Ciao a tutti! Gli asteroidi

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1 Ciao a tutti! Abbiamo finora descritto le proprietà dei corpi più interni del Sistema Solare, cioè i pianeti ed i loro satelliti. Prendendo come misura l Unità Astronomica (UA, la distanza media della Terra dal Sole), siamo appena arrivati a Plutone, che si trova a 40 UA dal Sole. Oltre l orbita di Plutone entriamo nella fascia di Kuiper, il disco spesso di cui abbiamo già parlato (ce lo possiamo immaginare come una ciambella), contenente migliaia di asteroidi, che si estende per centinaia di UA, come abbiamo visto all inizio del nostro studio del Sistema Solare, fino a congiungersi con la nube di Oort, la grande sfera contenente miliardi di nuclei cometari, che racchiude Sole pianeti ed asteroidi e che si estende per circa centomila UA. Anche gli asteroidi e i nuclei cometari della nube di Oort risentono della azione gravitazionale del Sole, così come del suo campo di radiazione e del vento solare ma, come ricordate, queste azioni dipendono molto dalla distanza, oltre Plutone la attrazione gravitazionale del Sole, il calore dovuto alla radiazione ricevuta dal Sole e il vento solare, sono assai deboli e vanno diminuendo sempre di più inoltrandosi nella fascia di Kuiper e ancor di più nella nube di Oort. Gli asteroidi sono corpi rocciosi, di forma anche molto irregolare, con dimensioni che possono andare dal chilometro alle decine di chilometri. Non sono tutti nella fascia di Kuiper; ne troviamo due fasce compatte, fra Marte e Giove. Questi sono conosciuti da molti anni e facevano ritenere che l asteroide tipico fosse della dimensione di qualche chilometro. 1

2 Con il miglioramento dei telescopi da Terra e, soprattutto, con l invio di satelliti artificiali con veri e propri osservatori astronomici, ci si rese conto che anche molti dei satelliti dei pianeti, erano probabilmente asteroidi catturati dalla azione gravitazionale di un pianeta e costretti ad orbitargli intorno. Così sono, ad esempio, i due satelliti di Marte, Phobos e Deimos, una sorta di giganteschi sassi a forma di sigaro (ad esempio Phobos ha dimensioni 19x22 x 27 chilometri), ma anche molti dei satelliti più esterni ad esempio di Giove e Saturno, scoperti negli ultimi 25 anni, hanno aspetto e dimensioni simili. Questo fatto, assieme ai grandi crateri che si osservano non solo sulla Luna ma anche sugli altri pianeti solidi, ci fa pensare ad un epoca, assai remota se comparata alla storia dell Umanità, in cui anche la parte più interna del Sistema Solare, quella dei pianeti, era molto più affollata di asteroidi di quanto non lo sia oggi. Nel corso di milioni e milioni di anni questi corpi sono andati diradandosi per gli inevitabili urti o perchè, attratti dalla forza gravitazionale del Sole e dei pianeti, vi si sono schiantati sopra, o dentro nel caso del Sole e dei pianeti gassosi. I sopravvissuti sono quelli che, per le particolari condizioni del loro moto, sono entrati in orbita attorno al Sole, come nel caso dei vari gruppi che si trovano fra Marte e Giove, o quelli che sono diventati satelliti di qualche pianeta. 2

3 Negli ultimi anni però si è scoperta l esistenza di un nuovo tipo di oggetti, sempre appartenenti alla categoria degli asteroidi, ma con caratteristiche diverse, soprattutto per le dimensioni. Chirone, ad esempio, ha dimensioni di circa 200 chilometri e la sua orbita sta addirittura fra quella di Nettuno e quella di Plutone. Fino a due anni fa il maggiore di questi asteroidi di grandi dimensioni era Quaoar, con un diametro di 1200 chilometri ed una forma piuttosto regolare e sferica. Come abbiamo visto, proprio negli ultimi anni, a partire dall'autunno 2002, si sono trovati vari corpi di dimensioni ragguardevoli, confrontabili se non superiori a quelle di Plutone: Quaoar, Sedna e gli altri planetoidi scoperti hanno diametri che vanno dai 1200 agli oltre 3000 chilometri. L esistenza oramai comprovata di questi corpi, chiamati transplutoniani o Plutini, ci fa sospettare sempre più che Plutone non sia un vero e proprio pianeta, ma piuttosto un sistema doppio di grossi asteroidi, appartenenti a questa nuova classe che stiamo scoprendo in questi anni. L estensione esatta della fascia di Kuiper, che comincia come abbiamo appena visto dall orbita di Plutone, non è ancora conosciuta e definita con precisione. Probabilmente si estende per qualche migliaio di unità astronomiche, fino a confondersi con la nube di Oort. In questa ultima zona sferica, che a sua volta si estende per centinaia di migliaia di UA, troviamo miliardi di nuclei cometari: nuclei, solidi, delle comete. A queste distanze l azione gravitazionale del Sole, che pure è importantissima, assieme alla radiazione, perde praticamente tutta la sua efficacia e questi nuclei cometari, una sorta di sassi ricoperti di ghiacci di una decina di chilometri di dimensione (quello della famosa cometa di Halley, osservato da vicino dal satellite Giotto, ha dimensioni di 16x8x8 chilometri), restano nelle loro orbite assai lontane dal centro del Sistema Solare. Alcuni di questi nuclei possono avere orbite che li portano vicini ai limiti della fascia di Kuiper, o che comunque puntano verso il centro del Sistema Solare. 3

