionato l’asteroide Itokawa Hayabusa (Muses C) Missioni spaziali distruzione Spinta continua Tecniche nucleari Tecniche non nucleari Le tecniche per ridurre e mitigare gli effetti di un impatto sulla Terra sono raggruppabili in 2 categorie: impulsiva Dalla attuale conoscenza è difficile prevedere l’esatta quantità di energia necessaria a frammentare e disperdere l’asteroide La forza da applicare può essere: deflessione 2 possibili strategie Tecniche di intervento La spinta impulsiva viene determinata dal rinculo della massa espulsa 2. direttamente sulla superficie dell’asteroide: l’esplosione provoca un enorme cratere che espelle materiale dall’asteroide Impulso istantaneo che poi si distribuisce sul resto dell’asteroide: DEFLESSIONE 1. ad una certa distanza dalla superficie: la radiazione prodotta dall’esplosione vaporizza il lato esposto dell’asteroide 2 modalità: Esplosioni nucleari Esplosioni nucleari Problemi: enormi costi per notevole massa del proiettile da portare nello spazio e difficoltà per la corretta traiettoria di impatto sparare un proiettile contro l’asteroide in modo da rilasciare un impulso che ne modifichi leggermente l’orbita 1. TRASFERIMENTO DI ENERGIA CINETICA: 5 modalità: Tecniche non nucleari 2. prima di azionare i motori bisogna cambiare l’orientazione dell’asse di rotazione dell’asteroide, in modo che esso sia orientato nella direzione parallela al moto orbitale PROPULSIONE DI TIPO CHIMICO, ELETTRICO O NUCLEARE: attaccare un motore a ioni all’asteroide e accendere la spinta propulsiva nella direzione desiderata in questo modo si può variare il periodo di rivoluzione dell’asteroide. problema: la rotazione dell’asteroide intorno al proprio asse cambio continuo della direzione del getto degli ioni del “rimorchiatore spaziale” Tecniche non nucleari Difficoltà: complessità delle manovre nello spazio necessarie a mantenere la giusta orientazione e, nel caso dello specchio, la giusta distanza rispetto al bersaglio. Per le vele vi è la degradazione della superficie riflettente a causa dei gas e delle polveri provenienti dalla vaporizzazione della superficie del bersaglio Gli SPECCHI orbitano intorno l’asteroide raccogliendo la radiazione solare e focalizzandola sulla superficie. La concentrazione di energia vaporizza il materiale presente sulla superficie del corpo creando una corrente di spinta Le VELE SOLARI vengono attaccate all’asteroide. La spinta necessaria per la deflessione viene fornita dalla pressione della radiazione solare. 4. SPECCHI E VELE SOLARI: Tecniche non nucleari 3: 2: 1: Al momento un sistema di difesa contro la minaccia di impatto sulla Terra di un asteroide o una cometa è ostacolato per i seguenti motivi probabilità bassa degli eventi di impatto confrontata ai tempi di evoluzione del genere umano. altissimi costi di un tale sistema di difesa per un pericolo a così bassa probabilità urgenze di tipo sanitario e alimentare e per catastrofi naturali che si verificano con frequenze ANNUALI! Problema: 5. FORZE NON GRAVITAZIONALI si ricopre almeno parzialmente la superficie dell’asteroide con materiale ad alta riflettività. Tale materiale amplifica la spinta fornita dalla radiazione solare sulla superficie dell’oggetto. Problema: la spinta al momento ricavabile è modesta. Tecniche non nucleari scoprire fino al 90% di tutti i NEO di diametro maggiore di 1 km nei prossimi anni Importanza dello studio dei NEO Pericolosità dei NEO Tempistica dell’intervento Conclusioni (*) EPA, Environmental Protection Agency; TCE, tricloroetilene. Causa della morte Probabilità Incidente automobilistico 1 su 100 Assassinio 1 su 300 Incendio 1 su 800 Incidente con armi da fuoco 1 su 2.500 Impatto con asteroide o cometa (limite inferiore) 1 su 3.000 Contatto elettrico 1 su 5.000 IMPATTO CON ASTEROIDE O COMETA 1 su 20.000 Incidente aereo 1 su 20.000 Inondazione 1 su 30.000 Tornado 1 su 60.000 Puntura o morso velenoso 1 su 100.000 Impatto con asteroide o cometa (limite superiore) 1 su 250.000 Incidente con fuochi artificiali 1 su 1 milione Avvelenamento da cibo con botulino 1 su 3 milioni Acqua con contenuto di TCE al limite EPA (*) 1 su 10 milioni
