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01.09.2021

I Near Earth Objects (NEO)

 

 

Comete e asteroidi sono i resti della formazione del Sistema Solare, rimasti praticamente immutati per quattro miliardi e mezzo di anni, e la loro analisi offre importanti indizi delle condizioni chimiche che hanno caratterizzato la formazione planetaria. Ma la nostra attenzione nei loro confronti non è del tutto disinteressata.

Il vagare delle comete e degli asteroidi nel Sistema Solare è determinato dall’interazione gravitazionale, oltre che del Sole, di pianeti, satelliti e altri corpi: un’interazione complicata da prevedere nel dettaglio. Può talvolta capitare che il moto degli oggetti più piccoli cambi anche in modo significativo a seguito di una particolare “spintarella” gravitazionale. Un asteroide o una cometa diventa un “oggetto near-earth” o NEO (Near-Earth Object) quando la gravità degli altri pianeti devia la sua orbita in modo da portarlo nelle vicinanze della Terra.

 

Come si definisce un NEO

 

Cosa si intende per “vicinanze”? Si definisce un NEO un oggetto con distanza al perielio inferiore a 1,3 unità astronomiche, ricordando che un’unità astronomica è la distanza media Terra-Sole ed equivale a circa 150 milioni di chilometri. Se si tratta di comete, per ricadere in questa definizione devono avere un periodo breve: devono cioè percorrere la propria orbita in meno di 200 anni. La maggior parte dei NEO sono asteroidi. In base ad alcuni parametri, si può quantificare il rischio che alcuni di essi si avvicinino in modo preoccupante: questo succede se intersecano l’orbita Terrestre a meno di 0,05 unità astronomiche (7 milioni e mezzo di chilometri) dalla Terra e se hanno dimensioni superiori a circa 140 metri.

 

 

Immagine ravvicinata dell’asteroide Eros, ripresa nel 2000 dalla missione Near Earth Asteroid Rendezvous. Crediti: NASA/JHUAPL

 

 

Nel suo moto intorno al Sole, la terra quotidianamente “spazza” centinaia di tonnellate di materiale interplanetario, perlopiù sotto forma di minuscole particelle polverizzate di ghiaccio e roccia. Ogni tanto, incrociamo qualche pezzo di roccia più grosso, un frammento risultante dalla collisione di due asteroidi avvenuto anche milioni di anni fa. In media ogni diecimila anni ci si aspetta che asteroidi ferrosi o rocciosi, di dimensioni superiori a 100 metri, colpiscano la superficie causando calamità su scala locale.

 

Il mattino del 30 giugno 1908, in un’area della Siberia scarsamente popolata nei pressi del fiume Tunguska Pietrosa avvenne con tutta probabilità un evento simile. L’evento di Tunguska fu il più grande impatto astronomico mai verificatosi nella storia umana: anche se non lasciò un cratere, causò l’abbattimento a raggera di circa 80 milioni di alberi su un’area di oltre duemila chilometri quadrati. Gli studi indicano che si trattò di un asteroide di ampiezza superiore ai 50 metri che, dopo aver viaggiato a velocità di 55.000 chilometri all’ora, si è disintegrato a circa 10 chilometri dal suolo, liberando un’energia simile a quella di una bomba termonucleare (dai 3 ai 30 megatoni, ossia un ordine di grandezza compreso tra i 1016 e 1017 Joule). Un simile evento potrebbe radere al suolo una grande città.

 

 

Gli effetti di una collisione importante

 

In media, a intervalli di centinaia di migliaia di anni, ci si aspetta uno scontro con un asteroide di dimensioni maggiori di un chilometro, che potrebbero stavolta causare un disastro di portata globale. I detriti dell’impatto si diffonderebbero attraverso l’atmosfera terrestre: la luce solare diminuita porterebbe alla sofferenza della vita vegetale, esacerbata dalle piogge acide e da possibili incendi estesi. Le conseguenze climatiche potrebbero portare a un’estesa mortalità e a eventi drastici di estinzione di numerose specie viventi.

 

Queste collisioni sono avvenute diverse volte nella storia terrestre (una di esse è considerata almeno in parte responsabile dell’estinzione dei dinosauri). Considerata la gravità delle loro conseguenze, anche se non è ragionevole preoccuparsi nel quotidiano di questa eventualità (la probabilità di morire in un incidente d’auto, per malattia o per altri eventi naturali è molto maggiore) vale la pena comunque mantenere una vigilanza sulla possibilità di futuri avvicinamenti di NEO alla Terra, e quindi compiere delle ricerche per scoprire questi oggetti, definirne la massa, le dimensioni e la struttura e – ovviamente – monitorarne il percorso.

Clicca qui per guardare il video del National Geographic sull’impatto di Chicxulub.

