Da
dove provengono le comete? –
prime ipotesi z
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Z z Da
dove provengono le comete? –
la cintura di Kuiper è ormai ben catalogata
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Comete
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Asteroidi Le comete si differenziano dagli asteroidi per la presenza della chioma o della coda. Tuttavia, comete estinte che sono passate vicino al Sole molte volte hanno perso la quasi totalità delle sostanza ghiacciate volatili ed anche le polveri, somigliando agli asteroidi. Si pensa che gli asteroidi abbiano una origine differente, essendosi formati all’interno dell’orbita di Giove piuttosto che nel sistema solare esterno. La scoperta di comete attive nella fascia ha sfumato la distinzione tra asteroidi e comete. Alla data di maggio 2010 sono conosciute 3976 comete delle quali 1500 sono Kreutz Sungrazers (con orbite molto vicine al Sole al perielio) e circa 484 sono di corto periodo. Questi numeri stanno crescendo rapidamente. Tuttavia, essi rappresentano solo una piccola parte della potenziale popolazione cometaria: la stima di corpi simili alle comete è dell’ordine del trilione. Il numero di quelle visibili ad occhio nudo è di circa una all’anno, di cui molte poco spettacolari. Le comete particolarmente brillanti sono chiamate “Grandi comete”. Grandi
Comete: la Ikeya-Seki
del 1965 z
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Grandi
Comete: la Halley
del 1986 z
Grandi
comete: identikit della Halley La Cometa di Halley, il cui nome ufficiale è 1P/Halley, così chiamata in onore di Edmond Halley, che per primo ne predisse il ritorno al perielio, è la più famosa e brillante delle comete periodiche provenienti dalla fascia di Kuiper, le quali passano per le regioni interne del sistema solare ad intervalli di decine di anni, piuttosto che periodi millenari delle comete provenienti dalla Nube di Oort. La cometa di Halley è il protipo di comete caratterizzate da periodi orbitali compresi tra i 20 ed i 200 anni ed orbite che possono presentare inclinazioni elevate rispetto al piano dell'eclittica. Edmond Halley si accorse che le caratteristiche della cometa del 1682 erano quasi le stesse della cometa apparsa nel 1531 (osservata da Pietro Apiano) e nel 1607 (osservata da Giovanni Keplero a Praga); Halley concluse che tutte e tre le comete erano lo stesso oggetto che ritornava ogni 76 anni. Dopo una stima approssimativa delle perturbazioni che la cometa doveva sostenere a causa dell'attrazione dei pianeti, predisse il suo ritorno per il 1757. Halley aveva ragione, sebbene la cometa non fu vista fino a dicembre del
1758, e non passò al suo perielio fino a marzo 1759; l'attrazione di Giove e Saturno causò un ritardo di 618 giorni, come calcolò il matematico Alexis Clairault
prima del ritorno della cometa. Grandi
Comete: la Hale-Bopp
del 1997 z
Grandi
Comete: la Hale-Bopp
del 1997 z
Grandi
comete: identikit della Hale-Bopp Il calcolo dell'orbita della cometa (vale a dire del percorso che la cometa fa intorno al Sole), effettuato dal Jet Propulsion Laboratory sulla base delle osservazioni raccolte dal 27 Aprile 1993 al 3 Marzo 1997, permette di fornire alcune informazioni sulle distanze in gioco.
Riccardo Balestrieri - Osservatorio Astronomico di Genova -
UPS - Genova, 28/3/1997
Grandi
Comete: la McNaught
del 2006-07
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Una visione
in un cielo rosseggiante,
molto illuminato, del mese di gennaio.
Grandi
Comete: la Lulin
del febbraio 2009, la cometa verde z z
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Una visione
prospettica particolare
( coda di polveri dietro il nucleo, centrata ) mostra una coda e una
anti-coda.
