ASSOCIAZIONE
LIGURE ASTROFILI POLARIS O.N.L.U.S.
Piazza Palermo 10 B
GENOVA
SOLO DI PASSAGGIO NEI NOSTRI CIELI
COME VIANDANTI SOLITARI ED OCCASIONALI
METEORE COMETE SATELLITI ASTEROIDI
GUERRINI PIERO
Luglio 2015
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PREFAZIONE
Questo elaborato vuole essere una base di partenza utile
soprattutto a chi da profano o da neo astrofilo si avvicina all'astronomia;
è predisposto per successivi ed eventuali aggiornamenti, integrazioni e
revisioni suggeriti da esperti del settore.
La relazione, utilizzando anche testi di garantita attendibilità citati
in bibliografia, cercherà di definire nel modo più semplice possibile (per
poi poterli meglio individuare) tutti gli oggetti grandi e piccoli che
vediamo nei nostri cieli “solo di passaggio” e quindi in modo non
ripetitivo come fanno le stelle ed i pianeti. Infatti meteore, stelle cadenti,
comete o satelliti sono termini comuni che troppo spesso ed
impropriamente sono usati guardando i cieli limpidi in una notte d'estate;
è molto più appagante distinguere questi “viandanti solitari” per divertirsi
a cercarli, avvistarli ed osservarli nella volta celeste.
Cominciamo perciò ad esaminare le varie tipologie.
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PARTE PRIMA: LE METEORE
La meteora è un lampo di luce che produce un oggetto piccolo e
solido quando questo entra dallo spazio esterno nell'atmosfera terrestre
a velocità fantastiche comprese fra 11,2 e 72,8 Km/sec, si riscalda e si
rende visibile sotto i 100/150 chilometri dal suolo. Comunemente viene
anche chiamata “stella cadente”. Il riscaldamento è prodotto dalla
pressione dinamica generata dalla fortissima compressione dell'aria.
L'aria si riscalda e a sua volta riscalda il piccolo “intruso” che perde
massa lasciando una scia luminosa prodotta dalla ionizzazione dell'aria e
dal corpo in questione.
Le meteore sono prodotte da meteoroidi e meteoriti qui di seguito
illustrati.
Meteoroidi
Il meteoroide è un corpo solido di piccole dimensioni che nello
spazio ruota intorno al Sole e di solito è un frammento di asteroide o di
cometa. Qualche volta può provenire da altri pianeti rocciosi o dalla
Luna. I meteoroidi cometari sono composti da particelle più soffici
provenienti dalle polveri lasciate dalle comete; mentre quelli asteroidali
hanno grandezza variabile che va da una particella microscopica a quella
di un grosso sasso.
Meteoriti
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Il meteorite è un oggetto solido, sempre proveniente dallo spazio,
ma caduto sulla superficie terrestre; in sintesi è un meteoroide
abbastanza grande da raggiungere il suolo terrestre senza disintegrarsi
prima.
Ogni giorno, da stime attendibili, toccano terra più di 100
tonnellate di meteoriti; per il loro grande valore scientifico presso astrofili
e scienziati sono molte le persone che li cercano e li raccolgono.
Sono composti da roccia o da ferro (più esattamente si tratta di
una lega quasi inossidabile di nichel e ferro) o entrambi.
Per questo motivo i meteoroidi si possono dividere in rocciosi,
ferrosi, ferro-rocciosi a seconda della loro composizione.
Meteore sporadiche, palle di fuoco e bolidi
Se in una notte scura si intravede una stella cadente, cioè un
lampo di un meteoroide in caduta casuale, è probabile che si tratti di una
meteora sporadica. Se invece appaiono molte meteore che provengono
tutte da una stessa porzione di cielo, è certo che ci troviamo di fronte ad
un sciame meteorico o ad una tempesta meteorica.
Una meteora parecchio luminosa si chiama palla di fuoco; molti
esperti astrofili annoverano tra queste le meteore che superano la
luminosità di Venere, quando questa è visibile. In ogni caso una palla di
fuoco segnala la sua presenza con un bagliore rilevabile anche se non si
guarda il cielo. Ogni volta che si vede una palla di fuoco di luminosità pari
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ad almeno quella prodotta dalla mezza Luna, è probabile che la stessa
tocchi il suolo. I meteoriti appena caduti hanno un importante valore
scientifico per gli scienziati, per cui quando un appassionato astrofilo
avvista una palla di fuoco, sarebbe conveniente annotare l'ora
dell'evento, registrare la posizione e se possibile disegnarne in una carta
del cielo la traiettoria rilevata.
Un bolide è una palla di fuoco che al suo passaggio produce un
successivo suono acuto e che può esplodere o meno. Il rumore che si
sente è causato dal meteoroide che supera la barriera del suono; in altre
parole il corpo viaggia più veloce della propagazione del suono nell'aria.
Può capitare che una palla di fuoco si spezzi per la pressione
esistente; in tal caso è possibile avvistare due o più meteore vicine e
contemporanee che viaggiano nella stessa direzione.
Spesso succede che una meteora duri pochi attimi ma lasci dietro
di se la scia che dura qualche secondo o addirittura qualche decina di
secondi; in rari casi viene distorta dai venti in quota come quella degli
aerei.
Tutti gli appassionati del settore sanno che dopo la mezzanotte il
numero delle rilevazioni meteoriche aumenta; tutto questo perché in
quelle ore ci si trova nella parte della terra che si sta muovendo “in
avanti” spazzando i meteoroidi. Invece dopo mezzogiorno fino a
mezzanotte ci si trova nella parte posteriore del pianeta ed in questo
caso sono i meteoroidi che devono “agganciare” la terra, entrare
nell'atmosfera e rendersi visibili. I meteoroidi sono come i moscerini che
sporcano maggiormente il lunotto anteriore di un'auto in corsa rispetto a
quello posteriore.
