066 - Sistema Solare di Francesco 10 anni
ASTEROIDE
Gli asteroidi sono i residui della formazione del Sistema Solare. Alla fine della grande giostra che ha portato alla formazione dei pianeti intorno al Sole (quasi cinque miliardi di anni fa), sono rimasti degli avanzi: tanti sassi, piccoli e grandi, che non sono riusciti a unirsi per formare un pianeta, un pianeta nano o una luna e che si trovano soprattutto fra Marte e Giove, nella cosiddetta fascia principale degli asteroidi. Sono fatti di materiali diversi, alcuni sembrano proprio sassi, sono i carbonacei, altri contengono grandi quantità di metallo, tant’è vero che oggi si pensa di organizzare missioni spaziali per estrarre materiali da alcuni asteroidi. Gli asteroidi più appetibili sono pochi, sono quelli che contengono grandi quantità di materiali difficili da trovare sulla Terra. La NASA, per esempio, sta studiando la possibilità di estrarre ferro e nichel dall’asteroide Psyche.
Ma gli asteroidi non sono solo terreno da esplorare e conquistare; alcuni di loro incutono timore, per esempio quelli che passano più vicini alla Terra: i NEO, dal nome inglese Near Earth Orbit, cioè “orbita vicina alla Terra”. Per questo è importante tenerli sott’occhio e calcolare con precisione i loro percorsi. Le osservazioni da Terra degli asteroidi permettono di capire, guardando come riflettono la luce del Sole, di che materiali sono composti. Sono stati recentemente fotografati i più grandi asteroidi della ‘Fascia principale’, ne trovate 42 qui! Alcuni asteroidi non amano la solitudine e perciò viaggiano in compagnia, come l’asteroide Ida con la sua luna Dattilo.
AURORA
Minuscole particelle prodotte dal Sole volano fino a noi, accompagnate dal campo magnetico terrestre (quello che serve a orientare le bussole, per intenderci): è il vento solare. Una delle manifestazioni più incredibili di questo vento, quando è molto intenso, è il fenomeno delle aurore. Le aurore polari, dette anche boreali o australi, a seconda della zona in cui si formano – boreali a nord, australi a sud – sono un fenomeno straordinario, visibile solo dalle zone della Terra più vicine ai poli: grandi veli di luci colorate che si muovono come spinti da un vento impalpabile. La spiegazione di questi fenomeni quasi spettrali risale al secolo scorso. Le aurore sono prodotte dal campo magnetico del Sole che incontra quello terrestre: come due grandi calamite che combattono e accelerano le particelle del vento solare. Le particelle del vento si scontrano con quelle della nostra atmosfera (gli atomi di azoto, ossigeno, ecc.). Quando questi atomi vengono colpiti, si caricano di energia e poi la riemettono sotto forma di luce colorata: l’ossigeno, per esempio, produce una luce di colore verde, il colore prevalente nelle aurore. Come potrete immaginare, le aurore dipendono molto da quanto il Sole è agitato: l’attività del Sole ha un ciclo periodico di circa 11 anni e la comparsa di nuove macchie solari è indizio di una aumentata attività. Quando invece di un vento si ha una vera tempesta, la quantità e la velocità delle particelle è tale che potrebbe causare danni ai satelliti in orbita e anche alle grandi reti di corrente elettrica. Per fortuna questo avviene molto raramente.
BOLIDE
Un bolide è una meteora molto brillante (scoprite la meteora alla voce METEOROIDE): visibile come una scia brillante di lunga durata, anche superiore alla decina di secondi, accompagnata spesso da scoppi o detonazioni. Sono pezzetti di materiale – sassoso o metallico – che si incendiano al contatto con l’atmosfera e producono effetti affascinanti. Di norma non sono pericolosi, per la maggior parte vengono completamente bruciati oppure ne rimane un frammento piccolo che spesso cade in acqua, poiché la superficie terrestre è per lo più ricoperta da oceani. State attenti, però: l’arrivo di un bolide può produrre un forte spostamento d’aria, un grande “botto” che potrebbe rompere i vetri delle abitazioni, come accaduto a Čeljabinsk, in Russia, nel 2013. Gli abitanti di Čeljabinsk lo sanno bene, ora: in migliaia sono finiti in ospedale con ferite provocate da schegge di vetro. Attirati dalla curiosità del bolide si erano infatti avvicinati alle finestre.
COMETA
Le comete sono state interpretate nell’antichità come portatrici di sventura, come spesso accade per i fenomeni di cui non si conosce la causa. Finché il grande pittore Giotto (1267 – 1337) un giorno dipinse un fantastico quadro con l’Adorazione dei Magi: la grotta è sormontata da una bella stella cometa, con la sua lunga coda. Giotto l’aveva vista in cielo mentre lavorava alla cappella, e non sapeva ancora che quella sarebbe stata chiamata, secoli dopo, Cometa di Halley.