Grandi
comete: identikit della Lulin La Cometa Lulin, formalmente designata C/2007 N3 ( Lulin ), è una cometa non periodica scoperta l'11 luglio 2007 da Quanzhi Ye, studente dell'Università Sun Yat-sen di Canton (Cina) su un'immagine acquisita da Chi Sheng Lin, dell'Istituto di Astronomia dell'Università Centrale Nazionale di Taiwan, nel corso del Lulin Sky Survey. La cometa appare di un lucente colore verde e per questo motivo è stata chiamata anche la "cometa verde". La cometa è divenuta visibile ad occhio nudo il 7 febbraio 2009, mentre transitava nella costellazione della Bilancia. Due giorni prima era passata in vicinanza di Zubenelgenubi. Il 15 e 16 febbraio è transitata nelle vicinanze di Spica, il 19 febbraio di gamma Virginis ed il 6 marzo vicino all'ammasso stellare M44. Il picco di luminosità è stato raggiunto nella notte del 24 febbraio 2009,
( in corrispondenza del massimo avvicinamento al nostro pianeta ) con una
luminosità corrispondente ad una magnitudine
di +4,8. Inoltre, è apparsa molto vicina a Saturno la notte del 23 febbraio ed a
Regolo, nella costellazione del Leone, il 27. Il 14 marzo è transitata nelle
vicinanze della nebulosa Eschimese (NGC 2392) ed il 17 marzo nei pressi di delta
Geminorum. Caratteristiche
fisiche - Nucleo I nuclei delle comete vanno da 100 metri a più di 40 chilometri. Sono composti di roccia, polvere, ghiaccio d’acqua, e gas congelati come monossido di carbonio, anidride carbonica, metano e ammoniaca. A causa della loro piccolo massa, I nuclei cometari non diventano sferici sotto l’azione della loro stessa gravità, e pertanto hanno forme irregolari. Ufficialmente, in accordo alle raccomandazioni NASA, una cometa, per essere definita tale, deve essere composta almeno dallo 85% di ghiaccio. Comunemente esse sono definite “palle di ghiaccio sporco”, tuttavia osservazioni recenti hanno rilevato superfici rocciose o polverose, suggerendo che i ghiacci siano confinati all’interno della crosta. Le comete contengono altresì una varietà di composti organici, in aggiunta a quelli già menzionati, che possono includere metanolo, acido cianidrico, formaldeide, etanolo, etano ed anche molecole come lunghe catene di idrocarburi e amminoacidi. Nel 2009 è stato confermato che l’amminoacido glicina è stato trovato nella polvere cometaria dalla missione NASA Stardust. Sorprendentemente, i nuclei cometari sono tra i corpi meno riflettenti nel sistema solare. La sonda Giotto ha riscontrato che il nucleo della cometa di Halley riflette circa il 4% della luce che lo colpisce, e la sonda Deep Space 1 ha riscontrato che la cometa Borrelly riflette appena tra il 2,4% e il 3,0% della luce incidente; per paragone, l’asfalto riflette il 7%. Gli scienziati ritengono che molecole organiche complesse costituiscano la superficie scura. La grande scurezza della superficie cometaria permette l’assorbimento
efficiente della radiazione solare, necessario per produrre i processi di
sublimazione. Il
nucleo della cometa Halley, fotografato dalla
sonda Giotto
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Il moto
del nucleo della cometa produce “ onde d’urto ”
nei gas della chioma, che vengono colloquialmente denominati “ gusci ”. Queste forme d’onda forniscono preziosi
indizi sulle dimensioni e sulla rotazione del nucleo. Image credit: La cometa Hale-Bopp –Fabbri Video z Il falso nucleo della cometa Hale-Bopp, in una modellizzazione tridimensionale
Notare nella immagine di sinistra come sul lato
destro del “cono” sia presente una zona di pressione che non compare
dall’altro lato. Questo indizio ha permesso di
capire che il nucleo ruota su se stesso. Gli studi degli
specialisti dicono una rotazione in poco meno di 12 ore. L’animazione mostra le forme dei “gusci” da ogni lato
permettendo di comprendere ogni dettaglio in modo completo. Image credit: La cometa Hale-Bopp –Fabbri
Video z Il
nucleo della cometa Tempel 1,
fotografato dalla sonda Deep Impact
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Comete:
