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Friday, February 22, 2013

Asteroidi, Meteore e Meteoriti - (Italiano)

E' passato molto tempo dall'ultimo post ma i recenti fenomeni celesti che hanno coinvolto il nostro Pianeta e le numerose domande rivoltemi dai colleghi hanno ispirato questo post dedicato allo spazio più vicino a noi ed in particolare a quelli oggetti celesti che possono entrare in contatto con la Terra. Non sono naturalmente un esperto e le informazioni costituiscono solo una piccola parte dell'argomento, ho cercato di riunire le informazioni che ho ritenuto più interessanti e che spero siano utili per chiarire alcuni concetti e districarsi nel mare di informazioni che sono state diffuse, non sempre corrette. (Cliccando sulle foto è possibile vederle nelle dimensioni originali). English version here.


Iniziamo con qualche definizione anche se non sarà una cosa facile. Da profano ritengo, infatti, che la classificazione in tre categorie, "Pianeti", "Pianeti Nani" e "Piccoli Corpi del Sistema Solare" per i corpi celesti orbitanti intorno al Sole, decisa dall'Unione Astronomica Internazionale (UAI) nel 2006 abbia introdotto notevoli dubbi ed aumentato la confusione.

Pianeta: corpo celeste che: orbita intorno al Sole; ha una massa sufficiente affinche la sua gravità possa vincere le forze di corpo rigido, cosicchè assume una forma di equilibrio idrostatico (quasi sferica); ha ripulito le vicinanze intorno alla sua orbita. I Pianeti sono: Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno.

Pianeta Nano: corpo celeste che: orbita intorno al Sole; ha una massa sufficiente affinche la sua gravità possa vincere le forze di corpo rigido, cosicchè assume una forma di equilibrio idrostatico (quasi sferica); non ha ripulito le vicinanze intorno alla sua orbita; non è un satellite. I Pianeti Nani attualmente conosciuti sono: Cerere, Plutone, Haumea, Makemake ed Eris.

Piccolo Corpo del Sistema Solare: sono tutti gli altri oggetti, eccetto i satelliti, che orbitano intorno al Sole e che non rientrano nelle precedenti due categorie.

Iniziamo con l'individuazione delle principali zone del sistema solare nelle quali sono distribuiti i Piccoli Corpi del Sistema Solare.

Fascia Principale: è compresa fra le orbite di Marte e Giove ad una distanza compresa fra 1,7 UA e 4,0 UA dal Sole e con periodi orbitali variabili fra i 3 ed i 6 anni. E' la zona dove sono presenti la maggioranza degli Asteroidi anche se, recentemente, alcune scoperte fanno supporre nell'area anche la presenza di alcune comete.

Fascia di Kuiper: si estende oltre l'orbita di Nettuno, sul piano dell'eclittica fra 30 UA e 50 UA. Contiene corpi di notevoli dimensioni, sia comete che asteroidi. Gli oggetti al suo interno sono detti KBO (Kuiper Belt Object). Sono stati fino ad oggi individuati oltre 800 oggetti, e fra questi 3 Pianeti Nani: Plutone, Haumea e Makemake. 

Disco Diffuso: l'inizio coincide con la zona più esterna della Fascia di Kuiper ma con orbite molto al di sopra ed al di sotto dell'eclittica. Si estende oltre le 100 UA.

Nube di Oort: è una regione che si ipotizza possa estendersi, in forma sferica, da circa 50 UA fino ad 1 AL e che si stima possa contenere approssimativamente 10.000 miliardi di oggetti. Dovrebbe contenere principalmente comete.

Cerere e Vesta (Credit: NASA)
Asteroide (o pianetino o planetoide o pianeta minore): è un corpo celeste di dimensioni non planetarie con dimensioni e forma variabili, inattivo, roccioso. Il primo ad essere scoperto fu Cerere, che era all'epoca il più grande conosciuto con un diametro di circa 950 km. Per correttezza di informazione è bene specificare che, in realtà, Cerere è stato nel 2006 elevato al rango di Pianeta Nano.
La maggior parte orbitano nella Fascia Principale, un gruppo, i Troiani, condivide l'orbita con Giove e un ulteriore gruppo, i Centauri, orbita fra Giove e Nettuno. 
Altri sono stati individuati nelle zone oltre l'orbita di Nettuno precedentemente descritte.


Il Nucleo della Cometa Hartley 2 (Credit: JPL)
Cometa: è un corpo celeste relativamente piccolo, composto di ghiaccio e polveri ed alle volte attivo, in grado di sviluppare, per evaporazione, un'atmosfera di polvere e gas (chioma) ed alle volte anche una o più code. In base ai parametri orbitali si distinguono in comete di corto periodo, lungo periodo e non periodiche, con orbite paraboliche o iperboliche che le portano ad abbandonare il Sistema Solare. Si ritiene che le comete di corto periodo provengano dalla Fascia di Kuiper mentre quelle di lungo periodo dalla Nube di Oort.





Meteoroide: frammento di Asteroidi o Comete.

