mercoledì 25 luglio 2018

comete Sistema solare


Le comete sono tra gli oggetti più intriganti del sistema solare. La sonda Rosetta ha raggiunto la cometa 97P ed a confermato molte ipotesi su questi oggetti e svelando diversi segreti sulla superficie delle comete. Ecco una panoramica approfondita di alcune caratteristiche trovate sulla superficie della cometa P97P.
Potete trovare la prima parte di questo con tante altre scoperte sulle comete qui:Rosetta e 97P, tutti i segreti della cometa - parte 1
Su una scala di 15-25 metri, la superficie della cometa 97P sembra essere molto omogenea e dominata dalle polveri e da molecole ricche di carbonio ma in gran parte priva di ghiaccio.
Su scale più grandi, su molte pareti rocciose sono sono state viste molte fratture con orientamenti e direzioni casuali.
La loro formazione è legata ai rapidi cicli di riscaldamento e di raffreddamento che si verificano nel corso delle giornate che sulla 97P dura solo 12 ore. E' chiaro quindi che gli sbalzi di temperatura alla quale è sottoposta la superficie dall'estremo freddo all'estremo caldo sono molto frequenti. Inoltre la cometa ha un orbita che dura circa 6 anni e mezzo, e questo fa si che si trovi per periodi molto prolungati in zone del sistema solare estremamente fredde (lontana dal sole), e altri periodi in cui si trova in zone molto calde (perielio). Un particolare molto interessante è stato visto sulla zona del "collo" tra i due lobi, dove è presente un crepaccio lungo 500 metri.
Questo crepaccio assieme al fatto che in questa zona ci sono le maggiori emissioni di materiale che compongono la coda fa pensare ai planetologi che probabilmente in futuro la 97P potrebbe spaccarsi proprio in questo punto e tornare ad essere costituita da due oggetti separati.

Un'altra caratteristica che Rosetta a rivelato è la presenza di grandi fori cilindrici che hanno l'aspetto pozzi (immagine sotto). Sono stati localizzati su uno dei due lobi. Questi pozzi quasi perfettamente cilindrici sembrano scavati per raggiungere le profondità del nucleo.
Questi pozzi hanno un diametro medio di circa 200m e sono profondi dai 100 ai 250 metri.
Elaborando le immagini a falsi colori, e confrontando queste zone sia nei momenti distanti che vicini al sole, i planetologi sono giunti alla conclusione questi da questi pozzi fuoriesce la maggior parte del materiale che genera la coda.



E non è tutto. Le immagini della Rosetta hanno scorto anche un altro ancora scientificamente ancora più interessante. Questo pozzo presenta sui bordi e sulle pareti interne delle specie di bolle solidificate. Perdonateci il paragone ma l'effetto è lo stesso che si ha guardando le pelle di una gallina spennata, o sulla pelle del braccio quando abbiamo la "pelle d'oca".
Queste conformazioni sembrano avvalorare la teoria con la quale oggi spieghiamo la formazione delle comete, e cioè che siano il risultato di un lungo agglomeramento di frammenti "avanzati" dalla formazione dei pianeti.

Durante le fasi di avvicinamento al sole la sonda Rosetta è riuscita anche a misurare il tasso di evaporazione che ha subito la 97P e ha calcolato che nei primi periodi di risveglio della coda la cometa perde circa 0,3 litri di acqua al secondo. Le cose ovviamente cambiano di molto nel periodo in cui la 97P si trova nei pressi del perielio: li la quantità di acqua che si riversa nella coda è di 1,5 litri al secondo che, come abbiamo già detto poco sopra, fuoriescono principalmente dalla zona del collo!

L'acqua che fuoriesce dalla cometa è accompagnata anche da altri gas, tra cui monossido di carbonio e anidride carbonica.
Osservando il fenomeno di formazione della coda da così vicino, Rosetta è riuscita a calcolare il rapporto della sua composizione tra gas e polveri, stimando che la massa dispersa nello spazio è costituita per 4/5 da polveri e da 1/5 da gas. La sonda ha anche monitorato il movimento dei granelli di polvere attorno alla cometa e li ha classificati in due distinte popolazioni.
Mentre la prima popolazione è composta da tutte quelle polveri che escono dalla cometa e si riversano nella cosa, la seconda popolazione rimane sospesa in orbita attorno alla cometa andando a costituire una sorta di atmosfera polverosa e molto rarefatta. Si pensa addirittura che le polveri più lontane siano rimaste in orbita dall'ultimo perielio della cometa.

