Sommario:
Mentre non si è ancora spenta l'eco della Supernova 'tradatese' scoperta da F.Manzini e R.Crippa nella galassia UGC 3500 lo scorso 27 Novembre (vedi bene CCD news), il terzo millennio inizia subito con un grande evento astronomico: l'eclisse totale di Luna di Martedì 9 Gennaio 2001, per la quale, dato l'ora estremamente favorevole (entrata della Luna nell'ombra della Terra a partire dalle 19,42) abbiamo organizzato una osservazione pubblica in pieno centro di Tradate, presso la appena ristrutturata Villa Truffini. Spettacolo nello spettacolo sarà costituito dalla splendida coppia di pianeti Giove e Saturno, che tutti potranno ammirare nei nostri telescopi.
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Figura 1
Eclisse totale di Luna del 9 gennaio 2001: tempistica e geometria. Per vedere l'immagine più grande clicca sull'immagine. |
Dal 14 Febbraio 2000 la sonda NEAR si trova in orbita attorno ad EROS,
ad una distanza che a volte si è abbassata fino a 35 km (l'ultimo
periodo di orbita 'bassa' è andato dal 13 Dicembre 2000 alla fine
di Gennaio 2001).
Proprio questo fatto ha permesso alla NEAR di ottenere uno dei risultati
più significativi dell'intera missione, vale a dire la prima ANALISI
CHIMICA DIRETTA della composizione superficiale di un asteroide. Il fatto
che l'asteroide in questione sia EROS, un oggetto di tipo S (ossia di composizione
rocciosa) periodicamente in transito nei pressi della Terra (un NEO quindi,
vale a dire un Near Earth Object) ne rendeva ulteriormente interessante
una conoscenza chimica accurata: c'era infatti la concreta possibilità
di poter finalmente risolvere quella che viene definita la 'grande controversia
sull' origine delle CONDRITI ordinarie', la classe più comune di
meteoriti che cascano sul nostro pianeta. Il nome di CONDRITI deriva dalla
presenza, all'interno di una matrice rocciosa indifferenziata (quindi antichissima),
di sferule di materiale altrettanto antico (le condrule, appunto). La logica
farebbe pensare che la fonte primaria di questi frammenti rocciosi siano
appunto gli asteroidi di classe S. Ma a partire dalla metà degli
anni 80 venivano evidenziate differenze spettroscopiche sempre più
sottili: in particolare, non si riusciva a conciliare il debole arrossamento
degli asteroidi S (leggi: aumento della riflettività al crescere
della lunghezza d'onda) con il colore decisamente neutro delle condriti
ordinarie. A metà degli anni 90 una ricerca condotta da M.Hicks
e D. Rabinowitz ha fatto intuire che qualche processo di modificazione
superficiale ('weathering' da vento solare, impatto di micrometeoriti,
ecc) potrebbe essere alla base di questo arrossamento.
Ma se il processo di weathering può modificare l'andamento
spettrale di una superficie condritica, certamente non ne può modificarne
sostanzialmente la composizione chimica, almeno per quanto riguarda gli
elementi meno volatili. Proprio su questo punto ha lavorato lo Spettrometro
per raggi X (XRS) a bordo della NEAR, in grado di evidenziare la radiazione
X tra 1-10 KeV che 6 tra i principali elementi chimici che compongono una
roccia (Si, Mg, Al, S, Ca Fe), emettono in conseguenza dell'interazione
coi raggi X solari. Questo è molto importante perchè la proporzione
relativa tra elementi volatili e non volatili (ovvero tra silicati e metalli)
cambia in modo sensibile tra una crosta asteroidica di materiale indifferenziato
(cioè tipo condrite ordinaria) o differenziato (cioè tipo
mantello terrestre): in particolare l'effetto primario della differenziazione
(legata a fusione globale) è un depauperamento superficiale dei
materiali più pesanti (che, come il Ferro, tendono a sedimentare
in profondità) a vantaggio di quelli più leggeri. Tra il
2 Maggio ed il 25 luglio 2000 sono stati ben 30 i brillamenti solari in
grado di eccitare la superficie di EROS ad emettere raggi X. I due più
intensi, verificatisi il 4 Maggio ed il 19 luglio 2000, hanno permesso
alla NEAR di realizzare una analisi quantitativa di due porzioni quasi
antitetiche dell'emisfero settentrionale di EROS: in ENTRAMBI i casi la
crosta di EROS è apparsa fondamentalmente di tipo condritico, ossia
NON differenziata. La prova più convincente risiede nell' ALTO valore
del rapporto Fe/Si (Ferro/Silicio), tipico delle condriti e nell'altrettanto
tipico valore intermedio dei rapporti Mg/Si (Magnesio/Silicio) e Ca/Si
(Calcio/Silicio) (vedi bene il grafico riportato qui sotto).
