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.
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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.
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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.
