Comete

lezione Comete
	Tipo: lezione
	Materia: Astronomia e astrofisica

Le comete sono oggetti molto spettacolari, tra i più affascinanti che ci sia dato di vedere nel cielo. Esse provengono dalle profondità del Sistema Solare, e orbitano attorno al Sole come tutti gli altri corpi celesti del nostro sistema. Quando sono lontane dal Sole sono corpi scuri invisibili, poi man mano che si avvicinano al nostro astro, il calore di esso fa sciogliere la materia di cui sono composte, diventano brillanti e si forma la coda che va in direzione contraria alla posizione del Sole. Quando la cometa si allontana è la coda ad essere davanti.

La gran parte delle comete sono troppo deboli per essere viste ad occhio nudo; si possono vedere con soddisfazione per mezzo di telescopi, mentre i binocoli si prestano di più per la loro ricerca.

Negli ultimi anni abbiamo avuto due passaggi di comete molto brillanti: nel 1996 la Hyakutake, che era già passata dalle nostre parti 15.000 anni fa; l'anno dopo è stata la volta della Hale-Bopp, ancora più spettacolare: aveva una coda lunga circa 100.000.000 di km. Ripasserà fra 2.500 anni.

Storia

Le comete sono note fin dall'antichità, anzi, gli antichi vedevano nel loro arrivo i segni dell'approssimarsi di periodi infausti. Questo timore è rimasto radicato fin quasi ai giorni nostri.

Vista la loro presenza in tempi così remoti, le comete vennero studiate già dai primi astronomi, come Tolomeo il quale riteneva che esse fossero contenute nell'atmosfera terrestre.

Seneca si rese conto per primo che in realtà le comete erano al di fuori dell'atmosfera, ma soltanto nel 1577 Tycho Brahe, con le sue misurazioni, stabilì che le comete provengono da regioni molto lontane rispetto alla Terra; tuttavia per lungo tempo ancora nessuno riuscì a capire la loro esatta natura.

Nel 1682 l'astronomo Halley scoprì una cometa (che poi divenne famosa col suo nome) e riuscì a stabilire che essa era già apparsa altre volte e, calcolando la sua orbita attorno al Sole, scoprì che essa era percorsa in 76 anni; poté così prevedere il prossimo ritorno della cometa che infatti, come da lui previsto, riapparve nel 1758.

Con l'avvento del telescopio e l'affinarsi della tecnica della fotografia astronomica, il numero delle scoperte di comete è aumentato in maniera esponenziale. In media, ai giorni nostri vengono scoperte dalle 20 alle 30 comete ogni anno. Come per molti altri corpi celesti, anche per le comete sono stati compilati dei cataloghi. Uno molto interessante è quello di Baldet, compilato nel 1950, che elenca i dati di 1738 oggetti.

Tipi di comete

Le comete sono sostanzialmente di due tipi: di breve periodo e di lungo periodo.

Le comete a breve periodo orbitano relativamente vicine al Sole, le loro orbite sono note ed è possibile prevedere con esattezza il loro ritorno ( per esempio la cometa Halley).

Le comete di lungo periodo provengono dalle estreme regioni del Sistema Solare, e perciò, dopo un loro passaggio, occorrono migliaia di anni prima che ritornino, oppure spariscono del tutto.

Questo tipo di comete sono le più brillanti e spettacolari rispetto a quelle di breve periodo, che a a causa dei loro frequenti passaggi nei dintorni del Sole hanno perso molta della loro materia e sono quindi diventate deboli.

I nomi

Ogni volta che una cometa viene scoperta, le viene assegnato un nome. Dapprima si tratta dell'anno della scoperta seguito da una lettera dell'alfabeto a seconda che sia la prima (a), la seconda (b), la terza (c) e così via a essere scoperta quell'anno; per esempio: 2007a significa che è la prima cometa scoperta nel 2007.

Inoltre la cometa riceve il nome del suo scopritore. I nomi possono anche essere più di uno se la scoperta è stata fatta contemporaneamente da diverse persone; per esempio: Temple-Tuttle.

La cometa viene poi studiata e quando sono noti gli elementi orbitali definitivi, l'Unione Astronomica Internazionale assegna il nome definitivo che identifica l'epoca del passaggio al perielio, cioè il momento in cui la cometa aggira il Sole e comincia il viaggio di ritorno verso le oscurità dello spazio. Vengono allora usate cifre romane; per esempio 1956 VI significa che è stata la sesta a passare al perielio nel 1956. Nell'uso pratico viene comunque usato il nome dello scopritore.