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Figura 2
Grafico che mostra i rapporti tra la presenza dei vari elementi chimici. Per vedere l'immagine più grande clicca sull'immagine. |
Non bisogna comunque dimenticare che EROS rimane un asteroide con l'orbita
prossima a quella della Terra e quindi potenzialmente pericolosa. Per questo,
alla NEAR si chiedeva un altro indispensabile contributo: quello di raccontarci
la storia passata di questo oggetto per capirne l'origine e, possibilmente,
la futura evoluzione. Essenziale, al riguardo, è stata la camera
MSI (Multispectral Imager), capace di lavorare tra 400 e 1100 nm (ossia
dal blu all'infrarosso vicino), con una risoluzione media di 5-10 metri.
Su una superficie globale di circa 1120 km2 la camera MSI ha rintracciato
più di 100.000 crateri con diametro superiore a 1,5 metri, il che
significa che la densità è molto vicina alla saturazione,
quindi che l'oggetto deve avere una superficie piuttosto vecchia..
Rimane il fatto che EROS deve aver acquisito molto di recente le
attuali caratteristiche di NEO (forse non più di 10 milioni
di anni). Tra i molti modi di arrivare a questa conclusione, va ricordato
un lavoro teorico pubblicato nel
1996 da un team italo-francese guidato dal compianto P. Farinella.
Questo studio parte dalla constatazione che EROS è un asteroide
di tipo AMOR, in quanto la sua orbita interseca quella di Marte, ma rimane
leggermente al di fuori di quella della Terra (ruota infatti attorno al
Sole in 1,76 anni, tra 1,13 e 1,78 U.A., con un'inclinazione di 10,8°).
Ebbene, simulando al computer le possibili modificazioni dell'orbita di
EROS, indotte dai frequenti passaggi nei pressi di Marte, ne è venuta
fuori una conclusione davvero inaspettata: l'asteroide ha forte probabilità
di colpire la Terra entro i prossimi 10 milioni di anni. Chiaro che, stando
così la situazione, EROS deve essersi portato nell'orbita attuale
da un tempo non molto superiore a quello indicato dal team di Farinella:
in caso contrario la Terra ne avrebbe già sperimentato il traumatico
impatto devastatore.... Ma se EROS è un ospite così recente
del Sistema Solare interno, si tratta di spiegare come sia arrivato nei
pressi della Terra e con quale meccanismo. Un importante contributo
su questo punto è stato fornito nel 1997 da un fondamentale lavoro
di V.Zappalà ed altri colleghi italiani. Secondo questo studio,
433 EROS e 1036 GANYMEDE (i due maggiore NEO conosciuti) apparterrebbero
alla cosiddetta famiglia di 170 MARIA, un gruppo di una settantina di asteroidi
derivanti dalla frammentazione di un precursore comune all'interno della
fascia degli asteroidi. Siccome però 170 Maria orbita a 2,55 U.A.
dal Sole, il problema era capire come alcuni frammenti collisionali (tipo
Eros e Ganymede) fossero riusciti a lasciare quella lontana regione per
acquisire orbite radenti a quella della Terra. La chiave di tutto starebbe
nel fatto che la posizione a 2,55 U.A. dal Sole è decisamente precaria
per un corpo asteroidico. Questo per l' estrema vicinanza ad una fascia
molto stretta (0,05 U.A.) centrata a 2,5 U.A. dal Sole, entro cui qualunque
oggetto ha un periodo orbitale che è esattamente 1/3 rispetto a
quello di Giove: a causa di questa risonanza 1:3 (nonché di altre
risonanze minori come la 5/2), l'orbita di un corpo che venga a trovarsi
in questa zona subisce tali variazioni di eccentricità, da allungarsi
fino ad intersecare l'orbita della Terra in un tempo davvero molto breve
(diciamo tra 1 e 10 milioni di anni). Certo, è necessario che ci
sia qualche processo molto efficace nell'iniettare frammenti in questa
zona di risonanza caotica: da questo punto di vista episodi collisionali
su corpi progenitori immediatamente vicini sembrano particolarmente indiziati.