chioma e coda Quando una cometa si avvicina al sistema solare interno, il calore del Sole fa sublimare i suoi strati di ghiaccio più esterni. Le correnti di polvere e gas prodotte formano una grande, ma rarefatta atmosfera attorno al nucleo, chiamata chioma, mentre la forza esercitata sulla chioma dalla pressione di radiazione del Sole, e soprattutto dal vento solare, conducono alla formazione di un enorme coda che punta in direzione opposta al Sole. Chioma e coda risplendono sia per riflessione diretta della luce incidente, sia in conseguenza della ionizzazione dei gas per effetto del vento solare. Sebbene la maggior parte delle comete sia troppo debole per essere osservata senza l'ausilio di un binocolo o di un telescopio, una manciata ogni decade diventa ben visibile ad occhio nudo. Occasionalmente una cometa può sperimentare una enorme ed improvvisa esplosione di gas e polveri, indicata comunemente con il termine inglese outburst. Nella fase espansiva seguente la chioma può raggiungere dimensioni ragguardevoli. Nel novembre
del 2007 per la chioma della Cometa Holmes è stato stimato un diametro di 1,4 milioni di chilometri, pari a quello del Sole. Per un brevissimo periodo, la cometa
ha posseduto l'atmosfera più estesa del Sistema solare. Comete:
la chioma
della Holmes
del 2007 z
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Caratteristiche
fisiche: le code,
esempio della Hale-Bopp
del 1997
Spesso polveri e gas formano due code
distinte, che puntano in direzioni leggermente differenti: la polvere ( dust ), più pesante, rimane indietro rispetto al nucleo e
forma spesso una coda incurvata, che si mantiene sull'orbita della cometa; il gas, più sensibile
al vento solare, forma una coda diritta, in direzione opposta al Sole,
seguendo le linee del campo magnetico locale piuttosto che traiettorie
orbitali.
Viste prospettiche da Terra possono determinare configurazioni in cui le due
code si sviluppano in direzioni opposte rispetto al nucleo; oppure in cui la
coda di polveri, più estesa, appare ad entrambi i lati di esso. In questo
casi si dice che la cometa possiede una coda ed un'anti-coda.
La
Hale-Bopp possiede anche una debole coda al sodio, visibile solo con
particolari strumenti dotati di speciali filtri. Le emissioni di sodio sono
state precedentemente osservate anche in altre comete, ma nessuna dalla coda.
La
coda al sodio consiste di atomi neutri e si estende per 50 Milioni di km in
lunghezza. La coda formata da polveri segue la traiettoria
dell'orbita della cometa, la coda di gas segue il campo magnetico, la coda di
sodio segue la pressione di radiazione.
Image credit: La cometa Hale-Bopp –Fabbri
Video z Struttura
di alcune formazioni fisiche: chioma,
nucleo
e coda di ioni Mentre il nucleo è generalmente inferiori ai 50 km di diametro, la chioma può superare le dimensioni del Sole e sono state osservate code ioniche di estensione superiore ad 1 UA (150 milioni di chilometri). È stato proprio grazie all'osservazione della coda di una cometa, disposta in direzione opposta al Sole, che Ludwig Biermann ha contribuito significativamente alla scoperta del vento solare. Sono comunque estremamente tenui, tanto che è possibile vedere le stelle attraverso di esse. La coda
ionica si forma per effetto fotoelettrico, come risultato
dell'azione della radiazione solare ultravioletta incidente sulla chioma. La
radiazione incidente è sufficientemente energetica da superare l'energia di
ionizzazione richiesta dalle particelle degli strati superiori della chioma,
che vengono trasformate così in ioni. Il processo conduce alla formazione di
un nuvola di particelle cariche positivamente
intorno alla cometa che determina la formazione di una "magnetosfera
indotta", che costituisce un ostacolo per
il moto del vento solare. Poiché inoltre la velocità relativa tra
il vento solare e la cometa è supersonica, a monte della cometa e nella
direzione di flusso del vento solare si forma un "bow shock",
nel quale si raggruppa un'elevata concentrazione degli ioni cometari
(chiamati "pick
up ions").