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Tempeste di meteore
Normalmente, se si guarda con attenzione e continuità, si può
rilevare qualche meteora in un'ora. Tuttavia durante l'arco di un anno ci
sono momenti particolari in cui il numero di meteore visibili sale a 20/50
in un'ora se il cielo è sereno, privo di chiarore lunare e d'inquinamento
luminoso. Questi eventi speciali sono le tempeste di meteore che si
verificano quando la Terra attraversa una fascia composta da miliardi di
meteoroidi lasciati lungo la sua traiettoria da una cometa in orbita attorno
al Sole.
La zona o il punto da cui la tempesta sembra provenire si chiama
radiante. La tempesta più conosciuta è quella delle Perseidi che in
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genere annovera circa 80 meteore all'ora e che deve il suo nome perché
sembrano nascere dalla costellazione di Perseo (radiante); tale tempesta
è la più nota in quanto si manifesta in agosto quando le notti in genere
sono più serene e gli osservatori più numerosi.
Volendole elencare in modo cronologico, le tempeste di una certa
importanza sono:
1) Le Quadrantidi che si osservano il 3-4 gennaio con 90
meteore/ora circa.
2) Le Liridi che si osservano il 21 aprile con 15 meteore/ora circa.
3) Le Eta Aquaridi che si osservano il 4-5 maggio con 30
meteore/ora circa.
4) Le Delta Aquaridi che si osservano il 28-29 luglio con 25
meteore/ora circa.
5) Le Perseidi che si osservano il 12 agosto con 80 meteore/ora
circa.
6) Le Orionidi che si osservano il 21 ottobre con 20 meteore/ora
circa.
7) Le Geminidi che si osservano il 13 dicembre con 100 meteore/ora
circa.
Il radiante delle Quadrantidi è la costellazione del Boote, ma la
tempesta prende il nome della costellazione che ivi si trovava sugli atlanti
del XIX secolo. Oltre al nome sembra che le Quadrantidi abbiano perso
anche la cometa che le generava.
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Le Geminidi è una tempesta meteorica che sembra provenire da
un asteroide, più che da una cometa, anche se si tratta di una cometa
spenta che non “sbuffa” più gas e polveri per formare coda e chioma
(elementi illustrati più avanti).
Le Leonidi sono una tempesta meteorica che compare ogni anno il
17 novembre senza dare particolare spettacolo. Tuttavia nell'anno 1966
e negli anni 1999, 2000, 2001, 2002 (trentanni dopo) fu rilevato un
numero straordinario di meteore. Il prossimo grande spettacolo è previsto
nel 2032.
Rispetto all'elenco sopra esposto un normale osservatore non
vedrà mai dei tassi meteorici così elevati perché i dati ufficiali fanno
riferimento a situazioni di visibilità ideali. Inoltre l'intensità delle tempeste
varia da anno in anno proprio come avviene per le piogge.
Per registrare gli eventi meteorici occorrono semplicemente un
orologio, un quaderno, una penna e una luce fioca (meglio se di colore
rosso) per vedere ciò che si scrive. Una luce bianca può ridurre la
capacità visiva almeno per 10/30 minuti. Ogni volta che si guarda il cielo
si deve lasciare ai nostri occhi il tempo per abituarsi al buio (adattamento
alla visione notturna).
Per individuare la direzione migliore per osservare le meteore
occorre piegare il capo in modo da inquadrare quella porzione del cielo di
poco più alta rispetto al punto equidistante tra orizzonte e zenit. Non è
necessario mettersi di fronte al radiante previsto
perché le meteore
sfrecciano nel cielo, compaiono e scompaiono, e possono essere visibili
anche fuori dalla zona di provenienza. Invece è possibile “estrapolare”
indietro la traiettoria per risalire al radiante; se si riesce ad individuare un
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radiante comune a più meteore vuol dire che si è davanti ad uno sciame
meteorico e non ad una coincidenza di meteore sporadiche.
Se invece guardando il radiante si vedono delle meteore molto
brillanti ma di poca durata, significa che si stanno dirigendo verso la
posizione dell'osservatore; per fortuna i meteoroidi in genere sono piccoli
e non arrivano al suolo!!
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PARTE SECONDA: LE COMETE
Le comete provengono dalle profondità del sistema solare e si
avvicinano alla terra a intervalli regolari; sono grossi ammassi di ghiaccio
e polvere che visivamente si muovono lentamente nel cielo. Tra le
comete più note vi è quella di Halley che si mostra ogni 75/77 anni;
l'ultima volta è passata nel 1986 ed il prossimo giro sarà nel 2061. Si farà
vedere nel 2072 anche Hale-Bopp (fig.4) che già nel 1997 è stata molto
più luminosa di Halley. Ed infine è doveroso citare anche la cometa
67P/Churyumov Gerasimenko famosa non per la sua luminosità ma per
la recente missione “Rosetta” sviluppata dall'ESA (Agenzia Spaziale
Europea) che ha consentito il 12/11/2014 l'atterraggio su di essa di una
sonda con il suo lander attrezzato per fare importanti analisi scientifiche
al fine di:
definire la caratterizzazione del nucleo;
determinare le componenti chimiche presenti;
studiare le attività della cometa ed i suoi tempi di sviluppo.
Le comete si differenziano dalle meteore per i seguenti motivi:
1) Le meteore durano alcuni secondi mentre le comete sono visibili
per giorni, settimane e qualche volta anche mesi.
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2) Le meteore sono un lampo di luce in caduta dal cielo e si vedono
sotto i 100/150 chilometri dal suolo, mentre le comete (che in
realtà si muovono velocemente) essendo a milioni di chilometri di
distanza
dalla
Terra
ai
nostri
occhi
sembrano
muoversi
lentamente.