L’astronomo Edmond Halley (1656-1742), infatti, aveva studiato la cometa e le sue apparizioni in cielo proponendo che la cometa fosse periodica, cioè tornasse a intervalli regolari vicino alla Terra. Ora sappiamo che molte comete hanno un periodo, di anni o centinaia di anni, passando vicino a noi quando arrivano nella vicinanza del Sole. L’effetto del Sole è quello di far evaporare un po’ del materiale della cometa che forma appunto la coda.
La composizione delle comete è stata studiata in tempi recenti: l’astronomo statunitense Fred Whipple le battezzò “palle di neve sporca”: sono in realtà costituite per la maggior parte di roccia, ma poiché provengono dalle zone più esterne e più fredde del Sistema Solare sono ricoperte di ghiacci. Il materiale della cometa evapora avvicinandosi al caldo del Sole, come abbiamo visto con la sonda Rosetta quando ha visitato la cometa 67/P Churyumov-Gerasimenko, che all’inizio di novembre tornerà a farci visita.
METEOROIDE
Meteoroidi: strana parola, ma è il nome delle briciole, dalle dimensioni che vanno da quelle di un granello di sabbia a quelle di un masso, prodotte dalla disgregazione dei corpi più grandi, come comete e asteroidi, che vagano nello Spazio. Quando incontrano l’atmosfera della Terra bruciano, a causa dell’elevata velocità, e si vedono come scie luminose, dette meteore. Le meteore più brillanti danno luogo a un BOLIDE come quelli visti sopra (ma guardate anche “STELLA CADENTE” sotto). Quando pezzetti di meteoroide sopravvivono a queste alte temperature e arrivano sulla superficie terrestre, allora si parla di meteoriti. Di solito sono piccoli e innocui, perché i sassi più grossi rimasti nel Sistema Solare dopo la sua formazione sono già caduti sui vari pianeti e lune nel passato. Molti dei meteoriti finiscono il loro viaggio in mare, poiché l’acqua ricopre la maggior parte della superficie della Terra. Ogni giorno cadono sulla Terra circa 100 tonnellate di materiale, una quantità pari a circa 1500 elefanti, per la maggior parte sotto forma di polvere che brucia al contatto con l’atmosfera.
PRISMA
Avete presente quando il ciondolo di un lampadario di cristallo scompone la luce del Sole nei colori dell’arcobaleno? Ecco, quello è un esempio di prisma. Ma qui noi non parliamo di un pezzetto di vetro, parliamo di ben altro: di una rete di occhi che dà la caccia ai sassi spaziali.
Come abbiamo visto sopra, i meteoriti sono frammenti di meteoroidi che resistono all’atmosfera e arrivano fino a terra. Sono come dei fossili spaziali che raccontano la nascita del Sistema Solare. È molto importante riuscire a recuperarli al più presto (prima che siano contaminati dall’ambiente terrestre), ma anche vederne la scia in cielo per riuscire ad stimarne la direzione di arrivo. Infatti, se fino a oggi sono stati recuperati a terra più di 60 mila meteoriti, di cui più di un migliaio visti cadere, di fatto si conosce l’orbita di provenienza solo per 35 di loro.
Proprio per questo, alcuni ricercatori dell’INAF hanno realizzato una rete di telecamere (occhi artificiali) che scrutano il cielo in continuazione. La rete segue le tracce delle meteore nell’atmosfera, permettendo il calcolo del tragitto verso la Terra (e dunque il luogo di caduta finale) e dallo Spazio (per ricostruire l’orbita originaria). Si tratta del progetto PRISMA (Prima Rete per la Sorveglianza sistematica di Meteore e Atmosfera) e anche voi potete essere coinvolti in prima persona nella caccia ai meteoriti insieme ai ricercatori dell’INAF. Scoprite di più nella scatola “A caccia di sassi spaziali… sulla Terra!“
SATELLITE ARTIFICIALE
Come sapete, non è facile staccarsi dalla superficie terrestre: le persone che saltano più in alto superano di poco i 2 metri, i 6 se si aiutano con un’asta. La gravità ci tiene ancorati alla superficie (per fortuna!). Non è stato perciò facile trovare il modo di mandare qualcosa nello Spazio. Bisogna raggiungere una velocità molto alta (la cosiddetta velocità di fuga, che per il nostro pianeta vale 11 km/s, cioè più di 40mila chilometri all’ora) per lasciare la Terra. Solo all’inizio del secolo scorso qualcuno ha capito come fare: bisognava inventare i razzi, che poi non sono altro che una grande macchina piena di carburante, un motore efficientissimo, pesante e ingombrante che spinge un piccolo satellite che rimane poi in orbita.