E per finire veniamo alla composizione della cometa 97P.
La Rosetta ha riscontrato sulla superficie della cometa non solo la presenza di ossigeno, metano, vapore acqueo, monossido di carbonio e anidride carbonica. Ma anche acetilene, alcol, ammoniaca, amminoacidi, idrogeno solforato, metano e formaldeide. Tutte sostanze chimiche piuttosto tossiche e disgustosamente maleodorante.
Per cui... quando l'uomo passeggerà su una cometa, dovrà tenersi stretta una mascherina!

Potete trovare la prima parte di questo con tante altre scoperte sulle comete qui:Rosetta e 97P, tutti i segreti della cometa - parte 1

Tipo:Perseo
Origine stimata:Cintura di Kuiper
Periodo orbitale:11 anni
Dimensioni8km x 6kn | 21,4 km cubici
Massa10 miliardi di tonnellate
Densità:470 kg per metro cubo
Tasso di evaporazione:0,3 | 1,5 litri al secondo
ComposizionePolvere: 4/4 | Gas: 1/5
Composizione chimicaossigeno, metano, vapore acqueo, monossido di carbonio e anidride carbonica, acetilene, alcol, ammoniaca, amminoacidi, idrogeno solforato, metano e formaldeide


domenica 25 marzo 2018

comete esplorazione Sistema solare


Le comete sono tra gli oggetti più intriganti del sistema solare. La sonda Rosetta ha raggiunto la cometa 97P ed a confermato molte ipotesi su questi oggetti e svelando diversi segreti sulla superficie delle comete. Ecco una panoramica approfondita di alcune caratteristiche trovate sulla superficie della cometa P97P.

La sonda Rosetta ha sorvegliato la cometa 97P durante il suo percorso verso il sole, imparando come il suo comportamento cambia quotidianamente e come si evolve la sua superficie mentre interagisce con il vento solare.
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Dopo aver raggiunto la cometa 97P, La sonda Rosetta iniziò immediatamente a raccogliere dati da inviare sulla Terra.
Ha rivelando una notevole serie di caratteristiche superficiali della cometa e molti processi che contribuiscono alla sua attività, dipingendo un quadro complesso della sua evoluzione.
Abbiamo parlato più in generale delle comete in questo nostro approfondimento: Cosa sono le comete e perché hanno due code.
La cometa, come ormai sappiamo dalle numerose immagini che si sono diffuse su internet, ha una forma piuttosto irregolare configurata dalla presenza di due lobi, uno molto più grande dell'altro, collegati da un collo molto più stretto.
Questa forma la classifica come cometa "binaria a contatto". Il termine indica che un tempo, al posto del nucleo della cometa 97P, ci sono stati due oggetti distinti e molto vicini l'uno all'altro. Probabilmente orbitavano anche attorno ad un baricentro comune, rendendosi uno il satellite dell'altro. Con il tempo la bassa velocità di movimento e la leggerezza dei due corpi, li hanno portati a toccarsi e ad unirsi.

Come potete vedere nella galleria fotografica, se ci trovassimo sulla 97P sicuramente rimarremmo affascinati dalle impressionanti pareti rocciose che ci circonderebbero, e che in alcuni casi avrebbero forme alquanto bizzarre. Alzeremmo gli occhi e vedremmo un panorama ancora più esemplare delle Dolomiti. Gli scalatori di tutto il mondo darebbero un occhio alla testa per scalare pareti alte 4km ad una gravità quasi nulla.