3) Le meteore sono fenomeni abbastanza comuni mentre le comete
si avvistano in media una volta l'anno.
Molti astrofili esperti sono convinti che le comete si siano originate
in prossimità dei pianeti esterni e quasi al confine del sistema solare; è
qui che hanno subito la forte gravitazione di Giove e di Saturno
dirigendosi in parte verso lo spazio remoto riempiendo un'enorme
regione sferica, chiamata Nube di Oort, che va molto al di là di Plutone e
si estende indicativamente tra le 20.000 AU e le 100.000 AU dal Sole; in
parte invece furono deviate (o si generarono come dicono molti studiosi)
restando nella fascia di Kuiper che è una regione che comincia intorno
all'orbita di Nettuno e si estende fino ad una distanza di circa 55 AU dal
Sole. Occasionalmente il moto delle stelle può perturbare queste regioni
dello spazio avvicinando le comete verso il centro del sistema solare e
quindi anche verso la terra, dove si rendono visibili agli esseri umani.
Tuttavia sono molte le teorie sull’origine del sistema solare, che
quindi comprendono anche le comete e gli asteroidi trattati nel
successivo quarto capitolo; ma l’ipotesi che da molto tempo (1755 –
teorie di Kant e Laplace) ha goduto di maggior credito è quella della
“nebulosa” che afferma che il sistema solare ha avuto origine (4,5 miliardi
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di anni fa) dal “collasso gravitazionale” di una nube gassosa composta
da gas e polveri.
Si ipotizza che una forza interferente (forse dovuta ad una vicina
stella supernova) abbia compresso detta nebulosa verso il suo interno
innescandone un processo di collasso.
Durante il collasso la nebulosa avrebbe iniziato a ruotare più
rapidamente (per conservazione del momento angolare) ed a riscaldarsi.
Col procedere dell’azione della gravità, della pressione, dei campi
magnetici e della rotazione, la nebulosa si sarebbe appiattita in un disco
con una protostella al suo centro in via di contrazione.
Si stima che il sistema solare interno fosse talmente caldo da
impedire la condensazione di molecole volatili, quali l’acqua ed il metano;
nacquero pertanto dei “planetesimi” relativamente piccoli e formati
principalmente da composti ad alto punto di fusione, quali silicati e
metalli.
Questi corpi rocciosi si sono evoluti successivamente nei pianeti di
tipo terrestre.
Più esternamente si svilupparono invece i giganti gassosi Giove e
Saturno, mentre Urano e Nettuno catturarono meno gas per la loro
posizione più remota (molto gas si disperse oltre i confini del sistema
solare) e si condensarono attorno a nuclei di ghiaccio.
Grazie alla loro massa sufficientemente grande i Giganti gassosi
hanno trattenuto l’atmosfera originaria sottratta alla nebulosa mentre i
pianeti di tipo terrestre l’hanno perduta.
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La loro atmosfera sembra prodotta da vulcanesimo, da impatti con
altri corpi celesti o da produzione, come affermano molti scienziati, da
ossigeno prodotto da cianobatteri.
Secondo questa teoria planetaria dopo cento milioni di anni la
pressione e la densità dell’idrogeno nel centro della nebulosa divennero
grandi a sufficienza per avviare la fusione nucleare nella protostella.
Il vento solare prodotto dal “nuovo” Sole spazzò via i gas e le
polveri residui del disco allontanandoli nello spazio interstellare e
fermando così il processo di crescita dei pianeti.
Nel 2005 è stato sviluppato dall'Osservatorio di Nizza un modello
che simula (nelle fasi immediatamente successive alla sua formazione)
l'evoluzione del sistema solare inizialmente composto, oltre al Sole, da
pianeti rocciosi, Giove, Saturno, Nettuno, Urano ed infine da una vasta
cintura esterna di planetesimi; Il tutto ruotante attorno al Sole con orbite
circolari.
La mutazione è cominciata dalla inversione verso l'interno di molti
di questi corpi minori, dovuta alla perturbazione gravitazionale dei pianeti
più esterni.
Ciò ha creato modifiche e decadimenti delle orbite (da circolari ad
eccentriche) di tutti i pianeti gassosi. Si ritiene che Nettuno abbia
“scavalcato” Urano invadendo la cintura esterna e dando origine al
“bombardamento tardivo” testimoniato anche dai numerosi crateri
d'impatto rilevabili sui pianeti e sui satelliti rocciosi.
Successivamente l'attrazione gravitazionale di Giove ha fermato la
caduta dei corpi minori stabilizzandoli nelle posizioni attuali (fascia
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principale, asteroidi troiani, greci ecc) o allontanandoli definitivamente
verso l'esterno (Nube di Orth, Fascia di Kuiper, oggetti Transnettuniani in
genere).
Sinteticamente si può concludere che comete ed asteroidi
costituiscano il “materiale di risulta” del processo di evoluzione del
sistema solare; le comete potrebbero essere residui di pianeti gassosi
“mancati”, mentre gli asteroidi parti di pianeti rocciosi che non hanno
avuto il tempo e la possibilità di aggregarsi.
Struttura di una cometa
La cometa è una miscela compressa di ghiaccio, gas congelati
(ghiaccio secco o ghiaccio di monossido e biossido di carbonio) e
particelle solide (chiamate anche “polvere di cometa” o “ghiaccio
sporco”). Il tutto è avvolto da una crosta scura come rappresentato nella
fig. 3. Tutta la struttura è composta da nucleo, chioma e due code.
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Il nucleo
Il nucleo è la cometa vera e propria; tutte le altre componenti sono
solo emanazioni provenienti dal nucleo.
