Esplorazione del Sistema Solare Asteroidi e Comete

SAIt – XXI Scuola Estiva di Astronomia
Stilo (Reggio Calabria) 25 – 30 luglio 2016
ESPLORAZIONE DEL SISTEMA SOLARE:
ASTEROIDI E COMETE
Mauro Dolci
Società Astronomica Italiana
INAF – Osservatorio Astronomico di Teramo
Giovedì 28 luglio 2016
Una componente fondamentale del Sistema Solare
Asteroidi e comete recano, spesso da regioni remote del nostro Sistema Solare,
informazioni preziose sulla sua storia.
La distribuzione spaziale, le dimensioni, la composizione chimica sono legate alla
formazione del Sistema Solare e alle sue prime fasi evolutive.
In particolare il contenuto di acqua e la sua composizione isotopica hanno permesso
recentemente di fare importanti progressi sull’origine dell’acqua di cui sono fatti i
nostri oceani.
Tutto ciò è inevitabilmente legato alla possibile presenza di componenti organici
nello spazio e alla possibile origine della vita, sia sulla Terra sia al di fuori di essa.
Non solo: le comete, in particolare, hanno avuto un ruolo importante nella storia
umana, dalle culture antiche alla nascita dell’astronomia, fino agli sviluppi della
matematica grazie alla quale oggi è possibile descrivere il mondo fisico…
Le comete nell’Antichità
Praticamente in tutte le culture antiche le comete, in quanto fenomeni transienti, erano
considerate messaggi particolari delle divinità ed in genere portatrici di sventura.
Nondimeno, si annoverano osservazioni regolari, soprattutto da parte di astronomi
cinesi, coreani e giapponesi, in un intervallo di tempo tra il 1100 a.C. ed il 1700.
Sconosciuta l’entità delle eventuali osservazioni nelle culture mesoamericane (per
mancanza di reperti), mentre sono carenti le osservazioni in Occidente (greci, romani) e
presso il mondo arabo.
Non solo superstizione
Lucio Anneo Seneca (4 a.C – 65 d.C.),
Naturales Quaestiones, Libro VII (Comete)
Seneca inizia affermando che per fare uno studio completo
e approfondito sulle comete «sarebbe indispensabile avere
un catalogo di tutte le apparizioni delle comete del passato».
Annovera poi almeno un caso in cui l’apparizione di una
cometa (60 d.C.) non è stata seguita da alcun fatto nefasto.
Confuta le opinioni di Epigene, Zenone e Artemidio di Pario.
Sostiene invece Apollonio di Mindo, secondo cui le comete
sono astri distinti come il Sole e la Luna.
Osserva infine che «sono solo quindici secoli dacché si è cominciato a indagare il cielo e a
dare nomi alle stelle; e solo da poco i Romani hanno conoscenze scientifiche. Ci vorranno
molte generazioni, ma poi…»
veniet tempus quo posteri tam aperta nos nescisse mirentur
(«tempo verrà che i posteri si stupiranno che noi non conoscessimo cose così manifeste»).
Non solo superstizione
Lucio Anneo Seneca (4 a.C – 65 d.C.),
Naturales Quaestiones, Libro VII (Comete)
Seneca riconosce, precedendo Galileo di quindici secoli, che
opus hoc aeternum irrevocabiles habet motus
(«il mondo ha movimenti irrevocabili»), ma «solo alcuni abbiamo imparato a conoscere».
Alla fine preconizza che
erit qui demonstret aliquando in quibus partibus cometae currant,
cur tam seducti a ceteris errent, quanti qualesque sint
(«verrà poi qualcuno a dimostrare in quali regioni del cielo corrano le comete, perché
errino separatamente dagli altri corpi celesti, quale sia la loro grandezza e natura»).
Cfr. Camille Flammarion, La Planète Mars et ses conditions d’habitabilité (1892)
Osiamo sperare che verrà il giorno in cui mezzi sconosciuti alla nostra scienza attuale ci
daranno testimonianze dirette circa l'esistenza di abitanti di altri mondi.