Da allora abbiamo usato i razzi per farci la guerra (speriamo che non succeda più) ma soprattutto per mettere in orbita strumenti importanti: da quelli che servono per osservare l’Universo nei colori che l’occhio non vede e che l’atmosfera assorbe (per esempio, i raggi X) a quelli che osservano la superficie terrestre e ci aiutano nella nostra vita quotidiana (telecomunicazioni, meteorologia, GPS etc).
Il satellite artificiale più famoso è la Stazione Spaziale Internazionale (SSI): un luogo di ricerca sia dell’adattabilità delle persone alla vita senza gravità e senza la Terra come risorsa, sia per esperimenti non facilmente realizzabili a terra. La SSI è anche un luogo di incontro tra Paesi diversi, in cui imparare che chi non parla la nostra lingua ha qualcosa di importante da raccontarci e che essere diversi è una ricchezza.
SPAZZATURA
C’era una volta.. Un re! direte voi.. Una regina.. E invece no, oggi parliamo di spazzatura, una parola difficile, un po’ rozza, che a volte usiamo dispregiativamente: si riferisce a tutto ciò che non serve più, va buttato e fa disordine. Quello che una volta si spazzava via con la ramazza, insomma. La spazzatura a cui ci riferiamo noi è quella spaziale: tutto ciò che abbiamo messo in orbita e non serve più, vuoi perché la missione è terminata (gli strumenti sul satellite non funzionano più o non abbiamo più i soldi per pagare le persone che ci lavorano) o perché proprio lo strumento si è rotto in tanti pezzi, per uno scontro con un altro satellite in disuso o con un sasso vagante.
Dopo meno di 100 anni di lanci nello Spazio, ci siamo resi conto che stiamo inquinando anche la zona delle orbite vicine alla Terra (le orbite “basse”, a bassa quota, dove sta la maggior parte dei satelliti utili). È importante non lasciare troppi detriti o rifiuti spaziali perché diventano essi stessi un pericolo per le nuove missioni.
La soluzione? Oggi le nuove missioni si impegnano a studiare un modo per riportare sulla superficie terrestre (con manovre o rientri guidati) i razzi e i satelliti utilizzati per tutti gli esperimenti. C’è anche chi sta studiando il modo di recuperare la spazzatura ormai vecchia con missioni dedicate (guardate la scatola “Sorvegliati Spaziali“).
STELLA CADENTE
L’atmosfera terrestre frena e brucia la maggior parte dei frammenti di comete e asteroidi che l’attraversano. Questo risulta in scie luminose note come stelle cadenti.
Il primo a pensare che le notti magiche di agosto in cui gli innamorati esprimono un desiderio fossero dovute a un motivo ben preciso e spiegabile fu G.V. Schiaparelli (1835-1910). Ipotizzò che il materiale delle code delle comete, rimasto nello spazio dopo il loro passaggio intorno al Sole, fosse la sorgente di questi fenomeni. Studiò quindi l’orbita di alcune comete periodiche (la 55/P Tempel-Tuttle, per esempio) e le confrontò con l’orbita della Terra e… Voilà! In alcuni momenti precisi dell’anno, la Terra, percorrendo la sua orbita intorno al Sole, passava proprio per i punti in cui erano passate, magari decenni prima, delle comete. Le stelle cadenti sono il modo in cui la Terra accoglie questi frammenti e ci ricorda della cometa di un tempo: la Tempel-Tuttle è all’origine delle Leonidi, a novembre, mentre le Perseidi di agosto sono causate dal passaggio della cometa 109/P Swift-Tuttle. La cometa di Halley (1P/Halley) è la solita presuntuosa: dà origine a ben due sciami di stelle cadenti, le Eta Aquaridi a inizio maggio e le Orionidi a ottobre. Alcuni sciami di stelle cadenti si posso ricondurre anche ad asteroidi, come le Geminidi a dicembre.