Il vento solare ne risulta arricchito di plasma in modo che le linee di campo
"drappeggiano" attorno alla cometa formando la coda ionica.
La
Cometa Encke perde
la sua coda
z La
Cometa Hyakutake emette
raggi X
L'osservazione
della Cometa Hyakutake nel 1996 ha condotto alla scoperta
che le comete emettono raggi X.
La scoperta destò sorpresa tra gli astronomi, che non avevano previsto che le
comete potessero emetterne. Si ritiene che i raggi X siano
prodotti dall'interazione tra le comete ed il vento solare: quando ioni con carica
elevata attraversano un'atmosfera cometaria, collidono con gli atomi e le
molecole che la compongono. Nella collisione, gli ioni catturano uno o più
elettroni emettendo nello stesso tempo raggi X e fotoni nel lontano ultravioletto. Correlazione
con le piogge meteoriche
Come
risultato della sublimazione, le comete rilasciano una traccia di detriti
solidi. Se l’orbita della cometa incrocia quella della Terra, allora in quella zona, al
passaggio della Terra,
possono facilmente prodursi piogge meteoriche. Le Perseidi capitano tra il 9 ed il 13 di
agosto, quando la Terra attraversa l’orbita della cometa Swift-Tuttle. La cometa di Halley è la
sorgente delle Orionidi in ottobre. Caratteristiche
orbitali
L'orbita della cometa di Halley
( in arancio ) e quella di Giove e dei pianeti esterni ( in verde )
mostrano la grande eccentricità
della prima e il suo rapido moto in
corrispondenza del perielio. Classificazione
delle comete La maggior parte delle comete seguono orbite ellittiche molto allungate
che le portano ad avvicinarsi al Sole
per brevi periodi ed a permanere nelle zone più lontane del sistema solare
per la restante parte. Le comete sono usualmente classificate in base alla
lunghezza del loro periodo orbitale. La maggior parte di esse percorre orbite che giaciono in prossimità del piano dell'eclittica, con lo stesso verso di percorrenza dei pianeti. Tali orbite sono generalmente caratterizzate da un afelio posto nella regione dei pianeti esterni (dall'orbita di Giove in poi). Per esempio, l'afelio dell'orbita della Cometa di Halley si trova poco oltre l'orbita di Nettuno. All'estremo opposto, la Cometa Encke percorre un'orbita che non la porta mai ad oltrepassare quella di Giove. Le comete periodiche sono a loro volta suddivise nella famiglia cometaria di Giove (comete con periodo inferiore ai 20 anni) e nella famiglia cometaria di Halley (comete con periodo compreso tra i 20 ed i 200 anni). Da considerazioni sulle caratteristiche orbitali, si ritiene che le comete di corto periodo provengano dalla fascia di Kuiper o dal disco diffuso - un disco di oggetti nella regione transnettuniana - mentre si ritiene che le comete a lungo periodo provengano dalla ben più distante nube di Oort (una distribuzione sferica di oggetti che costituisce il confine del Sistema solare, la cui esistenza è stata ipotizzata dall’astronomo danese Jan Oort). È stato ipotizzato che in tali regioni distanti, un gran numero di comete
orbiti intorno al Sole su orbite quasi circolari. Occasionalmente l'influenza
gravitazionale dei pianeti esterni (nel caso degli oggetti presenti nella
fascia di Kuiper) o delle stelle vicine (nel caso di quelli presenti nella
nube di Oort) sposta uno di questi oggetti su un'orbita altamente ellittica
che lo porta a tuffarsi verso le regioni interne del Sistema solare, dove
appare come una vistosa cometa.