Una cometa lontana dal Sole si presenta come un nucleo puro,
senza chioma né coda ed il suo diametro può variare da qualche
chilometro a qualche decina di chilometri; su scala astronomica sono
dimensioni molto ridotte, il che rende difficile l'osservazione di una
cometa lontana, anche perché il nucleo brilla solo della luce riflessa del
Sole.
Le immagini del nucleo di Halley (inviate a terra dalla sonda Giotto
dell'Agenzia Spaziale Europea quando nel 1986 la cometa è passata
abbastanza vicina) hanno dimostrato che quella palla di ghiaccio
bitorzoluta e rotante ha una crosta scura. In quella occasione si è anche
visto che sul nucleo di Halley sono presenti buchi o fessure della crosta
(a malapena riscaldati dal Sole) da cui fuoriescono getti di gas e polveri
sparati nello spazio come geyser.
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Nel 2004 la sonda Stardust della NASA ha fotografato da vicino il
nucleo della cometa Wild-2, mostrando la presenza di crateri d'impatto e
di pinnacoli di ghiaccio.
La chioma
Quando la cometa si avvicina al Sole, il calore fa sublimare il
materiale sulla superficie della cometa disperdendo nello spazio gas e
polveri.
I gas e le polveri formano una nuvola scintillante e lattiginosa
intorno al nucleo e questa costituisce la chioma della cometa; si chiama
testa la parte della cometa costituita da nucleo e chioma.
Il bagliore della chioma è dovuto in parte alla luce del Sole riflessa
da milioni di particelle di polvere ed in parte alle deboli emissioni di luce
degli atomi e delle molecole contenuti nella chioma stessa.
Le due code
La polvere ed i gas della chioma sono soggetti che danno origine
a due code cometarie: la coda di polveri e quella di plasma (fig. 4).
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Cometa Hale-Bopp
Figura 4
I fotoni della luce solare spingono
le particelle (pressione di
radiazione)
nella
direzione opposta al Sole generando la coda di
polvere della cometa che brilla di luce solare riflessa ed è caratterizzata
da:
1) un aspetto curvilineo ed affusolato
2) un colore giallo paglierino
La coda di plasma (coda di ioni o di gas) è causata dalla
ionizzazione parziale della chioma per l'interazione con le radiazioni UV
e X del Sole. Una volta ionizzati (e quindi diventati carichi elettricamente)
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i gas esposti al vento solare ed al campo magnetico vengono spinti in
direzione opposta a quella del Sole, formando appunto la coda di plasma
(fig. 5).
Questo fenomeno consente agli astronomi di determinare la
direzione del vento solare come se fosse una bandiera.
Contrariamente alla coda di polvere, la coda di plasma è
caratterizzata da:
1) un aspetto filamentoso a volte attorcigliato o sfilacciato
2) un colore blu
Figura 5
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Le code di una cometa sono lunghe anche centinaia di milioni di
chilometri.
Quando una cometa si dirige verso il Sole le sue code si
stendono dietro di lei, ma quando si allontana le code sembrano
precederla. La chioma e la coda sono evanescenti; le polveri ed i gas
dispersi dal nucleo vengono spazzati via nella spazio interno del sistema
solare e la cometa, quando si è allontanata abbastanza dal Sole, ritorna
ad essere un puro nucleo ma più piccolo di prima avendo perso nel
tragitto gas e polveri. Ma le polveri seminate possono generare le piogge
meteoritiche già illustrate.
Il nucleo di Halley, quando ogni 75 anni passa in prossimità del
Sole, si riduce di almeno 10 metri; si stima che la cometa oggi abbia un
diametro di almeno 10 chilometri circa e che possa compiere ancora un
migliaio di orbite prima di scomparire (e cioè 75.000 anni!!). La polvere
prodotta genera due delle più intense e periodiche tempeste meteoriche
in precedenza elencate: le Eta Aquaridi e le Orionidi.
Altri passaggi di comete rilevati negli ultimi 50 anni
Citiamo qualche altro passaggio di comete oltre a quelli già
menzionati:
Nel 1965 la cometa Ikeia-Seki era visibile anche di giorno in
vicinanza del Sole; per vederla bastava coprire con il pollice il
disco solare.
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Nel 1976 la cometa West si vedeva ad occhio nudo nel cielo
notturno ed inquinato (anche dal punto di vista luminoso) di Los
Angeles.
Nel 1983 si vedeva ad occhio nudo la cometa Iras-Irakl-Alcock
spostarsi nel cielo; la maggioranza delle comete è così lenta che
un cambio di posizione è percettibile solo dopo alcune ore.
Negli anni 90' le comete Hyakutake e Hale-Bopp comparvero
quasi dal nulla e furono molto brillanti.
Nel 2007 la cometa McNaught è stata la più brillante dal 1965 ed
anche questa era visibile di giorno.
Le previsioni dei passaggi delle comete
Si conoscono diverse comete periodiche di cui è nota l’orbita e
quindi si può prevedere l’arrivo ed ipotizzare la luminosità. Ma per la
maggior parte di questi corpi ”minori” non si può prevedere con buona
approssimazione né l’arrivo né la luminosità, proprio per le piccole
dimensioni e la conseguente difficoltà a scoprirli.
Fu annunziato con largo anticipo l’arrivo della cometa periodica
Halley nel 1910, ma nello stesso anno si presentò un’altra cometa
ancora più luminosa (battezzata la Grande Cometa) che nessun
astronomo aveva predetto.
Se si vuole seguire questi eventi, la cosa migliore è quella di
tenersi sempre informati consultando riviste e siti web specializzati che
riportano per tempo tutte le nuove apparizioni.