Meteora (o stella cadente): fenomeno luminoso che avviene quando un Meteoroide entra nell'atmosfera terrestre vaporizzandosi.

Meteorite: Meteoroide che sopravvive al passaggio in atmosfera, senza vaporizzarsi completamente, arrivando a terra.

NEO (Near Earth Object): corpi celesti che passano in vicinanza della Terra e possono intersecarne l'orbita.
Immagine radar di Teoutatis (Credit: NASA, JPL)

NEA (Near Earth Asteroids): asteroidi la cui orbita è vicina a quella terrestre, a meno di 0,3 UA. Il più grande conosciuto è 1036 Ganymede con un raggio di circa 31 Km. Sono stati individuati ad oggi 9.621 NEA su un totale stimato di circa 300.000.

PHA (Potentially Hazardous Asteroids): Asteroidi potenzialmente pericolosi, quando la loro orbita è compresa entro le 0,05 UA da quella terrestre e la cui magnitudine assoluta è inferiore a 22 mag. Il più grande attualmente conosciuto è 4170 Teoutatis.  Sono stati individuati ad oggi 1.382 PHA.

Scala Palermo: è una scala logaritmica, utilizzata dagli addetti ai lavori, la cui equazione consente di combinare la probabilità di impatto con l'energia cinetica liberata. I valori inferiori a -2 indicano eventi senza conseguenze, quelli compresi fra -2 e 0 indicano situazioni che devono essere monitorate. Valori superiori allo zero indicano un evento fuori dall'ordinario e che merita sicuramente attenzione. Il primo oggetto ad aver superato il valore 0 è stato NTZ 2002, un asteroide grande circa 2 km e che potrebbe incrociare la Terra il 1° febbraio 2019.

La Scala Torino (Credit: Richard. P. Binzel MIT)
Scala Torino: è un scala utilizzata per comunicare con il pubblico ed ha, quindi, una formulazione ed una presentazione più immediata e semplificata. I valori sono compresi fra 0 e 10, più è alto il valore più alto è il rischio. 0 - nessun rischio, 1 - rischio normale, 2-4 - merita attenzione da parte degli astronomi, 5-7 - minaccioso, 8-10 - collisione certa. Il nome deriva dalla città di Torino dove si è svolto nel 1999 un convegno sui NEO durante il quale è stata rivista la versione originale della scala.


Lo spazio che ci circonda è tutt'altro che vuoto. Il Sistema Solare è popolato da miliardi di corpi più o meno grandi, come si intuisce dai dati forniti nelle definizioni, che sono i resti della nebulosa planetaria dalla quale ha avuto origine.
Dato il loro numero, l'incontro con tali oggetti non può essere certamente escluso e numerose sono le evidenze di tali impatti. La più semplice è sotto, o dovrei dire sopra, gli occhi di tutti: la Luna. I crateri di cui è ricoperta sono infatti dovuti ad impatti con corpi celesti in epoche più o meno recenti e la sue formazione, secondo le recenti teorie, potrebbe essere dovuta proprio ad un impatto di un corpo delle dimensioni di Marte con la Terra.
Numerose sono le prove degli impatti all'interno del Sistema Solare, come dimostrano le immagini dei seguenti esempi significativi: Phobos; uno dei satelliti di Marte; Deimos uno dei satelliti di Saturno che assomiglia alla "Morte Nera" di Guerre Stellari; Giove colpito dai frammenti della cometa Shoemaker-Levy fra il 16 ed il 22 luglio 1994.

Phobos ripreso dal Viking 1 (Credit: NASA)
Deimos (Credit: NASA)
Impatti su Giove della cometa Shoemaker-Levy (Credit: NASA)

Sulla Luna l'assenza di una atmosfera e di una storia geologica attiva ne hanno permesso la conservazione.
Il Cratere Barringer (Credit: NASA)
Sulla Terra gli impatti sono meno evidenti e più difficili da individuare in quanto soggetti a forti processi di erosione e solo le disponibilità di nuovi metodi e di sistemi di ricerca sempre più sofisticati ne hanno permesso la scoperta. Il più famoso, conosciuto e facilmente individuabile è il Cratere Barringer, noto proprio come Meteor Crater, largo 1.200 m e profondo 170 m che si trova in Arizona. La formazione risale a circa 50.000 anni fa ed è stata causata da un asteroide di nickel-ferro grande circa 50 m.

La Terra, come gli altri corpi del Sistema Solare, viene costantemente bombardata da materiale di provenienza spaziale. Si calcola che ogni giorno circa 100 tonnellate di polvere e piccole particelle colpiscano l'atmosfera. Il fenomeno è, pertanto, tutt'altro che raro. 