Non solo superstizione
Giacomo Leopardi
Saggio sopra gli errori degli antichi (1815)
La predizione di Seneca si è avverata. La sua
opinione intorno alle comete è ora dimostrata
dall’esperienza, e tenuta da tutti per vera. Ma la
memoria degli antichi non è ancora spenta, come egli
credea dover avvenire. Dopo diciotto secoli noi ci
ricordiamo dei suoi detti, e rendiamo giustizia alla
sua previdenza e alla profondità delle riflessioni che
egli aveva fatte intorno alla natura dell’uomo.
Dal Medioevo al Rinascimento
Il risveglio della civiltà occidentale si manifesta con un rinnovato interesse verso la
filosofia Greca, (ri)portata in Europa dagli Arabi.
Georg von Peurbach: primo tentativo di misura della parallasse della cometa del 1456.
Tentativo effettuato anche da Johannes Muller (Regiomontano) sulla grande cometa
del 1472.
Girolamo Fracastoro (1478-1553) e Peter Apian (1495-1552) mostrano che le code
cometarie puntano sempre nella direzione antisolare. (Già noto ai Cinesi e a Seneca)
Da Tycho a Keplero, da Galileo a Cassini
Tycho Brahe (1546 – 1601) è il primo ad ottenere una stima accurata della parallasse
di una cometa, mostrando che essa si trova ad almeno il quadruplo della distanza
della Luna.
Conferma così l’osservazione di Girolamo Cardano (1501 – 1576): la cometa del 1532
aveva una velocità apparente minore di quella della Luna (e quindi era più lontana).
Secondo Tycho, le comete sono oggetti celesti che, come Venere e Mercurio, si muovo
di moto circolare intorno al Sole (il quale a sua volta si muove intorno alla Terra,
insieme a Marte, Giove, Saturno e alle stelle).
Keplero si oppone a questa visione, affermando che le comete sono corpi effimeri che si
formano da impurità dell’aria e che si muovo su traiettorie rettilinee.
Anche Galileo è convinto che le comete siano vapori atmosferici che si muovono
verticalmente verso l’alto e che si rendono visibili –incluse le code– quando i raggi del
Sole passando attraverso i vapori.
La natura celeste delle comete si afferma comunque nel XVII secolo e Cartesio (1596 1649) le include nella sua teoria dei vortici, affermando che esse si sono formate
insieme al Sole, ai pianeti e alle altre stelle.
Traiettorie paraboliche o orbite periodiche ?
Giandomenico Cassini (1625 – 1712) afferma che le comete si muovono intorno alla
Terra su orbite fortemente eccentriche.
È Johannes Hevelius (1611 - 1687), nel suo Cometographia (1668), ad affermare –
basandosi sullo studio accurato di diverse comete– che la loro traiettoria tende ad
incurvarsi in prossimità del Sole, assumendo la forma di una iperbole o di una
parabola.
Georg Dorffel (1643 – 1688) per primo riesce a «fittare» una parabola sulla traiettoria
della grande cometa del 1680.
Il bandolo della matassa
È finalmente Isaac Newton (1642 – 1727) che, nei
Philosophiae Naturalis Principia Mathematica
(1687) espone la teoria che spiega le leggi di
Keplero ed il moto planetario su orbite ellittiche.
Appare evidente che gli stessi concetti possono
applicarsi alle comete.
Newton, inizialmente riluttante, si convince che
comete e pianeti obbediscano alle stesse leggi, e
sviluppa finalmente un metodo per fittare una
parabola attraverso tre punti equispaziati del
cammino di una cometa.
Successivamente, prima Pierre-Simon de Laplace
(1749 - 1827) poi Wilhelm Olbers (1758 – 1840)
svilupperanno ulteriori metodi per determinare
analiticamente i parametri orbitali del moto
parabolico di una cometa.