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Tuttavia esistono moltissime fonti che danno informazioni di
comete visibili, ma nella maggioranza dei casi occorre poi utilizzare il
telescopio per scorgerle.
Metodi per avvistare le comete
1) Metodo facile: Il modo più semplice per andare a caccia di comete in
una notte serena è quello di spostare il telescopio o il binocolo a caso
e verificare, dopo aver preso i necessari riferimenti, se in quella nuova
porzione di cielo esiste qualche punto brillante che non è segnato
sull'atlante stellare. Se sulla carta non vi è nulla e si è anche
controllato dopo qualche ora che la luce si sia spostata rispetto alle
stelle vicine è molto probabile che quella luminosità provenga da una
cometa.
2)
Metodo sistematico: Questo modo si fonda sul concetto che le
comete si vedono più facilmente se sono più luminose o se si trovano
dove il cielo è più scuro. Le comete diventano più brillanti in
prossimità del Sole, mentre nella direzione opposta il cielo è più
scuro.
Quindi un buon compromesso tra i due concetti consiglia di guardare ad
est prima dell'alba nella parte di cielo che si trova:
a)
almeno a 40 gradi dal Sole (che ancora deve sorgere) misurati sul
piano dell'orizzonte.
b)
a non più di 90 gradi dal Sole misurati in elevazione. Si tenga
presente che un giro completo da orizzonte a orizzonte copre 360 gradi e
che 90 gradi sono un quarto di giro intorno al cielo.
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Un planetario può aiutare a determinare la costellazione di
riferimento per meglio tener sotto controllo la parte di cielo che interessa.
Ovviamente dopo il tramonto si può cercare le comete verso ovest
con lo stesso criterio.
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PARTE TERZA: I SATELLITI ARTIFICIALI
Un satellite artificiale è un oggetto costruito dall'uomo per essere
lanciato nello spazio in orbita intorno alla Terra o ad un altro corpo
celeste.
I satelliti terrestri ci fanno vedere la situazione meteorologica e
controllano altri parametri climatici, trasmettono il segnale televisivo e
telefonico, sorvegliano la Terra a scopi militari ed infine sono usati anche
in astronomia.
L'Hubble Space Telescope è un satellite artificiale a disposizione
di tutti gli astronomi che orbita negli strati esterni dell'atmosfera a 560 Km
di altezza. Consente di vedere stelle e galassie lontane altrimenti
visivamente
irraggiungibili;
ha
permesso
l'osservazione
anche
dell'ultravioletto e dell'infrarosso che sarebbe impossibile dal suolo
terrestre per la presenza dell'atmosfera che blocca queste parti dello
spettro elettromagnetico.
Visto l'enorme utilizzo di questo satellite, la NASA sta valutando
l'opportunità di mantenerlo in attività fino al 2025, quando verrà tolto
dall'orbita e cadrà in mare.
Sono da menzionare anche le sonde Soho, Ace e Gaia. La prima
(progetto congiunto ESA e NASA) è stata lanciata nel 1995 per
osservare il Sole, la seconda (progetto NASA) è stata lanciata nel 1997
per studiare le particelle vaganti nello spazio ed il vento solare ed infine
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GAIA (progetto ESA) è stata lanciata nel 2013 per aggiornare la
“mappatura” dello spazio. Tutte e tre le sonde orbitano intorno a “punti
lagrangiani” cioè zone di equilibrio dove le forze in gioco (gravità solare e
terrestre, centrifuga ecc) si bilanciano.
Quello sopra descritto è il lato positivo dei satelliti; tuttavia sono
oggetti che riflettono la luce del Sole e spesso possono disturbare le
osservazioni e le fotografie astronomiche delle stelle e di tutti i corpi
celesti. Inoltre alcuni satelliti trasmettono a frequenza radio interferendo
spesso con i radiotelescopi in continuo ascolto dei segnali provenienti
dallo spazio. Un'onda spaziale potrebbe aver viaggiato migliaia, milioni o
miliardi di anni partendo da un quasar o da un'altra galassia per poi non
essere captata correttamente dalla terra.
In sintesi gli esperti del settore hanno un rapporto di amore/odio
con i satelliti artificiali: in molti casi sono utilissimi, in altri causano
interferenze.
L'osservazione dei satelliti artificiali
Sono centinaia i satelliti funzionanti che ruotano interno alla Terra
insieme a migliaia di frammenti di spazzatura spaziale quale satelliti
spenti, stadi finali dei razzi di lancio usati per metterli in orbita, elementi
guasti o esplosi, frammenti di vettori ecc.
Il modo migliore per osservare i satelliti artificiali è quello di
individuarne i più grandi, come la Stazione Spaziale Internazionale (che
viaggia a 330/435 Km da terra), il sopra citato telescopio spaziale Hubble
insieme ad altri abbastanza luminosi quali le decine (più di 60) di satelliti
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Iridium utili per le telecomunicazioni che orbitano ad un'altezza di 780
Km.
Osservare i satelliti artificiali non è difficile; mentre le previsioni
sul passaggio di comete o meteore spesso sono errate, quelle inerenti i
passaggi satellitari sono pressoché esatte.
Si elencano qui di seguito alcuni accorgimenti o criteri per
prevedere ed individuare qualche satellite dal nostro suolo:
Un grosso satellite come Habble o la Stazione Spaziale
Internazionale di solito appare di sera come un punto di luce che
si muove lentamente (ma in modo apprezzabile) da ovest a est
nella metà occidentale del cielo. E' molto più lento di una meteora
ma è assai più veloce di una cometa. Si vede ad occhio nudo e
quindi non può essere una asteroide (ed in ogni caso è più
veloce).
