Notiziario n. 21 - Estate 2000 |
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| Asteroidi: pietre spaziali |
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di Marco Murara (Associazione Astrofili Trentini) |
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Le pagine che seguono si basano in particolare sulla versione italiana di The Nine Planets, disponibile sul sito internet dell'Associazione Astrofili Trentini.
Il primo giorno del gennaio 1801, Giuseppe Piazzi scoprì un oggetto che al principio egli considerò essere una nuova cometa. Ma dopo che la sua orbita venne determinata meglio, fu chiaro che non si trattava di una cometa, ma più verosimilmente di un piccolo pianeta. Piazzi lo chiamò Cerere, in onore della dea siciliana del grano.
Negli anni immediatamente successivi vennero scoperti tre altri piccoli corpi (Pallade, Vesta e Giunone). Alla fine del XIX secolo se ne conoscevano ormai diverse centinaia. Dopo di allora, sono stati scoperti più di 7000 asteroidi. Ogni anno ne vengono trovati a centinaia. Senza dubbio ce ne sono centinaia di migliaia, che però sono troppo piccoli per essere visti dalla Terra. Si conoscono ventisei asteroidi con diametro maggiore di 200 chilometri. Il nostro catalogo degli asteroidi più grandi è oggi quasi completo: probabilmente conosciamo il 99% degli asteroidi con diametro maggiore di 100 chilometri. Di quelli con diametro compreso fra 10 e 100 chilometri, ne abbiamo ca-talogato circa la metà. Ma conosciamo ben pochi degli asteroidi più piccoli: gli asteroidi con diametro inferiore ad un chilometro potrebbero essere più di un milione. La massa totale di tutti gli asteroidi è inferiore a quella della Luna.
Gli asteroidi 243 Ida e 951 Gaspra sono stati fotografati dalla sonda Galileo durante il suo viaggio verso Giove. La missione NEAR è volata presso 253 Matilde il 27 giugno 1997, raccogliendo parecchie immagini. Questi sono gli unici asteroidi che siano stati studiati da vicino, oltre a 433 Eros, che è stato visitato dalla sonda NEAR nel gennaio di quest'anno.
L'asteroide più grande è di gran lunga 1 Cerere: esso ha un diametro pari a 933 chilometri e contiene circa il 25% della massa di tutti gli asteroidi messi insieme. I successivi in ordine di grandezza sono 2 Pallade, 4 Vesta e 10 Igea, che hanno diametri compresi tra 400 e 525 chilometri. Tutti gli altri asteroidi conosciuti hanno diametro inferiore ai 340 chilometri.
C'è una certa discussione tra gli astronomi riguardo alla classificazione di asteroidi, comete e lune. Ci sono molti satelliti planetari che sarebbe meglio catalogare come asteroidi catturati dalla forza di gravità del corpo maggiore. Le due piccole lune di Marte, Deimos e Phobos (vedi la figura in questa pagina), le otto lune esterne di Giove, la luna più esterna di Saturno, Phoebe, e forse alcune delle lune di Urano e Nettuno recentemente scoperte, sono tutte più simili ad asteroidi che ai satelliti "normali".
Gli asteroidi sono classificati secondo vari tipi, in base ai loro spettri (e quindi alla loro composizione chimica) e al loro albedo:
C'è poi una dozzina di altri tipi molto più rari.
A causa degli errori nelle osservazioni (per esempio gli asteroidi tipo C sono alquanto difficili da vedere), le percentuali sopra indicate possono non corrispondere all'effettiva distribuzione degli asteroidi (e in effetti oggi sono in uso vari modelli di classificazione).
Ci sono pochi dati sulla densità degli asteroidi. Ma grazie alla rilevazione dell'effetto Doppler nelle onde radio che tornano verso la Terra dalla sonda NEAR, effetto dovuto alla (sia pure molto lieve) interazione gravitazionale tra l'asteroide e la sonda, si è potuta stimare la massa di Matilde. Sorprendentemente, la sua densità si è rivelata essere non molto maggiore a quella dell'acqua: ciò suggerisce che non si tratta di un oggetto compatto, ma piuttosto di un ammasso di detriti.