Halley e le «comete ritornanti»
Edmond Halley (1656 – 1742) fa immediatamente
uso della teoria esposta nei Principia, calcolando i
parametri delle orbite paraboliche per 24 comete
ben osservate nei passato.
Scopre così valori molto vicini dei parametri
per le quattro comete del 1456, 1531, 1607 e
1682 (quest’ultima osservata da lui stesso).
Ne conclude che si tratta della stessa cometa, e
ne predice di nuovo il passaggio nel 1758.
La cometa venne effettivamente osservata da
Georg Palitzsch (1723 – 1788) la notte di Natale
del 1758 !
È dunque ormai evidente che alcune comete sono periodiche, e si muovo su orbite
chiuse, fortemente eccentriche (come aveva supposto Cassini).
La cometa scoperta è ovviamente la 1P/Halley. Altre comete risultano osservate più
volte nel corso dei secoli, come la 55P/Tempel-Tuttle e la 109P/Swift-Tuttle.
Dall’occhio al telescopio: la casistica delle scoperte
Fino al 1700, le comete venivano scoperte con osservazioni ad occhio nudo.
Questo comporta una media storica di circa 25 comete/secolo fino all’VIII sec. d.C., e di
circa 40-50 comete/secolo fino al 1700.
60
Numero di scoperte per secolo
50
40
30
20
10
0
Anno
Dall’occhio al telescopio: la casistica delle scoperte
Con l’avvento del telescopio, la media sale rapidamente da 100 comete nel XVIII secolo,
a oltre 200 comete nel XIX e XX secolo. Questo numero è inoltre stato praticamente
raggiunto nel solo decennio 1990-2000, mentre con le future survey (es. PanSTARRS)
ci si aspetta una media di scoperta di oltre 2000 comete per secolo.
180
Numero di scoperte per secolo
160
140
120
100
80
60
40
20
0
Anno
Storia (breve) dello studio degli asteroidi
La storia degli asteroidi è più recente e breve di quella delle comete, essenzialmente
perché gli asteroidi sono poco luminosi e, non generando comunque aloni o code in un
eventuale avvicinamento al Sole, appaiono puntiformi. Per tale motivo sono
scarsamente visibili.
Comincia il 1° gennaio 1801 a Palermo, dove Padre Giuseppe Piazzi (1746 - 1826)
scopre un pianetino che chiama Ceres Ferdinandea, oggi noto come 1 Ceres.
Storia (breve) dello studio degli asteroidi
Oggigiorno sono noti e catalogati più di 600.000 asteroidi nel Sistema Solare. In gran
parte sono stati scoperti in tempi recenti, dopo l’avvento di strumenti automatici che
hanno effettuato (ed effettuano) survey dedicate (es. LINEAR, NEAT, PanSTARRS).
Le comete
L’origine delle comete
Nel 1950 Jan Hendrik Oort (1900 – 1992) trovò che per le comete di lungo periodo note
fino ad allora la distribuzione delle energie orbitali (proporzionale al reciproco del
semiasse maggiore a) mostrava una netta concentrazione di oggetti nella regione
0<
1
< 10−4 𝐴𝑈 −1
𝑎
Ne concluse che doveva esistere una regione, posta intorno a 104 AU, nella quale erano
«confinati» questi oggetti. Oort stimò inoltre che qualcosa come 1011 nuclei cometari
dovevano popolare quella che fu chiamata la Nube di Oort.
Recenti studi, tuttavia, mettono in discussione il ruolo della Nube di Oort come «serbatoio
esclusivo» di comete.
L’origine delle comete
La Nube di Oort non costituisce tuttavia un
inviluppo sferico, come si pensa
comunemente. Il suo limite esterno è
determinato dall’equilibrio tra l’attrazione
gravitazione del Sole e le forze gravitazionali
mareali della Via Lattea.
z
La sua estensione è dunque più limitata in
corrispondenza del piano galattico (ed in
particolare nella direzione del nucleo
galattico) rispetto alla direzione
perpendicolare a quest’ultimo.
x
La forma è in definitiva quella di un
ellissoide triassale di semiassi
𝑥 = 152000 𝐴𝑈
𝑦 = 196000 𝐴𝑈
𝑧 = 293000 𝐴𝑈
y
Sistema Solare
GC
Meccanica delle comete
Le stesse forze mareali galattiche che determinano la forma della Nube di Oort sono
probabilmente responsabili delle perturbazioni che di tanto in tanto inducono
qualche nucleo cometario a dirigersi verso l’interno del Sistema.