A volte anche un aeroplano ad alta quota si può confondere con
un satellite, ma guardando con il binocolo si possono distinguere
chiaramente le luci di segnalazione ed anche la forma dell'aereo;
in luoghi tranquilli si può sentire anche il rumore, ciò non avviene
per un satellite.
Un satellite Iridium invece appare di solito come una striscia di
luce che diventa molto luminosa e poi si affievolisce in pochi
secondi. Si muove molto più lentamente di una meteora ed inoltre
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un lampo di iridium è di solito più luminoso di Venere, ed è
secondo in intensità solo alla Luna.
I lampi di Iridium sono
generati dal Sole che si riflette nelle sue antenne piatte di
alluminio e spesso disturbano le osservazioni astronomiche.
Per la Stazione Spaziale Internazionale e per il spaziale Hubble si
può usare il sito
www.Skyandtelescope.com/observing/objects/javascript/3304316.html
.
Dopo avere scaricato il programma occorre cambiare le
impostazioni mettendo le coordinate dell'osservatore.
Per i satelliti Iridium e Hubble Space si può consultare
www.heavens-above.com che dà anche indicazioni per vedere
lampi diurni; basta cliccare “HST” nella sezione satelliti.
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PARTE QUARTA: GLI ASTEROIDI
Gli asteroidi sono rocce massicce che ruotano attorno al Sole. La
maggior parte si trova in una fascia tra Marte e Giove chiamata fascia
principale degli asteroidi, ma migliaia di altri asteroidi prendono una
traiettoria che si avvicina all'orbita della Terra.
Molti studiosi, come noto, affermano che un asteroide abbia
colpito il nostro pianeta circa 65 milioni di anni fa, estinguendo dinosauri
ed altre specie viventi.
Caratteri fondamentali
Gli asteroidi sono chiamati “pianeti minori” perché gli studiosi che
li scoprirono pensarono fossero corpi planetari. Al contrario oggi si è
convinti che gli asteroidi siano “residui” della formazione del sistema
solare e che siano oggetti che non sono riusciti ad aggregarsi nel numero
necessario per formare un pianeta anche per l’azione gravitazionale di
Giove.
Molti di loro hanno lune proprie (fig. 6) e sono composti da
minerali silicati come le rocce terrestri e da metalli (ferro e nichel); alcuni
contengono carbonio e di recente sono state scoperte anche tracce
d'acqua.
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Figura 6
Hanno diverse dimensioni con diametro che varia da 952 km.
(Ceres) fino a quello di grossi meteoroidi; infatti gli asteroidi sono
costituiti dalla stessa materia, solo che sono più grossi.
I più importanti sono Ceres, Pallas, Vesta e Hygiea aventi
lunghezza variabile compresa tra 952 e 407 chilometri.
Esistono più di 600.000 asteroidi conosciuti; di questi 16.000 non
hanno un nome e si ipotizza ne esistano da alcune centinaia di migliaia
fino ad un milione ancora da scoprire.
La maggior parte è stata individuata in anni recenti con telescopi
automatizzati progettati proprio per questo scopo. Tuttavia con telescopi
anche modesti si riesce a vedere i più grandi quali Ceres e Vesta; questi
ultimi sono abbastanza grandi che la loro gravità li ha resi sferici. Un
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cratere di Vesta (Rheasilvia) è quasi grande come lo stesso asteroide ed
alcuni depositi di materiali (evidenziabili perché scuri) potrebbero
derivare da un impatto con un meteoroide pieno di carbonio o da
collisioni con altri asteroidi che hanno fuso parte della superficie creando
colate laviche.
Inoltre in altre zone oscure di questo asteroide è probabile che si
trovi del ghiaccio.
Gli asteroidi minori sono spesso a forma di patata (vedi
precedente fig. 6) e sembrano riportare le conseguenze di un'esplosione.
Infatti questi corpi collidono costantemente tra di loro creando
crateri d'impatto, sgretolandosi in pezzi e generando così asteroidi minori
o meteoroidi asteroidali a secondo delle loro dimensioni dopo la scontro.
Gli asteroidi minori o grossi meteoroidi si schiantano sulla Terra
solo raramente; inoltre gli impatti con gli asteroidi o con le comete hanno
creato i crateri che si osservano sulla Luna, su Marte e Mercurio.
Quindi anche gli asteroidi possiedono crateri ma questi sono di
piccole dimensioni ed è difficile vederli. Su molti telescopi l'asteroide
appare come un puntino di luce quasi fosse una stella.
Si possono vedere crateri ed altri particolari di Vesta sul sito della
sonda spaziale Dawn della NASA (http://dawn.jpl.nasa.gov) che ha
raggiunto questo asteroide nel 2011 e da lì è ripartita verso Ceres dove
l'arrivo è previsto entro il 2015.
In precedenza un'altra sonda, sempre della NASA aveva
esplorato l'asteroide Eros lungo 33 km che orbita in vicinanza a Marte.
La sonda Rendezvous-Shoemaker inviata per l'osservazione degli
asteroidi Near Earth (vedi paragrafo successivo) ha infatti orbitato intorno
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a Eros per un anno prima di atterrarvi il 12 febbraio 2001; un video è
disponibile sul sito www.discovery.nasa.gov/near.cfml.
Il pericolo degli oggetti Near Earth
Esistono migliaia di asteroidi che non orbitano in zona di
sicurezza oltre Marte, ma hanno una traiettoria che incrocia l'orbita
terrestre o passa vicino al nostro pianeta.
Gli astronomi li chiamano oggetti di prossimità terrestre, meglio
noti come oggetti Near Earth (NEO, acronismo dall'inglese Near Earth
Object).
Secondo una stima recente (marzo 2012) se ne contano circa
1.300 che sono considerati asteroidi potenzialmente pericolosi (PHA,
Potentially Hazardous Asteroids).