Orbite

Come tutti i corpi del Sistema solare, anche le comete sottostanno alle leggi gravitazionali enunciate da Newton, quindi si trovano legate gravitazionalmente al Sole attorno al quale ruotano.

Le loro orbite possono essere di tre tipi:

Le comete che si trovino su orbite paraboliche o iperboliche, proprio a causa della particolarità di tali orbite, passano una sola volta nei dintorni del Sole per poi allontanarsene definitivamente.

Le orbite ellittiche sono tipiche dei pianeti. Un corpo che entra in un'orbita ellissoidale non esce più dal sistema. Dunque le comete che hanno tale tipo di orbita girano con regolarità attorno al Sole, anche se le loro orbite non sono necessariamente stabili, come si vedrà.

Le orbite cometarie si distinguono da quelle planetarie per due particolarità: la prima è l'eccentricità. I pianeti descrivono ellissi quasi circolari, mentre le comete hanno eccentricità molto elevata, e questo significa che la differenza di distanza tra afelio ( punto più lontano dal Sole) e perielio ( punto più vicino ) è elevatissima, tanto che il loro passaggio nei pressi della nostra stella è abbastanza veloce, mentre poi occorrono decine, centinaia o addirittura migliaia di anni prima che ritornino.

La seconda è l'inclinazione sul piano dell'eclittica. Se potessimo osservare il Sistema solare di profilo, vedremmo, prendendo l'orbita terrestre come riferimento, che i pianeti orbitano su un piano che li vede quasi allineati, mentre le orbite cometarie sono del tutto casuali e possono avere qualunque inclinazione fino a disporsi anche perpendicolarmente al piano dell'eclittica.

La stabilità delle orbite cometarie può essere influenzata da passaggi ravvicinati ai pianeti giganti (Giove, Saturno...) e al Sole stesso. La grande forza di gravità di questi ultimi può cambiare la traiettoria delle comete e quindi corpi il cui afelio si trovava oltre Plutone vedono la loro orbita accorciata con l'afelio che si viene a trovare nei dintorni del pianeta che ha provocato il cambiamento. Al contrario può succedere che orbite ellittiche vengano trasformate in paraboliche e quindi la cometa si allontanerà definitivamente dal Sole.

Oppure può succedere che la cometa venga catturata dalla forza gravitazionale di un pianeta e che finisca col precipitare su di esso. È quanto è successo nel 1994 alla cometa Sonda Shoemaker-Levy 9 che al suo ennesimo ritorno venne “catturata” da Giove le cui forze mareali la spezzarono in 14 frammenti che poi impattarono sul pianeta.

Qualcosa di simile è successo anche alla Terra nel 1908 Una cometa precipitò a Tunguska, località della Siberia, radendo al suolo e bruciando molti Km quadrati di foresta.

Struttura

Come detto prima, il nucleo delle comete è composto da ghiaccio e polveri, una specie di palla di neve sporca. In realtà però, la sonda Giotto lanciata verso la chioma della cometa Halley ci ha mostrato un nucleo compatto, irregolare e molto scuro. Probabilmente i ripetuti passaggi nei dintorni del Sole hanno dissolto gli strati esterni lasciando il roccione interno.

Il nucleo normalmente ha un diametro inferiore ai 50 km. Riscaldati dal Sole i componenti volatili passano allo stato gassoso mentre le polveri si disperdono. In questo modo attorno al nucleo si forma la chioma che può avere un diametro di un milione di chilometri. Questo è il primo stato che assume la cometa avvicinandosi al Sole e già in questa fase può essere scoperta. In seguito, se la sua orbita la porta abbastanza vicina alla nostra stella, allora si forma anche la coda che può raggiungere una lunghezza di 300 milioni di kilometri, cioè il doppio della distanza Terra-Sole.

In tempi abbastanza recenti si è scoperto che in realtà le code sono sempre due. Una è gassosa ed è quella più visibile da terra; viene respinta in direzione opposta al Sole dalle radiazioni elettromagnetiche. L'altra coda, più difficilmente visibile, è formata dalle polveri cometarie che sono respinte dal vento solare.

Da dove provengono

L'astronomo Oort compì un'indagine statistica sulle orbite delle comete. In base ai dati ricavati egli ipotizzò che ad una distanza di circa 50.000 U.A. dal Sole esiste una nube formata da miliardi di nuclei cometari.