In questa fase le orbite sono paraboliche. L’interazione con i corpi maggiori del
Sistema (Giove, Saturno, Urano e Nettuno) può determinare una cattura su orbite
chiuse di corto o lungo periodo.
Meccanica delle comete
Le stesse forze mareali galattiche che determinano la forma della Nube di Oort sono
probabilmente responsabili delle perturbazioni che di tanto in tanto inducono
qualche nucleo cometario a dirigersi verso l’interno del Sistema.
In questa fase le orbite sono paraboliche. L’interazione con i corpi maggiori del
Sistema (Giove, Saturno, Urano e Nettuno) può determinare una cattura su orbite
chiuse di corto o lungo periodo.
In queste condizioni, le comete appaiono provenire non più dalla Nube di Oort, ma dalla
Fascia di Kuiper o addirittura dalla Fascia Principale.
Tassonomia delle comete
Comete della Famiglia di Giove (JFC): comete periodiche con periodi compresi tra 5
e 20 anni (Giove/Urano). Dinamica determinata dall’interazione con il campo
gravitazione di Giove. Originano forse più dalla regione esterna della Fascia Principale
degli Asteroidi che dalla Nube di Oort (attualmente in discussione).
Comete della Famiglia di Halley (HFC): comete periodiche con periodi compresi tra
20 anni e 200 anni (zona transnettuniana). Dinamica determinata dall’interazione con
i campi gravitazionali dei pianeti giganti. Originano probabilmente dalla Nube di Oort
ma possibile ruolo della Fascia asteroidale di Kuiper (attualmente in discussione).
Comete di Lungo Periodo (LPC): comete periodiche con periodi superiori a 200 anni.
Dinamica determinata dall’interazione con i pianeti giganti. Originano sicuramente
dalla Nube di Oort.
Comete non periodiche: provengono tipicamente dalla Nube di Oort e passano al
perielio una sola volta per poi allontanarsi definitivamente dal Sistema Solare.
Struttura di una cometa: nucleo, chioma, code
Struttura di una cometa: dettagli del nucleo
L’attivazione di una cometa
A grandi distanze dal Sole, una cometa non si distingue granché da un asteroide,
fatta salva forse la differenza di albedo (maggiore per la cometa) dovuta alla notevole
presenza di ghiacci sul nucleo cometario.
Man mano che la cometa si avvicina al Sole, l’interazione con il vento solare provoca
il graduale riscaldamento e sublimazione della componente volatile e la formazione
della chioma e delle code di gas e polveri.
I componenti volatili si attivano a diverse temperature, e quindi a diverse distanze dal
Sole. Per i tre componenti (nettamente) più abbondanti, si ha:
Specie
LS (cal mol-1)
Donset (AU)
H2O
11700
2.5
CO2
6000
8.3
CO
1400
62.5
La formazione delle code di gas e polveri
Le comete esibiscono di norma due o più code, tipicamente composte da polveri, gas
ionizzato e gas neutro.
Le code hanno una diversa forma ed una diversa orientazione nello spazio. La loro
dinamica è determinata dall’effetto combinato del moto orbitale e dell’interazione con
il vento solare.
La formazione delle code di gas e polveri
gas
polveri
SOLE
orbita della
cometa
Composizione chimica (generale) delle comete
Oltre ai maggiori componenti (acqua, monossido e biossido di carbonio,
ammoniaca, metano), sono numerose le specie chimiche organiche rilevate
nelle comete.