Il Centro per i Pianeti Minori (MPC, Minor Planet center)
dell'International Astronomical Union mantiene un elenco aggiornato dei
PHA, mentre molti laboratori spazzano i cieli alla ricerca di PHA ancora
ignoti.
Il sito dell'MPC (www.minorplanetcenter.net) dà una buona sintesi
di informazioni aggiornate con mappe del sistema solare interno ed
esterno che mostrano la posizione dei pianeti e di molti asteroidi.
Attualmente gli esperti del settore non sono a conoscenza di
alcun oggetto specifico che minacci la terra ma basta che una roccia di
pochi chilometri colpisca il nostro pianeta alla velocità di 40.000 km/ora a
causare una catastrofe peggiore dell'esplosione simultanea di tutte le
bombe nucleari mai costruite.
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Molti studiosi affermano che statisticamente un asteroide di
qualche chilometro urta la Terra una volta ogni 10 milioni di anni ma altri
minori ne cadono più frequentemente.
Gli asteroidi maggiori hanno probabilità minori perché il loro
numero è più esiguo.
Scenari catastrofici di origine cinematografica si ispirano alla
teoria largamente accettata che un asteroide di circa 10 km colpì la terra
65 milioni di anni fa; il cratere di Chicxulub, con i suoi 180 Km di diametro
posizionati tra la penisola dello Yucatan ed il mare del Golfo del Messico,
potrebbe essere il segno dell'impatto. La teoria sostiene, come già detto,
che ciò causò l'estinzione dei dinosauri.
L'azione di fattori meteorologici e geologici (erosione, orogenesi
e vulcanesimo) hanno consumato quasi tutti i segni d'impatto lasciati
sulla Terra.
Il Meteor Crater nel Nord dell'Arizona è stato formato da un
asteroide minore ed è il più grande cratere d'impatto del nostro pianeta in
perfetto (o quasi) stato di conservazione; in merito si può consultare il
sito www.meteorcrater.com.
Anche se per ora non sono segnalati pericoli, gli astronomi
potrebbero un giorno scoprire un NEO davvero in rotta di collisione con il
nostro pianeta; le conseguenze di un tale ipotetico evento si possono
visionare sul sito www.purdue.edu/impactearth dopo aver inserito la
dimensione e la velocità del corpo in collisione.
Per questo si stanno studiando i metodi migliori per affrontare
questa eventualità.
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Alcuni studiosi avevano proposto di costruire un missile nucleare
per intercettare l'asteroide killer; tuttavia questo non è il rimedio migliore
in quanto uno sciame di rocce più piccole andrebbe a proseguire con la
stessa traiettoria.
Una soluzione migliore è quella di usare per dare un “colpetto”
all'asteroide; ma non sappiamo con quanta intensità dovremmo colpirlo.
Alcuni scienziati hanno infine ipotizzato un modo risolutivo
diverso che si base sull'uso di un “trattore gravitazionale”; una massiccia
astronave potrebbe volare in vicinanza all'asteroide per un numero
adeguato di anni per modificarne la traiettoria.
L'importante è che si riesca a mettere in orbita un'astronave di
massa adeguata alla situazione e che resti il tempo necessario per farla
girare attorno al “killer”.
Sorveglianza dei NEO e sistema protettivo della Terra
attualmente in atto
Per salvaguardare la Terra gli scienziati adottano la seguente
strategia:
1) censire tutti i NEO, assicurandosi di controllare tutte le rocce (nella
nostra regione del sistema solare) con dimensioni superiori al
chilometro. Se si avvicinano alla Terra, i NEO di questa taglia
possono diventare del PHA.
2) seguire i NEO che si avvicinano e calcolare l'orbita per valutare se
hanno la possibilità di colpire la Terra.
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3) studiare le proprietà fisiche dell'asteroide sospetto per scoprire
tutto il possibile. Si può osservarlo al telescopio per capire di quale
roccia o metallo sia costituito e quindi determinarne la massa.
4) compresa la minaccia, una squadra di tecnici deve progettare la
missione più adeguata per neutralizzarla.
Presso numerosi siti di sorveglianza NEO ci sono telescopi
dedicati alla scoperta degli asteroidi; si può visitare questi siti anche per
aggiornarsi sulle scoperte più recenti.
Due progetti importanti sono:
1)
il progetto LINEAR finanziato da U.S.Air Force e dalla NASA
visitabile sul sito: www.ll.mit.edu/mission/space/linear
2)
il
progetto
NEAT
della
NASA
consultabile
sul
sito:
http://neat.jpl.nasa.gov
Quindi gli astronomi cercano i NEO per determinarne l'orbita e gli
esperti calcolano poi la probabilità che l'asteroide possa colpire la Terra
e quando ciò può succedere.
Tuttavia non si conosce ancora chi avrà l'eventuale incarico di
guidare le mosse da fare nel caso di una minaccia di collisione; per cui si
spera che nel prossimo futuro venga istituita un'agenzia di difesa con la
capacità e le risorse necessarie, prima di averne realmente bisogno.
Fino ad oggi a livello internazionale è stata definita solo di
recente la “Scala Torino” che è simile alla scala Mercalli (o Richter) e
consiste in una tabella utile per definire il grado di rischio d'impatto
eventuale di un asteroide.
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Il rischio d'impatto e la Scala Torino
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Il rischio d'impatto con un asteroide (o con una cometa) di
dimensioni superiori al chilometro può essere considerato eccezionale
nel contesto dei rischi derivanti da disastri naturali. Ciò è dovuto
essenzialmente a due motivi:
1) le conseguenze dell'evento sono molto superiori a quelle di
qualsiasi altro disastro sia naturale che artificiale (inclusa una
guerra nucleare).