Dall'esame dei parametri orbitali e della distribuzione dimensionale dei
70 membri conosciuti della famiglia di 170 Maria, il gruppo di Zappala'
ha calcolato che almeno una decina di oggetti di 15-30 Km di diametro devono
essere 'caduti' nella regione di risonanza a 2,5 U.A., quindi essere stati
espulsi verso il Sistema Solare interno: il fatto che solo EROS e Ganymede
siano stati individuati potrebbe significare che gli altri hanno già
terminato la loro esistenza contro qualche pianeta terrestre. Alla luce
però delle recenti immagini di EROS, tutto questo è solo
apparentemente convincente. I NEO infatti dovrebbero mostrare età
apparenti di poche decine di milioni di anni e non presentare, come nel
caso di EROS, una superficie decisamente antica. Per decidere quanto antica,
la cosa migliore è fare un confronto con qualche popolazione craterica
ben studiata dal punto di vista statistico ed appartenente ai tre oggetti
della fascia asteroidica principale meglio noti, vale a dire Gaspra, Ida
e Mathilde. I crateri che meglio si prestano a questo studio sono quelli
con diametro compreso tra 100 metri ed 1 km perché la loro conta
risulta completa anche nelle immagini a minor risoluzione disponibili.
Il risultato immediato pone la craterizzazione di EROS a metà strada
tra quella di Ida (o Mathilde) e quella di Gaspra: se ne deduce che la
sua superficie deve essere stata esposta al bombardamento meteorico per
un tempo compreso tra 1 e 2 miliardi di anni, prima di lasciare la fascia
asteroidica principale..
Ma proprio perché la superficie di EROS è fondamentalmente
antica, ha destato grande sorpresa la presenza di un'enorme concavità
equatoriale la cui età appare assolutamente giovane: tanto per
dare l'idea qui la densità dei crateri è 10 volte inferiore
che sul resto della superficie (vedi fig. qui sotto).
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Figura 3
La concavità equatoriale la cui erà appare assolutamente giovane. Per vedere l'immagine più grande clicca sull'immagine. |
Intanto ricordiamo che, su EROS, un corpo di 34x11 Km e ruotante attorno
all'asse minore, la gravità ha un comportamento piuttosto bizzarro:
basti dire che, a causa della differenza di forza centrifuga, le regioni
più prossime all'asse di rotazione presentano un'accelerazione di
gravità più che doppia rispetto alle regioni più esterne
(con estremi che vanno da 2,1 a 5,5 mm/s2). Questo fenomeno risulta ulteriormente
accentuato sul fondo di bacini situati lungo la dimensione minore e, nel
contempo, anche molto incavati. Esattamente come nel caso di Himeros, con
l'aggiunta, però, di un altro fattore peculiare: una pendenza media
record di circa 25°. L'inevitabile conseguenza è una tendenza
naturale alla caduta verso il basso di tutti i materiali dotati di poca
coerenza interna e di alta mobilità intrinseca, come la regolite,
ossia la polvere superficiale. Polvere che la turbolenta storia collisionale
di EROS deve aver generato in grande abbondanza (calcoli teorici parlano
di uno strato medio di almeno 100 metri) e che risulta indirettamente visibile
nelle immagini della NEAR, laddove l'inclinazione della superficie locale
ne permette un facile scivolamento: questa è la ragione per cui
le pareti dei crateri maggiori sono sistematicamente disseminate di macchie
chiare mentre i fondi craterici sono resi scuri dalla polvere ivi accumulatisi.
Tutti i fenomeni collegati alla movimentazione della polvere sono accentuati
all'interno della sella di Himeros. Qui l'alta gravità e la forte
pendenza media di 25° devono aver confinato una quantità di
polvere davvero eccezionale, in uno strato che può aver raggiunto
1-2 km: questo ha finito per CANCELLARE quasi completamente la morfologia
originaria, dando l'impressione di un ringiovanimento che, in realtà,
è solo apparente.
Agli antipodi di Himeros, in una posizione poco sopra l' equatore (a
32°N e 95°Ovest) si trova il più grande cratere da impatto
di EROS: denominato Psyche, ha un diametro di 5,5 km e una profondità
di 900 metri (vedi INTERNO nella foto sotto).
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Figura 4
Il più grande cratere da impatto su Eros: Psyche. Per vedere l'immagine più grande clicca sull'immagine. |
Una di queste è un diffuso sistema di creste e fessure discontinue
e spesso sovrapposte che si dipartono dal bordo orientale di Psyche e,
abbracciando buona parte dell'emisfero settentrionale, sembrano convergere
nella regione di Himeros. Fessure analoghe sono ben note su altri corpi
della taglia di EROS (Phobos, Gaspra) e sono interpretate come dovute all'effetto
di grandi impatti: è molto probabile che anche la massa di EROS
ne sia intaccata a livello globale.
Psyche sembra anche collegato ad un altro dei dettagli morfologici
più spettacolari che caratterizzano la superficie di EROS, vale
a dire la presenza di quasi un milione di massi isolati (da 30 a
100 metri).
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Figura 5
I massi che ricoprono la superficie di Eros. Per vedere l'immagine più grande clicca sull'immagine. |