Fine
delle comete Le comete hanno vita relativamente breve. I ripetuti passaggi vicino al Sole le spogliano progressivamente degli elementi volatili, fino a che la coda non si può più formare, e rimane solo il materiale roccioso. Se questo non è abbastanza legato, la cometa può semplicemente svanire in una nuvola di polveri. Se invece il nucleo roccioso è consistente, la cometa diventa un asteroide inerte, che non subirà più cambiamenti. La frammentazione delle comete può essere attribuita essenzialmente a tre effetti: all'urto con un meteorite, ad effetti mareali di un corpo maggiore, quale conseguenza dello shock termico derivante da un repentino riscaldamento del nucleo cometario. Spesso episodi di frantumazione seguono fasi di intensa attività della cometa, indicate col termine inglese outburst. La frammentazione può comportare un aumento della superficie esposta al Sole e può risolversi in un rapido processo di disgregazione della cometa. L'osservazione della frammentazione del nucleo della cometa periodica Schwassmann-Wachmann 3 ha permesso di raccogliere nuovi dati su questo fenomeno. Alcune comete possono subire una fine più violenta: cadere nel Sole
oppure entrare in collisione con un pianeta, durante le loro innumerevoli orbite
che percorrono il sistema solare in lungo e in largo. Le collisioni tra
pianeti e comete sono piuttosto frequenti su scala astronomica: la Terra
incontrò una piccola cometa nel 1908, che esplose nella taiga siberiana
causando l'evento di Tunguska, che rase al suolo migliaia di chilometri
quadrati di foresta. Nel 1910 la Terra passò attraverso la coda della Cometa
di Halley, ma le code sono talmente immateriali che il nostro pianeta non
subì il minimo effetto. Fine
delle comete z
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Alcune comete possono
subire una fine più violenta: cadere nel Sole. Le riprese di SOHO sono parlanti ...
Fine
delle comete - image credit: Hubble Telescope
Il 17 maggio 1994, la cometa Shoemaker-Levy 9 passò troppo vicino a Giove e rimase catturata dalla
gravità del pianeta. Le forze di marea causate dalla gravità spezzarono il nucleo
in 21 pezzi,
i quali poi bombardarono il pianeta nelle settimane seguenti offrendo viste
spettacolari ai telescopi di mezzo mondo, da tempo in allerta per seguire
l'evento.
Fine
delle comete
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Fine
delle comete - image credit: Nasa - Iro crater-chain
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Denominazione
delle comete Negli ultimi due secoli, sono state adottate diverse convenzioni tra loro
differenti per la nomenclatura delle comete. Prima che fosse adottata la prima
di esse, le comete venivano identificate con una grande varietà di
nominativi. Precedentemente ai primi anni del XX secolo, ci si riferiva alla
maggior parte delle comete con l'anno in cui
erano apparse, a volte con aggettivi addizionali per le comete
particolarmente brillanti; ad esempio, la "Grande Cometa del 1680" (o Cometa di Kirch), la "Grande
Cometa del settembre del 1882",
e la "Cometa Daylight del 1910"
("Grande Cometa Diurna del 1910") - ad indicare che la cometa era
stata visibile anche di giorno. In particolare, divenne usanza comune nominare le comete dagli scopritori
nei primi anni del XX secolo e questa convenzione è adottata anche oggi. Una cometa può essere nominata dal nome di non più di
tre scopritori. In anni recenti, molte comete sono state scoperte
da strumenti manovrati da un consistente numero di astronomi ed in questi
casi le comete possono essere nominate dalla
denominazione dello strumento. Per esempio, la Cometa IRAS-Araki-Alcock fu scoperta
indipendentemente dal satellite IRAS e dagli astronomi amatoriali Genichi Araki e George Alcock. Denominazione
delle comete
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