A quella distanza le comete sono assolutamente invisibili e si muovono appena. Ma le loro orbite possono venire perturbate da stelle che si trovano a passare nelle vicinanze (si parla sempre comunque di miliardi di chilometri) così le comete vengono proiettate verso l'interno del Sistema solare dove, come si è già visto, assumono orbite che possono essere iperboliche, paraboliche o ellittiche. Le forze mareali dei pianeti più grossi possono poi a loro volta perturbare le orbite cometarie e trasformare le ellittiche in paraboliche o viceversa.

La nube di Oort avvolge tutto il Sistema solare come una sfera ecco perché le comete si presentano con orbite la cui inclinazione sul piano dell'eclittica è molto varia, quasi mai sullo stesso piano sul quale ruotano i pianeti. La teoria di Oort, però, era soddisfacente per quanto riguarda le comete a lungo periodo ma non per quelle a breve periodo. L'astronomo Kuiper propose allora, poco dopo l'esposizione di Oort, un'altra teoria che prevedeva l'esistenza di una seconda nube (oggi chiamata “cintura di Kuiper”) molto più vicina al Sole, precisamente appena al di là dell'orbita di Nettuno. L'ipotesi di Kuiper è stata ignorata per molto tempo, finché nel 1992, a distanza di quarant'anni dalle affermazioni dell'astronomo, sono stati scoperti, grazie all'avanzata tecnologia, molti oggetti al di là di Nettuno le cui caratteristiche confermano, in maniera inequivocabile, che la cintura di Kuiper esiste davvero.

Gli oggetti presenti in queste due nubi sono i residui della formazione del Sistema solare. Non essendosi aggregati a formare corpi più grossi, come è successo ai pianeti, sono stati spinti verso le regioni periferiche. Questi oggetti sono oggi come erano 5 miliardi di anni fa, perché niente ha turbato la loro esistenza, perciò il loro studio dà preziose indicazioni sulla composizione della nube primordiale da cui si è sviluppato il Sistema solare. D'altra parte c'è chi sostiene che la vita sulla Terra sia stata portata proprio dalle comete.

Le comete famose

Encke

La cometa P/2Encke fu scoperta da Machain nel gennaio del 1786, ma non porta il nome del suo scopritore, bensì quello di colui che ne calcolò l'orbita, Encke appunto, perché così si usava a quei tempi. È una cometa a corto periodo, ritorna ogni tre anni, e di conseguenza è tra le più studiate. L'orbita è alquanto ellittica tanto da portarla verso i pianeti esterni, ma nel punto più lontano dal Sole ( afelio) si viene a trovare a distanza di sicurezza da Giove, tale da non subire perturbazioni da parte di quest'ultimo. La vicinanza e il tipo di orbita permette, con gli adeguati strumenti, di seguire la cometa per tutto l'anno, ad eccezione di quando si trova prospetticamente troppo vicina al Sole. È stato calcolato che il suo nucleo ruota in circa 15 ore. Il prossimo perielio avverrà nel 2007. Il prossimo passaggio al nodo discendente si avrà nell'aprile 2007, mentre quello al nodo ascendente avrà luogo nel luglio 2008. La distanza minima dalla Terra è stata raggiunta nel 1997 quando è passata a 0,26 Unità Astronomiche (1 U.A.= 150.000.000 di kilometri).

Hale-Bopp

La Hale-Bopp è una delle comete più brillanti del secolo appena passato, scoperta nel 1995 quando si trovava ancora aldilà dell'orbita di Giove. Era ben visibile ad occhio nudo, muovendosi tra le costellazioni del Cigno, della Lucertola e Andromeda. Il nucleo della Hale-Bopp misurava 40 km, quindi si trattava di un corpo di grosse dimensioni. L'orbita era quasi perpendicolare a quella terrestre. Il passaggio al perielio avvenne nel 1997, mentre il suo afelio ( punto più distante dal Sole ) si trova a 50 miliardi di kilometri. La cometa passò molto distante dalla Terra (195 milioni di kilometri) ma si è mostrata comunque brillante e spettacolare a causa delle sue dimensioni. Si presentava sempre comunque bassa sull'orizzonte non alzandosi mai più di 20°, e quindi l'osservazione poteva essere disturbata dalla foschia, che comunque poteva essere effettuata comodamente anche con un binocolo. La Hale-Bopp tornerà fra 2400 anni.