Quando un meteoroide penetra nell'atmosfera la sua velocità, già elevata, viene accelerata dall'attrazione gravitazione. Non è possibile dare un parametro di riferimento univoco in considerazione dei numerosi elementi da prendere in considerazione quali la direzione e l'angolo di arrivo, la forma, etc, ma per dare un ordine di grandezza le velocità medie oscillerebbero fra 10 Km/s e 70 Km/s (36.000 Km/h e 252.000 Km/h).
All'ingresso in atmosfera l'aria di fronte all'oggetto viene fortemente compressa (ram pressure) e, come tutti i gas, si riscalda fino a temperature superiori a 1.600° C in grado di vaporizzare e bruciare le rocce a contatto (ablazione). Non essendo il meteoroide a bruciare direttamente, ma l'atmosfera che lo circonda, nel caso in cui impattasse la superficie terrestre il meteorite non sarebbe necessariamente bollente o fuso, in quanto si sarebbero consumati solo gli strati esterni, e questo consentirebbe la possibile sopravvivenza anche di organismi extraterrestri, alcune teorie ipotizzano infatti che la vita sia stata portata sul Pianeta da Asteroidi e Comete (Panspermia).
Le forti pressioni in gioco, le altissime temperature e le modifiche chimico-fisiche che vengono a prodursi nel meteoroide possono portare anche alla sua esplosione, con il propagarsi di onde d'urto di notevole intensità. La forte luminosità è invece creata dalla ionizzazione dell'aria che fa apparire il corpo celeste notevolmente più grande della realtà.

L'evento occorso in Russia il 15 febbraio 2013 non è stato quindi nulla di straordinario. E' un evento che si verifica mediamente 1 volta ogni 100 anni.
Le stime della NASA sull'oggetto prima di entrare in atmosfera riportano una grandezze fra 15 m e i 17 m ed una massa fra 7.000 t e 10.000 t. L'ingresso in atmosfera è avvenuto ad una velocità stimata di 18 Km/s (circa 64.000 Km/h) e sono trascorsi 32,5 secondi da tale ingresso alla disintegrazione, avvenuta ad una quota intorno ai 20 km.
I danni sono stati causati dall'onda d'urto che ha raggiunto velocità supersoniche, creando il cosiddetto "Bang Sonico", simile a quello prodotto dagli aerei al passaggio del muro del suono, e colpito persone e cose. Non sono stati, pertanto, colpiti da frammenti della meteora.
I numerosi riferimenti ad una "pioggia di meteore" sono derivati dalla frammentazione del meteoroide e quindi il termine è stato usato impropriamente. Ci si riferisce ad una pioggia di meteore quando si assiste a fenomeni quali gli sciami meteorici periodici, come quello delle Perseidi noto anche come "Lacrime di San Lorenzo" in Agosto, durante i quali è possibile assistere anche a centinaia di scie ogni ora.

Senza voler fare un elenco di simili eventi è sufficiente, come esempio, ricordare quanto avvenuto il 30 giugno 1908 a Tunguska (Siberia) dove l'onda d'urto creata dall'esplosione di un frammento di asteroide o di un nucleo cometario, avvenuta ad una quota stimata intorno ai 10 km, ha devastato un'area di oltre 2.000 Km/q abbattendo, si stima, fino ad 80 milioni di alberi. Ci fu almeno una vittima e le persone, anche ad una distanza di 60 Km, furono scaraventate a terra.

10 agosto 1972 un meteorite attraversa l'atmosfera (Credit: James M. Baker)
Un altro esempio significativo è accaduto il 10 agosto 1972, quando un meteorite ha attraversato l'atmosfera terrestre ad una quota di circa 57 km entrando in contatto con l'atmosfera sopra l'Utah (USA) ed uscendo sopra Alberta (Canada). E' stato stimato che la grandezza fosse fra i 3 ed i 14 metri e che entrò in atmosfera con un angolo radente, che gli permise di "sopravvivere" al passaggio.



Il primo oggetto ad essere stato individuato prima che colpisse la Terra è stato 2008 TC3 che fu scoperto il 6 ottobre 2008 a circa 20 ore dall'impatto. Il corpo, stimato in circa 4 m e con una massa di 80 t, è esploso ad una quota di circa 10 km sopra il Deserto Nubiano in Sudan, come previsto. Sono stati recuperati circa 600 frammenti nel deserto.

Se vi siete incuriositi su internet sono presenti numerosi esempi di crateri da impatto scoperti sul nostro pianeta. Il più antico è stato scoperto in Groenlandia e risale a circa 3 miliardi di anni fa. Quello il cui effetto è stata l'estinzione dei dinosauri è Chicxulub nello Yucatan, caduto 65 milioni di anni fa.
Un ottima base di partenza è il sito Earth Observatory della NASA.

Per finire, un esempio italiano. Il primo cratere, o per meglio dire i crateri, da impatto scoperto in Italia si trova in Abruzzo ed esattamente nella piana dei Prati del Sirente. A questo indirizzo potrete approfondire la scoperta http://spaceguard.rm.iasf.cnr.it/tumblingstone/issues/num18/it/sirente.htm
Prati del Sirente (Abruzzo)

Spero di aver fornito utili informazioni e di non aver aumentato la confusione. 
Half65

Link di riferimento e di approfondimento:

* NASA Asteroids and Comets Impact Hazards
* NASA JPL NEO Program
* IAU Near Earth Object

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