Il lobo più piccolo misura 2,6 × 2,3 × 1,8 km, mentre il più grande 4,1 × 3,3 × 1,8 km. Nella sua globalità il nucleo della cometa 97P è lungo circa 4km, come il Monte Bianco, ed ha un volume di 21,4 km cubici.
Rimanendo in un ambito di numeri, la massa della cometa 97P è di circa 10 miliardi di tonnellate, ed ha una densità di 470 kg ogni metro cubo.
Questi numeri possono sembrare incomprensibili, ma si tratta di un corpo talmente leggero che se fosse fermo in un oceano galleggerebbe!

Le rilevazioni della sonda Rosetta confermano quello che i planetologi immaginavano circa la morfologia delle comete: la cometa 97P ha una struttura interna formata in predominanza da grumi di ghiaccio legati tra loro da accumuli di polvere. Sotto alla superficie ci sarebbero anche molte aree cave e vuote. Nel complesso questa morfologia da alla cometa una porosità del 70-80%.

Sulla superficie della cometa 97P, in base alla composizione della superficie, gli scienziati hanno identificato 19 regioni separate e con confini distinti. Queste zone sono state suddivise in cinque categorie di terreno di base:
  • superfici coperte di polvere;
  • Superfici fragili con pozzi e strutture circolari;
  • Superfici con depressioni su larga scala;
  • Superfici liscie;
  • Superfici più consolidate e simili a rocce.

Guardando le immagini inviate dalla sonda Rosetta ai planetologi è subito parso chiaro che gran parte dell'emisfero settentrionale è coperto di polvere.
Quando la cometa viene riscaldata, il ghiaccio sottostante si trasforma direttamente in gas che sfugge portando con se anche il pulviscolo, andando formare la coda e una lieve atmosfera.
La polvere viene trascinata insieme al gas a velocità più basse e le particelle che non viaggiano abbastanza velocemente da superare la debole gravità ricadono sulla superficie. Le zone più attive in questo senso sembrano essere quelle del collo, la zona che unisce i due lobi.
La presenza di queste emissioni è testimoniata anche da increspature simili a dune sulla superficie. Alcune pietre più grandi hanno anche generato delle "code di vento": facendo da ostacoli naturali al flusso di gas hanno creato strisce di materiale nella direzione 'sottovento'.

Osservando la cometa 97P da così vicino è emerso che la polvere che copre la cometa della cometa, in alcuni punti è spessa diversi metri e le misure della temperatura superficiale e del sottosuolo hanno messo in evidenza che questa polvere svolge un ruolo chiave nell'isolare l'interno della cometa della cometa dalle radiazioni solari, contribuendo a proteggere i ghiacci presenti sotto la superficie.

In alcune zone però questa coperture è più sottile, e in alcun casi sulla superficie è stato possibile vedere piccole aree di ghiaccio non coperte che affiorano fino in superficie. Sono aree molto piccole e risultano molto luminose per la riflessione che fanno della
Tipicamente, sono associate a superfici in cui si è verificato il collasso di materiale più leggero che ha lasciato spazio al ghiaccio sottostante.

Tipo:Perseo
Origine stimata:Cintura di Kuiper
Periodo orbitale:11 anni
Dimensioni8km x 6kn | 21,4 km cubici
Massa10 miliardi di tonnellate
Densità:470 kg per metro cubo
Tasso di evaporazione:0,3 | 1,5 litri al secondo
ComposizionePolvere: 4/4 | Gas: 1/5
Composizione chimicaossigeno, metano, vapore acqueo, monossido di carbonio e anidride carbonica, acetilene, alcol, ammoniaca, amminoacidi, idrogeno solforato, metano e formaldeide


mercoledì 31 gennaio 2018

comete Sistema solare
Le comete sono corpi piccoli e fragili. Grossi massi di roccia ricoperti di neve, le cui orbite possono essere lunghe anche più di un anno luce. Composte principalmente da una miscela di ghiaccio d'acqua, polvere e materiali a base di carbonio e silicio. Spesso hanno una forma irregolare. Le loro orbite molto ellittiche le portano dagli estremi esterni del Sistema solare fino poche migliaia di chilometri dal Sole.