Gli asteroidi sono inoltre classificati in base alla loro posizione nel sistema solare:
Tra le principali concentrazioni di asteroidi nella Cintura principale ci sono regioni relativamente vuote, conosciute con il nome lacune di Kirkwood. Queste sono le regioni in cui il periodo orbitale di un oggetto sarebbe una frazione semplice di quello Giove: un oggetto in un'orbita tale sarebbe comunque ben presto accelerato da Giove su un'orbita differente.
Ci sono anche alcuni "asterodi" (designati come Centauri) che si trovano nelle zone esterne del sistema solare: 2060 Chirone (alias 95 P/Chiron) orbita tra Saturno e Urano; 5335 Damocle orbita dalle prossimità di Marte fino ad oltre Urano; 5145 Pholus orbita da Saturno fino al di là di Nettuno. Ce ne sono probabilmente tanti altri, ma le loro orbite, che intersecano quelle dei pianeti giganti, sono molto instabili ed è probabile che in futuro siano perturbate. La composizione di questi oggetti sembra essere più simile a quella delle comete o degli oggetti della Cintura di Kuiper, piuttosto che a quella dei normali asteroidi. In particolare, Chirone è ora classificato come cometa.
L'asteroide 4 Vesta è stato studiato di recente grazie all'utilizzo dell'Hubble Space Telescope. Si tratta di un asteroide particolarmente interessante, dal momento che sembra essersi differenziato in strati proprio come i pianeti terrestri. Questo implica che c'è una qualche fonte interna di calore, oltre al calore rilasciato dai radio-isotopi, che da soli sarebbero insufficienti per fondere tale oggetto. C'è anche un enorme bacino da impatto, così profondo da mettere a nudo il mantello sotto la crosta esterna di Vesta.
Sebbene gli asteroidi non siano mai visibili ad occhio nudo, molti di essi possono essere osservati anche con un semplice binocolo o con un piccolo telescopio: l'importante è conoscere in anticipo dove cercarli nel cielo.
951 Gaspra
951 Gaspra orbita intorno al Sole vicino al bordo interno della cintura principale degli asteroidi, fra Marte e Giove. La sua distanza media dal Sole è pari a 205.000.000 chilometri e le sue dimensioni sono approssimativamente 19 x 12 x 11 chilometri.
Gaspra venne così denominato dal suo scopritore, l'astronomo ucraino Grigoriy Neujmin, in onore di un famoso luogo di villeggiatura situato nella penisola di Crimea. Di conseguenza, molti dei crateri di questo asteroide sono stati battezzati con il nome di luoghi turistici di tutto il mondo.
Membro della famiglia di asteroidi Flora, Gaspra è un asteroide di tipo S, giacché è composto, o almeno così si ritiene sulla base di studi attendibili, da una miscela di minerali rocciosi e metallici. Primo dei tre asteroidi che siano mai stati osservati da vicino, Gaspra fu incontrato il 29 ottobre 1991 dalla sonda Galileo, mentre questa era in viaggio verso Giove (successivamente Galileo visitò 243 Ida).
La superficie di Gaspra è coperta di crateri da impatto. Dal numero di piccoli crateri sulla superficie, possiamo stimare che Gaspra abbia un'età di circa 200 milioni di anni.
943 Ida
243 Ida è un asteroide della famiglia Koronis, che orbita intorno al Sole tra Marte e Giove. La sua distanza media dal Sole è di 270.000.000 chilometri e le sue dimensioni sono all'incirca 58 x 23 chilometri.
Ida era una ninfa che allevò il neonato Zeus (il Giove dei Romani). Ida è anche il nome di una montagna dell'isola di Creta, sulla quale ci sono un tempio classico e la grotta dove si dice che sia stato allevato Zeus.
Secondo dei tre asteroidi che siano stati osservati da vicino, Ida fu incontrato il 28 agosto 1993 dalla sonda Galileo, mentre questa era in viaggio verso Giove.
La cosa straordinaria di questo asteroide sta nel fatto che possiede un piccolo satellite. Nell'immagine qui sopra, è visibile come una piccola macchia sulla destra. È il primo satellite naturale di un asteroide che sia mai stato scoperto. Provvisoriamente designato con l'anonima sigla di "1993 (243) 1", ha poi ricevuto, nel settembre 1994, il nome di Dactyl e la classificazione definitiva di "243 Ida I". Il nome deriva dai Dattili, un gruppo di creature mitologiche che vivevano sul monte Ida e vegliavano sulla sicurezza del piccolo Zeus. Altre versioni mitologiche affermano che i Dattili sono i figli della ninfa Ida e di Zeus.