2) le probabilità che tale evento si verifichi in un tempo “significativo”
(la durata di un essere umano) è estremamente bassa.
Va notato però che se si moltiplica la probabilità per la
conseguenza si ottiene un danno comparabile a quello dei disastri
naturali di tipo “tradizionale”; il rischio d'impatto va quindi considerato con
estrema attenzione e va valutato attraverso sistemi non convenzionali.
Questo rischio ha però un'altra caratteristica importante: la
previsione. Fino a vent'anni fa il problema era sconosciuto e di
conseguenza non ammetteva previsioni di sorta; tra circa vent'anni
invece si riuscirà a prevedere questi eventi nel 75% dei casi con una
precisione tale da poter immediatamente programmare interventi in
grado di ridurre o eliminare il pericolo.
Gli esperti del settore affermano che se vi saranno le risorse
necessarie, l'impatto di un corpo celeste sarà più “controllabile” di quanto
non sia un terremoto.
Risvolti del tutto diversi ha invece il rischio d'impatto con corpi di
dimensioni inferiori al chilometro.
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Questi sono molto più frequenti e meno distruttivi; è quindi
impensabile che le risorse umane e tecnologiche possano riuscire a
scoprire un'alta percentuale di oggetti pericolosi vaganti di piccole
dimensioni (50-100 metri).
In questi casi si potrà intervenire solo a posteriori, non esistendo
alcun segno premonitore.
In tempi recenti (giugno 1999 a Torino) nel corso del congresso
internazionale IMPACT è stata presentata dal prof. Richard Binzel del
Massachusets Institute of Technology una proposta per definire una
scala di “rischio da impatto” della Terra con i NEO.
Similmente alle scale Mercalli e Richter usate per i terremoti, è
stata presentata una suddivisione in 10 classi di pericolo al fine di
classificare ogni oggetto scoperto attraverso la valutazione della sua
pericolosità durante il prossimo secolo (ogni classe tiene conto della
probabilità e dell'energia cinetica d'impatto dell'asteroide).
Un mese dopo il Consiglio Scientifico del Congresso ha accettato
la proposta; l'applicazione della scala (ufficializzata con il nome di Scala
Torino) permetterà in futuro di assegnare ad ogni NEO un valore
oggettivo del suo grado di pericolosità.
Questo parametro tiene conto sia della probabilità d'impatto, sia
del danno che lo stesso potrebbe procurare al nostro pianeta.
La tabella precedentemente illustrata riporta le 10 classi di rischio
con una sintetica spiegazione delle loro caratteristiche.
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La ricerca e l'osservazione degli asteroidi
La ricerca degli asteroidi è simile a quella delle comete con la
differenza che in questo caso bisogna cercare dei puntini che sembrano
stelle ma dotati di un moto che si percepisce sullo sfondo del cielo.
Gli asteroidi più grandi sono facilmente visibili anche con piccoli
telescopi; riviste specializzate pubblicano spesso articoli e mappe celesti
che guidano l'osservazione prima di un periodo di grande visibilità.
Tuttavia non vi sono periodi dell'anno più favorevoli di altri per vederli.
Gli osservatori più esperti cercano i nuovi asteroidi con
telecamere montate sui telescopi; raccolgono una serie d'immagini in
un'area del cielo (preferibilmente opposta al Sole che ovviamente è sotto
all'orizzonte) e quando notano un insolito puntino di luce simile ad una
stella, ma che cambia la propria posizione, è probabile che abbiano
raggiunto il loro obiettivo.
E' interessante provare ad osservare “l'occultazione di un
asteroide” che è una specie di eclisse in quanto un corpo, che si muove
nel sistema solare, passa davanti ad una stella e la occulta.
I corpi in questione possono essere la Luna (occultazione
lunare), i satelliti di altri pianeti, gli asteroidi (occultazione asteroidale) o
pianeti (occultazione planetaria); anche comete ed anelli planetari
possono generare occultazioni.
Si può osservare una occultazione asteroidale senza registrare
alcun dato, ma per un appassionato astrofilo sarebbe un errore non
annotare con accuratezza l'ora ed il luogo esatto dell'evento.
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Infatti i dettagli di un'occultazione cambiano da un posto all'altro:
in una postazione l'occultazione può durare più a lungo che in un altro e
non verificarsi per niente in un terzo luogo; tutto ciò con opportuni calcoli
può dare notizie interessanti.
Dai dati delle occultazioni gli astronomi possono anche ricavare
notizie su alcuni corpi celesti.
Per esempio un'occultazione può svelare che una stella
apparentemente “normale” è in realtà un sistema “binario” utile per
determinare molti parametri astronomici.
Le occultazioni asteroidali sono più difficili da osservare rispetto a
quelle lunari perché non sempre si riesce a prevederle con la necessaria
precisione ed inoltre per osservarle bisogna recarsi all'interno di una
sottile “traccia al suolo”; tuttavia sono utili per determinare la taglia e le
forme degli asteroidi esaminati ed inserirli, se necessario per i motivi
precedentemente illustrati, nella giusta categoria di appartenenza.
Infine si può sempre individuare la posizione ed i movimenti degli
asteroidi più importanti e già conosciuti utilizzando il comodo programma
scaricabile dal sito www.stellarium.org.
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INDICE
Prefazione
pag. 1
Parte prima: le meteore
pag. 2
Parte seconda: le comete
pag. 9
Parte terza: i satelliti artificiali
pag.22
Parte quarta: gli asteroidi
pag.26
BIBLIOGRAFIA
Wikipedia
Astronomia for Dummies di Stephen P. Maran. PhD
Il rischio asteroidi-INAF-Regione Piemonte
Corso Base Associazione Ligure Astrofili Polaris ONLUS
,
Genova, luglio 2015