Le comete sono parte del materiale rimasto dalla formazione dei pianeti.
Il nostro intero Sistema solare, comprese le comete, si è formato con il collasso di una gigantesca e diffusa nube di gas e polvere circa 4,6 miliardi di anni fa.
Potete trovare un approfondimento sul tipo di nebulose che ha formato il Sistema solare a questo link: Nebulose diffuse.
Gran parte della materia presente nella nebulosa si è fusa ed ha formato il Sole e i pianeti. Ma durante la formazione molte "briciole" sono rimaste sparse nel Sistema solare e hanno formato piccoli agglomerati di gas e polvere congelati.
Fino a poco tempo fa gli astronomi erano convinti che cioè fosse avvenuto nelle regioni più esterne del Sistema solare, dove le temperature erano abbastanza fredde da produrre ghiaccio. Stiamo parlando, come vedremo più avanti, della nube di Oort e della fascia di Kuiper.
Oggi però, in seguito alle ultime missioni Nasa e alle recenti osservazioni, sta prendendo forma una nuova teoria secondo la quale questi corpi si siano formati all'interno del Sistema solare e siano stati espulsi fuori in un secondo momento dalle perturbazioni gravitazionali dei pianeti giganti: Giove, Saturno, Urano e Nettuno.

Osservando una cometa possiamo distinguere tre parti principali: il nucleo, la chioma e la coda. Il nucleo rappresenta la parte solida, che sviluppa un chioma con una o più code quando la cometa si avvicina al Sole. 
La chioma è la nuvola polverosa e sfocata che si sviluppa attorno al nucleo della cometa quando questa si avvicina al Sole e l'acqua congelata inizia ad evaporare a causa del calore della nostra stella.

Come abbiamo accennato poco fa, le comete provengono da due regioni principali del Sistema solare molto lontane dalla terra: la fascia di Kuiper e la lontanissima nube di Oort. Potete scoprire dove si trovano in questo approfondimento sul Sistema solare: Quanto è grande il Sistema solare?

La loro provenienza le classifica anche in due categorie: comete di breve periodo e comete di lungo periodo.
Le comete di breve periodo sono comete che molto probabilmente provengono dalla fascia di kuiper, che pur essendo lontana si trova pur sempre più vicina della nube di Oort. Queste comete hanno orbite relativamente corte e impiegano a percorrerle non più di 200 anni. Ne sono esempi la cometa di Halley, con un periodo orbitale di 87 anni.
Gli astronomi stimano che la cintura di kuiper,  contenga almeno 200 milioni di oggetti, che si ritiene siano rimasti sostanzialmente immutati dalla nascita del Sistema solare 4,6 miliardi di anni fa.
Le comete a breve periodo si possono a loro volta dividere in due sotto classi: Le comete ti tipo "Halley", con un periodo orbitale che va oltre i 20 anni, e le comete di tipo "Gioviane": con un periodo inferiore ai 20 anni.

Le comete a lungo periodo invece hanno periodi orbitali maggiori di 200 anni. Ne è un esempio la favolosa cometa Hale-Bopp, che compie un giro completo intorno al Sole e si fa vedere dalla Terra ogni 4.000 anni. Queste comete a lungo periodo provengono dalla nube di Oort, da una distanza dalla terra che va da circa un anno luce fino a due anni luce. Avete capito bene, la metà della distanza che ci separa dalla stelle a noi più vicina: Alfa centauri.
Gli astronomi ritengono che che la nube di Oort sia una bolla di corpi e che si estenda per 50.000 volte la distanza dalla Terra al Sole.
Le comete che arrivano da questa distanza impiegano migliaia di anni per compiere la loro orbita e quindi generazioni e generazioni umane. Per gli astronomi sono di gran lunga le comete più interessanti da studiare perché rappresentano le tracce del Sistema solare primordiale.

Come abbiamo accennato sopra, i planetologi oggi ritengono che le comete abbiano avuto origine nella regione del Sistema solare tra Giove e Nettuno, e che siano poi state espulse dalla Nube di Oort da effetti fionda causati da incontri ravvicinati con i pianeti giganti.

Oggi, questi "detriti dormienti" che compongono la fascia di Kuiper e la nube di Oort vengono di tanto in tanto disturbati gravitazionalmente da pianeti, stelle vicine, o asteroidi nelle loro vicinanze.
Nella fascia di Kuiper la maggior sorgente di perturbazione è costituita dall'attrazione gravitazionale di Giove. Un'altra causa non meno frequente è l'avvicinamento di oggetti simili sempre all'interno della fascia di Kuiper.