Specie
H2O
CO
CO2
H2CO
NH3
CH4
HCN
CH3OH
H2S
HNCO
HC3N
SO2
NH2CHO
HCOOH
HDO
…
Abbondanza rel.
100
7–8
3
0–5
1–2
< 0.2 – 4.5
< 0.02 – 0.1
1–5
0.2
Cometa
1P/Halley
C/1975 V1 (West)
1P/Halley
1P/Halley
1P/Halley
C/1986 P1 (Wilson)
1P/Halley
C/1989 X1 (Austin)
1P/Halley
C/1995 O1 (Hale-Bopp)
C/1995 O1 (Hale-Bopp)
C/1995 O1 (Hale-Bopp)
C/1995 O1 (Hale-Bopp)
C/1995 O1 (Hale-Bopp)
C/1996 B2 (Hyakutake)
Evoluzione e fine di una cometa
Le comete periodiche si consumano progressivamente nel corso dei passaggi
ravvicinati intorno al Sole. Se non precipitano sulla nostra stella (sungrazing
comets), esse si «spengono» per esaurimento della componente volatile, di
fatto divenendo simili ad asteroidi.
Il ciclo di vita di una cometa è riassunto nel diagramma sottostante.
Jupter-Neptune
Source Zone
Main Belt
Kuiper Belt
Oort Cloud
Centaurs
Trojans
?
?
MBC
JFC
Ejection
Defunct Comets
HFC
LPC
Disintegration
Sun/Planet Impact
Evoluzione e fine di una cometa
Coppia di sungrazing comets fotografata dal coronografo
LASCO C2 a bordo del satetllite SOHO nel 2003
L’esplorazione spaziale delle comete
Giotto (cometa 1P/Halley)
spettroscopia
Stardust (cometa 81P/Wild o Wild2)
analisi delle polveri
Deep Impact (comete 9P/Tempel e 103P/Hartley)
bombardamento e
spettroscopia dei
detriti
Rosetta (cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko)
Rosetta (cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko)
Gli asteroidi
Meccanica degli asteroidi
A differenza delle comete, gli asteroidi si muovono su orbite di bassa
eccentricità.
Sono concentrati in due zone principali:
1) la Fascia Principale (Main Belt, MB), compresa tra Marte e Giove (2 – 4
AU), dove sono prevalentemente confinati dall’azione del campo
gravitazionale di Giove. Da qui tuttavia diversi asteroidi penetrano nelle
zone più interne del Sistema, ed alcuni di essi (chiamati Near-Earth
Objects, NEOs) intersecano l’orbita terrestre;
2) la Regione Transnettuniana (TN), a distanze superiori a 30 AU. Questa
regione si differenzia in Fascia di Kuiper (Kuiper Belt, KB), contenete
oggetti in orbite stabili, e Disco Diffuso (Scattered Disk, SD),
contenente oggetti in orbite instabili o metastabili.
Altri oggetti, in quantità assai minori, si concentrano in zone di stabilità
gravitazionale dei pianeti giganti del Sistema Solare: fra essi i più rilevanti
sono i Centauri (in orbita tra Giove e Nettuno) ed i Troiani (in orbita intorno
ai punti lagrangiani L4 ed L5 di Giove).
Near-Earth Objects
Struttura e composizione chimica degli asteroidi
Gli asteroidi esibiscono una notevole varietà strutturale e di composizione.
Queste due caratteristiche infatti da un lato riflettono le condizioni
primordiali nelle quali l’asteroide si è formato (a loro volta legate alla regione
del Sistema Solare in cui il processo è avvenuto) e, dall’altro, testimoniano
l’evoluzione che l’asteroide ha subito dalla sua formazione fino all’epoca
attuale.