Dactyl è più o meno 1,6 x 1,2 chilometri, sorprendentemente sferico per un corpo così piccolo. Esso orbita intorno a Ida ad una distanza di circa 90 chilometri.
La scoperta che uno dei due asteroidi osservati da vicino è in effetti un sistema binario ha ridato forza ad una vecchia discussione sulla frequenza degli asteroidi doppi. Ma sono necessari ulteriori dati prima che la controversia possa essere davvero risolta.
L'applicazione della terza legge di Keplero all'orbita di Dactyl ci fornisce una stima della massa di Ida e perciò della sua densità. Il valore è più o meno tra 2,2 e 2,9 g/cm3 (o forse un po' maggiore): l'incertezza è così elevata perché l'orbita di Dactyl è conosciuta solo in maniera approssimativa.
All'inizio si pensava che Ida fosse un asteroide di tipo S, come Gaspra, composto da nichel, ferro e alcuni silicati. Ma la densità di 2,9 è troppo bassa perché sia così. Ida potrebbe invece avere una composizione simile a quelle delle normali meteoriti condriti, le quali sono primitive e per lo più inalterate.
Cosa interessante è che gli spettri di Ida e Dactyl, benché fondamentalmente simili, sono differenti: Dactyl, dunque, non è semplicemente un pezzo di Ida. Si pensa che il sistema binario si possa essere formato durante la collisione e la frammentazione che ha creato la famiglia Koronis.
Le superfici di Ida e Dactyl sono assai craterizzate e perciò apparentemente alquanto antiche. Ma calcoli dinamici indicano che tutta la famiglia Koronis è relativamente giovane. Tali calcoli indicano inoltre che gli oggetti delle dimensioni di Dactyl non possono sopravvivere per più di 100 milioni di anni. Forse l'elevata craterizzazione si è formata al tempo della frammentazione che ha creato la famiglia Koronis, piuttosto che 4 miliardi di anni fa, come di solito è nel caso di superfici simili.
Quando la sonda Galileo è passata presso Ida, ha registrato delle variazioni nel campo magnetico solare (e un effetto analogo venne trovato vicino a Gaspra). Ciò indica che Ida deve contenere del materiale magnetico, sebbene la sua densità sia troppo bassa per renderlo simile ad un meteorite ferroso o roccioso-ferroso.
253 Matilde
253 Matilde è un asteroide della cintura principale con un perielio relativamente basso (1,94 UA). Esso orbita mediamente a 394.000.000 chilometri dal Sole e le sue dimensioni sono cira 59 x 47 chilometri.
Matilde venne scoperto nel 1885 da Johann Palisa. Il nome è stato attribuito in onore della moglie dell'astronomo Moritz Loewy, allora vicedirettore dell'Observatoire de Paris.
La sonda NEAR si è avvicinata a Matilde il 27 giugno 1997. Questo asteroide appartiene al tipo C, dal quale si ritiene provengano le meteoriti della classe delle condriti carbonacee.
Matilde ha almeno cinque crateri di diametro superiore ai 20 chilometri (e abbiamo potuto vedere solo poco più di metà della sua superficie). Ida e Gaspra non hanno crateri di tali dimensioni. Non è chiaro come si possano essere prodotti crateri tanto grandi su un corpo tanto piccolo.
La densità di Matilde è pari a soli 1,4 g/cm3. Probabilmente essa è molto porosa, quasi come una spugna: questo potrebbe dare una spiegazione per i grandi crateri. Il suo albedo è pari solamente allo 0,04; inoltre, il colore della sua superficie è molto uniforme, malgrado i profondi crateri. Ciò induce a ritenere che il suo interno sia omogeneo: forse è un campione dell'antico sistema solare.
Un'altra stranezza è che la velocità di rotazione di Matilde è molto lenta: questo asteroide, infatti, impiega ben 17,4 giorni per compiere una rotazione sul suo asse. Forse questo fatto è dovuto ai grandi impatti che ha dovuto subire.
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