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Tesine

LE COMETE
di Gianfranco Maglieri

 

CAPITOLO 2 - Le comete: cosa sono e da dove vengono

2.1 Composizione 
Cometa deriva dal greco cometes, che significa “chiomata: la chioma è infatti la nube fluorescente che circonda il nucleo. Secondo il modello proposto intorno al 1950 dall’astronomo Fred Whipple, il nucleo, che costituisce la massa della cometa, è formato da sostanze volatili come acqua, ammoniaca e anidride carbonica, che gli conferiscono l’aspetto di “una palla di neve sporca”.
La coda e la chioma sono invece composte da radicali di elementi chimici quali idrogeno, carbonio, ossigeno e azoto. Essi hanno origine da molecole di ammoniaca (NH3) e metano (CH4) che si trovano nel nucleo della cometa.
Molte delle comete conosciute percorrono orbite deviano significativamente dal moto newtoniano, a causa dei gas emessi, che producono un effetto a jet. La dispersione/espulsione di questo materiale dal nucleo causa un lento indebolimento negli anni della luminosità della cometa. Tuttavia la testa di una cometa (nucleo e chioma) può raggiungere dimensioni ragguardevoli, e la sua coda estendersi per milioni di chilometri nello spazio. Quest’ultima è composta da molecole ionizzate, sublimate dal nucleo e rese brillanti per effetto degli urti con il vento solare, tenue flusso di particelle emesso di continuo dalla corona solare. Questo determina, inoltre, la disposizione della coda dalla parte opposta rispetto al Sole.
2.2 Caratteristiche orbitali
Le comete percorrono orbite ellittiche, i cui periodi possono variare dai 3 ai 2000 o più anni. Si tratta in realtà di ellissi di grande eccentricità, talmente ampie da sembrare parabole e così aperte da portare questi astri fuori dal sistema solare.
Le comete sono anche soggette all’attrazione di altri corpi celesti, soprattutto i pianeti esterni come Giove e Saturno. La velocità relativa tra cometa e pianeta è essenziale: se è elevata, il tempo di perturbazione è breve e di poco effetto. Inoltre, come già notò Leverrier per Giove, se una cometa precede il pianeta ne è attratta in modo che la sua orbita si contrae; se invece la cometa segue il pianeta, l’orbita si allunga. L’inclinazione orbitale determina invece le zone in cui la cometa è sogetta ad attrazioni planetarie.
Generalmente non si possono avere risultati attendibili usando elementi orbitali di epoche lontane: le variabili sull’orbita di una cometa sono numerose e non sempre prevedibili. L’enorme lavoro è oggi reso più semplice dall’uso dei calcoltori e programmi che integrano le equazioni del moto, chiamati “integratori numerici”: l’integrazione non avviene per via analitica, ma numericamente, passo passo. Oltre l’integratore è necessario un programma che fornisca posizioni planetarie precise ed esegua il calcolo delle perturbazioni non gravitazionali.
Il valore della luminosità di una cometa è invece la magnitudine. Un nucleo cometario può produrre più o meno gas quando è vicino al Sole: la misura della luce riflessa dalle polveri e di quella assorbita e riemessa dai gas emessi dal nucleo, può variare ad ogni passaggio.
2.3 Sciami meteorici e comete
Le comete che hanno periodi diversi, ma percorono orbite simili, vengono riunite in gruppi. Nel moto delle comete intorno al Sole le variazioni di temperatura e di stato fisico del nucleo producono disgregazione e frammentazione della parte solida. Si hanno perciò piccoli detriti che seguono l’orbita della cosiddetta “cometa-madre”. I detriti entrano nell’atmosfera terrestre, la loro energia cinetica si trasforma in calore e luce, ionizzando le particelle dell’atmosfera, il che provoca le caratteristiche scie luminose, le pioggie meteoriche. Il primo a stabilire scientificamente questa relazione fu G. SchiAparelli, nel 1866, che dimostrò l’identità fra gli elementi orbitali della cometa P/Swift-Tuttle e dello sciame delle Perseidi.
2.4 Ipotesi di provenienza

Secondo le ipotesi di Jan Oort, nel 1950, esiste una nube sita tra 20.000 e 100.000 UA che potrebbe contenere circa 1000 miliardi di comete con orbite casuali. Alcune di quelle espulse dalla nube per influsso gravitazionale delle stelle vicine, vengono catturate nella parte interna del Sistema Solare. Se la cometa ha un’interazione gravitazionale forte con uno o più pianeti, la sua orbita può venirne fortemente modificata fino a renderla ellittica.

Questo può essere il destino delle comete scoperte recentemente in una zona oltre l’orbita di Plutone e raggruppate in un anello (o meglio, un volume toroidale) chiamato Fascia di Kuiper.La fascia di Kuiper si estende tra le 40 e le 1000 UA.
Dovrebbe contenere fino a 1 miliardo di comete.Questa è semplicemente una fascia di materiale più vicina al Sole, residuo della nascita del sistema solare.
La presenza della fascia di Kuiper doveva essere necessaria alla spiegazione di molte apparizioni di comete. Infatti dalla suddetta fascia si inseriscono nel sistema solare comete con un'orbita non molto inclinata
(a differenza di quelle provenienti dalla nube di Oort) e questi inserimenti sono dovuti all'influsso gravitazionale dei pianeti gassosi più esterni (Nettuno per esempio) oppure all'influsso gravitazionale di una cometa un po' più grande delle altre.

Fig 2.1 - La Fascia di Kuiper

2.5 Collisioni
L’apparizione di una cometa può far temere una possibile collisione con la Terra? D’altronde il nostro pianeta è passato attraverso la coda di diverse comete, senza riportare conseguenze.
La caduta di un nucleo cometario su una grande città provocherebbe conseguenze catastrofiche. Secondo le ultime analisi, l’oggetto che esplose nel giugno del 1908 nella regione di Tunguska, in Siberia, potrebbe essere stato una cometa. Testimoni oculari, a 500 km di distanza, videro un oggetto di colore blu pallido attraversare il cielo e brillare più del Sole: l’esplosione, ad un’altitudine di 8,5 km, liberò un’energia pari 50 megaton (500 volte la bomba di Hiroshima) e devastò un’area di 80 km di diametro. Si è pensato si trattasse di una cometa che, nell’ingresso in atmosfera, sia esplosa in modo violento per la grande forza di attrito generata. L’ipotesi di un meteorite, invece, non è pienamente sostenibile: non è stato trovato mai un resto, ed un meteorite non sarebbe esploso in atmosfera, poiché avente una densità maggiore.
Nel 1992, invece, la cometa Shoemaker-Levy 9 si frantumò in 21 pezzi a causa dell’intenso campo gravitazionale di giove. Nel mese di luglio del 1994 questi frammenti caddero sul pianeta gigante. L’energia cinetica della cometa si convertì in calore, generando una serie di tremende esplosioni nell’ordine del centinaio di megatoni.

 

 

Coordinamento: Pasqua Gandolfi
Copyright Astrocultura UAI  2003