Osservazione diretta e in laboratorio: classi spettrali
Le osservazioni spettroscopiche, unitamente all’analisi di laboratorio di
campioni di meteoriti, permette di suddividere gli asteroidi in diverse classi,
fra le quali:
Nome
S-complex
Note
Condriti ordinarie
C-complex
Condriti carbonacee
X-complex
Aubriti, Condriti enstatiti, Acondriti
M-type
specific samples
A-type
specific samples
V-type
Howarditi, Diogeniti, Eucriti. VESTA
R-type
specific samples
D-type
MB esterna, Troiani. PHOBOS, DEIMOS.
pirossene
olivina
VESTA: asteroide di tipo V
CERERE: asteroide di tipo G
L’esplorazione diretta degli asteroidi
L’avvento dell’Era Spaziale ha portato a numerose missioni dedicate
all’esplorazione degli asteroidi, sia con sorvolo, sia con orbiter, sia infine con
lander.
In alcuni casi, inoltre, il materiale asteroidale è stato riportato sulla Terra.
Nome
1 Ceres
4 Vesta
21 Lutetia
243 Ida
253 Mathilde
433 Eros
951 Gaspra
2685 Masursky
2867 Šteins
4179 Toutatis
5535 Annefrank
9969 Braille
25143 Itokawa
132524 APL
Classe
spettrale
G
V
M/C/X
S
C
S
S
S
E
B
S
Q
S
S
Missione
Dawn
Dawn
Rosetta
Galileo
NEAR Shoemaker
NEAR Shoemaker
Galileo
Cassini-Huygens
Rosetta
Chang’e 2
Stardust
Deep Space 1
Hayabusa
New Horizons
Tipologia
Orbiter
Orbiter
Close flyby
Close flyby
Close flyby
Orbiter, lander
Close flyby
Flyby
Close flyby
Close flyby
Close flyby
Close flyby
Recupero campioni
Flyby
L’esplorazione diretta degli asteroidi
951 Gaspra fotografato dalla sonda Galileo nel 1991
L’esplorazione diretta degli asteroidi
243 Ida (+ Dattilo) fotografato dalla sonda Galileo nel 1993
L’esplorazione diretta degli asteroidi
433 Eros fotografato dalla sonda NEAR Shoemaker nel 2000 prima di atterrarvi
L’esplorazione diretta degli asteroidi
Cerere: immagini dalla sonda Dawn (2016)
L’origine dell’acqua sulla Terra: dalle comete ?
Prima osservazione diretta di H2O effettuata dall’Infrared Space
Observatory (ISO) nella Cometa C/1995 O1 (Hale-Bopp).
L’origine dell’acqua sulla Terra: il problema D/H
L’ipotesi che l’acqua terrestre sia di origine cometaria si scontra con il fatto
che nell’acqua terrestre il rapporto tra deuterio (D) e idrogeno (H) è
decisamente diverso da quello riscontrato nella maggior parte delle comete.
Alcuni anni fa, tuttavia, in seguito ad osservazioni dettagliate della Cometa
103P/Hartley 2, si è compreso che l’acqua presente nelle comete provenienti
dalla Fascia di Kuiper ha un rapporto D/H identico a quello degli oceani
terrestri e degli asteroidi provenienti dalla stessa fascia.
L’origine dell’acqua sulla Terra: dagli asteroidi ?
Nonostante l’osservazione della sola Cometa 103P / Hartley 2 non sia
ancora sufficiente a fornire una prova definitiva dell’origine dell’acqua
terrestre dalle Comete della KB, ci sono forti evidenze in tal senso, anche
considerando analoghi rilevamenti fatti su asteroidi della stessa KB
(sebbene aventi un contenuto di acqua notevolmente minore delle comete).
È cioè ipotizzabile che nel forte bombardamento di asteroidi e comete subìto
dalla Terra dalla sua formazione fino a 2 miliardi di anni fa, si sia
accumulata la quantità di acqua che oggi osserviamo.