 

Come prevenire una collisione

 

Nel caso in cui si riesca a prevedere un impatto con la Terra con qualche anno di anticipo (almeno 5, secondo la NASA) si può sfruttare la tecnologia esistente per deviare la traiettoria dell’oggetto. Innanzitutto, occorre organizzare una missione per mandare una sonda sull’oggetto: i recenti successi di Rosetta e Osiris-Rex, che hanno conseguito un contatto ravvicinato rispettivamente con una cometa e un asteroide, hanno dimostrato la fattibilità di queste missioni.

Dopodiché, si deve scegliere in che modo deviare la traiettoria; nonostante quello che si vede spesso nei film, è decisamente preferibile evitare di mandare in pezzi il corpo, per evitare che i frammenti vaganti vadano a schiantarsi sulla Terra. È molto meglio somministrare una spinta continua che devi la traiettoria di pochi millimetri al secondo nell’arco di qualche anno: in questo modo, l’asteroide o la cometa mancherebbe totalmente la Terra. Un modo per ottenere questo risultato sarebbe quello di posizionare una “vela solare”: uno schermo di materiale riflettente che, se opportunamente orientato, subirebbe l’effetto della pressione di radiazione del Sole.

 

Rappresentazione artistica di una vela solare

 

Un modo più drastico, valido per corpi più grossi, sarebbe quello di causare un’esplosione termonucleare al di sopra della superficie del corpo: in mancanza di un’atmosfera, non ci sarebbe un’onda d’urto (e quindi si eviterebbe il danno meccanico al corpo), ma l’effetto combinato del calore e delle radiazioni neutroniche sulla superficie dell’asteroide, se ben calibrato, può causare un rinculo che porterebbe l’asteroide fuori traiettoria.

 

Osservatori per i NEO

 

Il Near Earth Object Coordination Center (NEOCC) è il centro dell’Agenzia Spaziale Europea che si occupa di calcolare le traiettorie di asteroidi e comete e valutare la probabilità di impatto con la Terra. Il suo quartier generale si trova presso il Centro Europeo per l’Osservazione della Terra a Frascati, in Italia; il suo obiettivo è quello di coordinare tutte le osservazioni dei corpi minori del Sistema Solare e proporre misure per stimare e gestire il rischio di un impatto, allo stesso tempo effettuando studi per migliorare i sistemi di allerta e prevedere i possibili impatti con un anticipo sempre maggiore.

 

La NASA invece fa riferimento al Center for NEO Studies (CNEOS) del Jet Propulsion Laboratory. Quasi 25.000 NEO sono stati registrati dal CNEOS entro l’inizio del 2021, un numero che cresce rapidamente. L’agenzia spaziale statunitense ha inoltre in programma la missione NEO Surveyor, per la quale si servirà di un telescopio spaziale a infrarossi posizionato in una posizione stazionaria tra la Terra e il Sole, a circa un milione e mezzo di chilometri dalla Terra. La missione, il cui lancio è attualmente previsto tra il 2025 e il 2026, e dovrebbe rilevare il 90% dei NEO di dimensioni superiori ai 140 metri.

 

Illustrazione artistica del telescopio spaziale NeoCAM, il cui utilizzo è previsto per la missione NEO Surveyor. 

 

NEO Surveyor rappresenta un successore e un upgrade della missione NEOWISE, inizialmente lanciata nel 2009 come WISE (un osservatorio per pianeti e ammassi stellari) e poi, dopo un periodo di ibernazione di due anni, riqualificata nel 2013 per la caccia ai NEO. Le capacità di NEOWISE sono limitate dalle ridotte dimensioni del suo telescopio e dalla sua orbita piuttosto bassa, che peraltro si sta spostando in modo da rendere sempre più difficile l’osservazione di asteroidi.

 

Adesso tocca a te

 

  • Dopo l’evento di Tunguska, qual è stato asteroide più grande a penetrare nell’atmosfera terrestre? Fai una ricerca su questo recente evento (che per fortuna non causò vittime), evidenziandone le caratteristiche più importanti, tra cui tipologia, dimensioni, massa e velocità dell’asteroide, velocità di arrivo, altezza a cui si è disintegrato, energia liberata. Metti a confronto questa energia con quella sviluppata da diversi tipi di armi nucleari. Come mai l’asteroide non fu rivelato prima di entrare in atmosfera?

 

  • Al sito The Sky Live si trova la lista di tutti i prossimi “incontri ravvicinati” previsti tra un asteroide e la Terra. Qual è l’asteroide che ci passerà più vicino in futuro? Ricava dall’elenco i dati sulla sua velocità e supponi che la sua massa sia confrontabile a quella dell’asteroide di cui hai parlato nel punto precedente. Se impattasse sulla Terra, che energie si svilupperebbero? Quali effetti avrebbe?

 

  • Utilizzando i dati orbitali dell’asteroide da te scelto (si trovano cliccando sul nome dell’asteroide) traccia la sua traiettoria su un piano cartesiano, approssimandola a un’ellisse con un fuoco nel Sole e assi di simmetria coincidenti con gli assi coordinati. Puoi utilizzare un software online come GeoGebra, ma devi scegliere opportunamente le misure degli assi.

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