4 (a) Il nucleo della cometa di Halley fotografato dalla sonda Giotto nel (b) Una rappresentazione schematica del nucleo della cometa. In queste condizioni, man mano che si avvicinano, risentono sempre più fortemente della attrazione gravitazionale del Sole e ne vengono attratti. Quando entrano all interno dell orbita di Plutone la pressione della radiazione ed il vento solare iniziano a farsi sentire e lo strato più superficiale dei ghiacci di cui è ricoperto il nucleo cometario inizia a vaporizzare formando, attorno al nucleo stesso, una sorta di involucro gassoso, denso e luminoso, detto chioma. Si tratta di piccolissime particelle, quasi granelli di polvere, che via via che la cometa si avvicina al Sole, vengono sospinte lontano dal nucleo dal vento solare, che diventa sempre più forte quanto più ci avviciniamo al Sole. La coda delle comete può essere un fenomeno, visto dalla Terra, estremamente suggestivo, dato che queste particelle riflettono anch esse la luce solare. In realtà si tratta di una sorta di nebbia che la cometa lascia dietro di sé, anche per centinaia di milioni di chilometri, e che ci può dare importanti informazioni, ad esempio dal colore della coda, sulla composizione di questi ghiacci. Alcune comete vanno a sfracellarsi sul Sole o su Giove, che le attraggono in ragione della loro massa molto maggiore, altre vengono catturate dal Sole e costrette in un orbita periodica, come la cometa di Halley che gira attorno al Sole in un orbita molto ellittica e con un periodo di 76 anni circa, altre ancora vengono respinte fuori dal Sistema Solare. 4

5 Anche le particelle che formano la coda restano in orbita attorno al Sole. Quando la Terra passa attraverso zone di questo genere abbiamo il fenomeno delle cosiddette stelle cadenti, o meteoriti. Niente stelle dunque, ma granelli di polvere che, entrando nell atmosfera a forte velocità, si surriscaldano per attrito e vaporizzano in pochi attimi, dando luogo a strisce luminose che possono durare qualche secondo. Vediamo ancora un attimo le dimensioni del nostro Sistema Solare e facciamo un esempio per renderci conto di cosa ci aspetta quando ne usciremo. Supponiamo di partire dal Sole con un satellite costruito oggi, con le tecnologie che abbiamo. Possiamo pensare che esso viaggi ad una velocità media di crociera di chilometri all ora. Bene, per arrivare alla nostra Terra impiegheremmo ben 208 giorni. Per arrivare alla distanza di Plutone impiegheremmo 23 anni. Questi tempi sono, tutto sommato, ancora confrontabili con quelli umani. Se però prendiamo in considerazione i limiti della nube di Oort, e quindi del Sistema Solare, ci impiegheremmo più di anni! Usciti dal Sistema Solare, dopo tutto questo tempo, ci aspetterebbero almeno altri anni per arrivare alla stella più vicina, Alpha del Centauro. Ritroviamo quindi la situazione che abbiamo incontrato all inizio del nostro studio: il nostro grandissimo Sistema Solare è, come vedremo, solo un puntolino sperso nello spazio. 5

6 Ma perché il Sistema Solare ha una forma sferica? Esistono altri sistemi solari attorno ad altre stelle? Come possiamo pensare siano fatti? Con questo abbiamo visto tutti i corpi del Sistema Solare, abbiamo visto la sua forma complessiva, quali le dimensioni. Ma oltre il Sistema Solare? Per rispondere a queste domande dobbiamo capire come sono fatte le stelle, come il nostro Sole, come si formano e quale è la loro evoluzione. Nelle pagine che dedichiamo alle Stelle, affrontiamo proprio questi argomenti e vediamo come i campi e le forze, gravitazionale, magnetica, della radiazione, siano fondamentali anche per comprendere il mondo delle stelle. 6