Gli asteroidi, le comete e la VITA
Una chimica organica delle comete
Getti di CN
da decomposizione superficiale di HCN
Halley
McNaught
Molecole organiche nella Cometa 1P/Halley
HCC(CH2)2CH3
HCC(CH2)3CH3
H2C=CH–CH=CH2
H2C=CH–CH2–CH=CH2
CH
CHN
H–CN
H3C–CN
H3C–CH2N
H2C=N–H
H3C–CH=NH
H2C=CH–NH2
H2C=CH–CH=NH
CHNO
CH3
H2C=O
H3C–HC=O
HCOOH H3C–COOH
–CH2O –CH2O –CH2O –
NC–OH O=C=NH
NC–CH2–OH
HN=CH–CH=O
CHO
ATTENZIONE !
La catena POM si
decompone
termicamente
liberando HCHO
(formaldeide)
Dalla formaldeide agli zuccheri…
… e non solo: anche acetaldeide…
Misure in radiofrequenza con IRAM: scoperta di acetaldeide
(CH3CHO) nella Cometa Hale-Bopp
… e dall’acetaldeide alla glicina
CH3CHO + HCN
CH3CH–CN
OH
acetaldeide
CH3CH–CN +
cianidrina
NH3 +
H2O
CH3–CH–COOH
OH
NH2
cianidrina
glicina
La glicina è un AMINOACIDO. Rilevata nella 81P/Wild
Amminoacidi, catene… RNA, proteine… ?
 – 
Così come possono aver portato la
vita sulla Terra, comete e asteroidi
sono probabilmente i responsabili di
diverse estinzioni di massa avvenute
in epoche passate.
Sono cioè potenziali distruttori
proprio di quella vita al cui
insediamento sul nostro pianeta
hanno contribuito in maniera
determinante.
Collisioni con asteroidi o comete: energie in gioco
vf = ?
xp
vi  0
Mp , Rp
Velocità finale (punto in moto a distanza finita):
𝒗𝒇
vf
vf
𝟐
𝟐𝑮𝑴
𝟏
𝟏
=
+ 𝑮𝑴𝒑
−
𝒅𝒑 + 𝒙 𝒑
𝑹𝒑 𝒙𝒑
= 113 km/s per Mercurio (+moto orbitale di Mercurio)
(vera) = 43 km/s per la Terra (+moto orbitale della Terra)
(vera)
Collisioni con asteroidi o comete: energie in gioco
𝟏
𝟏
𝟐
𝑬 = 𝒎𝒗𝒇 = 𝝅𝝆𝝓𝟑 𝒗𝒇 𝟐
𝟐
𝟔
Es. asteroide di 10 km di
diametro, densità 103 kg/m3
(acqua), velocità di impatto 70
km/s:
E  3 x 1024 J
(1 Kiloton = 4.134 x 1012 J)
E  7.25 x 108 Megaton
Numerose tracce nel Sistema Solare…
MARE CALORIS (Mercurio)
Diametro 1300 km
In assoluto il più grande
bacino da impatto di tutto il
Sistema Solare, se rapportato
al diametro del pianeta.
…e quindi anche sulla Terra
CHICXULUB (Yucatan), 200 km di diametro e l’estinzione K/T (?)
Nota conclusiva
Asteroidi e comete sono davvero due cose distinte ?
A partire dagli anni ‘90 si è cominciato a pensare asteroidi e comete non
costituiscano realmente due famiglie distinte, ma siano piuttosto parte di
un continuo di composizione: dagli oggetti prevalentemente rocciosi
(asteroidi) agli oggetti prevalentemente ghiacciati (comete).
Sono ormai noti diversi oggetti che esibiscono caratteristiche miste:
1) TNOs che chiamiamo asteroidi perché inattivi, ma sono coperti di
ghiaccio e sarebbero dunque attivi se fossero vicini al Sole;
2) oggetti con orbite palesemente cometarie ma che sono del tutto inattivi
(quindi la loro componente volatile è esaurita o sepolta in profondità
sotto la superficie);
3) MBOs che esibiscono forme di attività evidentemente innescata dalla
presenza di una componente volatile.
In conclusione, nonostante si utilizzino ancora i termini di
«asteroide» e «cometa», la comunità scientifica riconosce ormai che
essi non sono più adatti a fornire una descrizione sintetica della
reale natura di questi oggetti.