Conoscere l’origine delle stelle cadenti non le rende meno magiche, anzi…
Un esempio è Bennu, o meglio (101955) Bennu, asteroide considerato molto importante perché rientra nel gruppo di asteroidi che con la loro orbita potrebbero incrociare quella terrestre. Bennu è tra gli asteroidi più tenuti sotto sorveglianza dagli scienziati, oggetto di studio della missione della NASA OSIRIS-REx. Insieme agli scienziati di OSIRIS-REx, il gruppo di lavoro di IAU ha selezionato il tema “uccelli e creature simili a uccelli nella mitologia” per dare un nome alle caratteristiche della superficie dell’asteroide. Il nome attuale di Bennu deriva dal nome Benu, divinità della mitologia egizia. Benu era un grande airone, nonché il simbolo vivente di Osiride. In effetti sia OSIRIS-REx che la forma dell’asteroide stesso evocano le caratteristiche di Benu. Il tema di Bennu è quindi quello delle figure mitologiche alate, per cui i trentacinque dettagli (mappa nell’immagine) che hanno ricevuto un nome sulla sua superficie (crateri, picchi e creste, scanalature e trincee, rocce e massi), rispettano lo stesso criterio.
Sì proprio loro: i dinosauri. Il termine significa letteralmente “lucertola mostruosa” e fu coniato nel 1841 dallo studioso Sir Richard Owen che volle dare a questi rettili una classificazione separata rispetto a tutti gli altri rettili conosciuti sulla Terra. Erano infatti straordinari: per esempio, si pensa che i T-Rex pesassero nove tonnellate e fossero alti circa cinque metri! Dovete immaginarli come grossi rettili preistorici con una colonna vertebrale, quattro zampe, la pelle impermeabile ricoperta di scaglie o piume. Sono apparsi sulla Terra circa 230 milioni di anni fa e sono stati i grandi dominatori del nostro pianeta per quasi 150 milioni di anni, estinguendosi circa 65 milioni di anni fa. Per paragone, pensate che l’Homo Sapiens è apparso sulla Terra ‘solo’ duecentomila anni fa. Perciò uomini e dinosauri non si sono mai incontrati, tranne in qualche libro o film! Gli studiosi non conoscono ancora con certezza la causa dell’estinzione dei dinosauri. Tra le ipotesi più accreditate c’è quella di un enorme asteroide che colpì la Terra provocando una catastrofe. Si pensa che lo strato di polvere che circondò la Terra dopo l’impatto abbia oscurato il cielo facendo piombare il nostro pianeta nel buio e nel gelo, modificandone notevolmente il clima e rendendo il nostro pianeta invivibile per lungo tempo.
Ma tranquilli, al contrario dei dinosauri, noi sorvegliamo lo Spazio in continuazione e non ci sfugge niente (o quasi).
Il 1° ottobre 2021, otto camere della rete PRISMA (Prima Rete per la Sorveglianza sistematica di Meteore e Atmosfera, vedete box dedicata) hanno visto un bolide stagliarsi nei cieli della Toscana. È disponibile il video della meteora che brucia in atmosfera.
I ricercatori hanno stimato che il bolide è entrato nell’atmosfera a una velocità di circa 61200 chilometri all’ora (17 chilometri al secondo), partendo da una massa iniziale di 1,4 chilogrammi e con massa finale, stimata al suolo, di circa 30 grammi (per 2,6 centimetri). Quindi se qualcosa è arrivato a terra, si tratta di un oggetto davvero molto piccolo. Il frammento sembra essere caduto in una zona piuttosto vasta fra Lucciano (Pistoia) e Oste (Prato): se vivete da quelle parti e volete partecipare alla caccia, mettete delle scarpe comode, aguzzate la vista per cercare un piccolo sasso ricoperto da una patina scura e con gli angoli smussati, consultate le indicazioni dei ricercatori e via! (Figura 3, Figura 4 e testo sottostante nell’articolo relativo). Vediamo se siete bravi come la cagnetta Pimpa che ha ritrovato il meteorite caduto nel Gennaio 2020 nel modenese.
Aggiornamenti sullo stato della caccia alla meteorite e maggiori informazioni sul progetto e collaborazioni sul sito del progetto PRISMA.
Sorvegliati Spaziali è un progetto di divulgazione scientifica dell’INAF sulla Difesa Planetaria, un termine che indica lo studio di asteroidi e comete che si avvicinano alla Terra, di rifiuti spaziali in orbita, di quei sassi che danno origine alle “stelle cadenti”, ma anche di importanti attività del Sole, nonché di come prevenire i possibili effetti di questi eventi sul nostro Pianeta.
L’iniziativa si basa sullo sviluppo di un sito web che fa da centro di raccolta di altri prodotti per lo più multimediali e basati su linguaggi diversi allo scopo di coinvolgere un pubblico variegato per cultura, interesse e fascia dʼetà.
Tra i prodotti sono da segnalare: brevi video su notizie e curiosità, video-pillole teatrali in cui la scienza è affiancata da contenuti umanistici e mitologici, una mappa per visualizzare i satelliti sopra le nostre teste e un glossario.
Il tutto è realizzato in collaborazione con altri enti di ricerca, aziende informatiche e attori professionisti.