I detriti che invece si trovano nella più lontana nube di Oort possono essere disturbati da altri detriti che si muovono caoticamente nei loro pressi, oppure dal passaggio nelle vicinanze (in termini astronomici) di altre stelle.

Tutte queste "perturbazioni gravitazionali" sbalzano letteralmente i detriti lontano dal luogo in cui si trovano. Alcuni di questi vengono allontanati per sempre dal Sistema solare, altri vengono spinti verso l'interno.
E' in questo momento che acquisiscono orbite più o meno allungate e che, a mano a mano che entrano nel Sistema solare interno e si avvicinano al Sole diventando comete con code e chiome.

Mentre i pianeti hanno orbite quasi circolari, le comete hanno percorsi estremamente allungati intorno al Sole. Si dice che una cometa è in "afelio" quando la sua posizione è nel punto più lontano dal Sole. Al contrario, è al "perielio" quando si trova nel punto più vicino al Sole.
A causa del momento angolare, quando le comete arrivano al perielio viaggiano molto più velocemente di quando si trovano distanti dal Sole, e questo è il motivo per la quale quando compaiono abbiamo pochi giorni per osservarle davvero bene e al massimo del loro splendore.

Infine, spendiamo due parole sulle code delle comete, anche se il tema in realtà e molto ampio e in futuro ne faremo sicuramente un approfondimento.

Le comete hanno generalmente due tipi di coda: La classica coda di polvere e una coda al plasma.

La coda di polvere è spesso la più luminosa e di colore biancastro. 
Spesso appare curvata e con delle striature filamentose. Questa coda è composta di particelle di polvere e nebbia di vapore acqueo. 

La magia della classica coda di polvere inizia quando la cometa si avvicina al Sole fino al punto in cui il calore solare riesce a sciogliere il ghiaccio che la ricopre. Da questo momento in avanti la superficie del nucleo della cometa inizia a perdere dietro di sé le molecole d'acqua rilasciate dal ghiaccio sciolto. Contestualmente anche le particelle di polvere rimaste intrappolate nel ghiaccio fino a quel momento, iniziano a disperdersi dietro all'astro. Sia il vapore che il pulviscolo vengono illuminati dal Sole donando alla cometa la sua coda più luminosa. 
Questa coda si estende sempre dietro alla cometa, in direzione opposta alla sua corsa.

Il riscaldamento di una cometa da parte del Sole però non è uniforme, sopratutto a causa della forma irregolare che spesso hanno i nuclei cometari.
Quindi, a causa della forma irregolare e della rotazione di una cometa, alcune parti della superficie possono essere riscaldate dalla luce solare, mentre altre parti rimangono fredde. Questo può generare code multiple, che creano effetti sorprendenti laddove diverse regioni di una cometa emettono flussi volatili.

Se la terra durante la sua orbita dovesse incrociare il sentiero di una cometa passata di li in precedenza, i detriti rilasciata dalla coda di polvere precipitano sulla terra dando luogo al fenomeno delle stelle cadente. Potete scoprirne di più in questo approfondimento: Lacrime di San Lorenzo, Lacrime di cometa.

La coda al plasma invece, o coda di ioni, è composta da ioni ed è generata dal vento solare.
Quando la cometa si trova abbastanza vicina al Sole, spesso molto più vicina di quando compare la coda di polveri, le radiazioni e le particelle provenienti dal Sole sotto forma di vento solare, ionizzano e caricano di energia il vapore acqueo che sta evaporando dalla cometa. Queste particelle poi continuano il loro percorso allontanandosi dal Sole generando una coda azzurra/blu che si estende dalla cometa in direzione sempre opposta al Sole.

Per ora con le comete abbiamo finito, prossimamente faremo sicuramente degli altri approfondimenti su questi oggetti del Sistema solare che ancora oggi sono misteriosi e pieni di fascino sia per i grandi astronomi che per i piccolo astrofili.