GLI ASTEROIDI
I detriti cosmici del Sistema Solare

di Giovanni Panzieri

Gli asteroidi, detti anche pianetini per le dimensioni relativamente piccole, sono corpi rocciosi che ruotano attorno al Sole nella maggior parte dei casi in una fascia compresa tra le orbite di Marte e Giove. Il più grande, ed anche il primo ad essere scoperto, si chiama Cerere ed e' stato individuato il 1° Gennaio 1801 a Palermo da Padre Giuseppe Piazzi. Ha un diametro di poco superiore ai 900 km. Ce ne sono poi una trentina che superano i 200 km ma la grande maggioranza ha un diametro inferiore ai 20Km. Questi corpi sono molto diversi tra loro anche per quanto riguarda la composizione (alcuni sono formati in prevalenza di metalli, altri da rocce basaltiche, in alcuni forse c'e' anche ghiaccio d'acqua..), la forma, la modalita' di rotazione e la riflettività della superficie (albedo).
Dal punto di vista delle orbite gli asteroidi sono sicuramente degli oggetti estremamente interessanti. In particolare giocano un ruolo chiave le risonanze orbitali che essi hanno con il pianeta Giove. Dire per esempio che un asteroide ha risonanza 2:3 con Giove, significa che esso compie intorno al Sole 2 giri completi (rivoluzioni) nello stesso tempo in cui Giove ne completa 3. Il tempo di rivoluzione di un corpo attorno al Sole, non e' un semplice dato numerico: e' infatti profondamente legato all'orbita che esso percorre, come indicato dalla terza legge di Keplero

Terza legge: i periodi orbitali elevati al quadrato sono proporzionali ai semiassi maggiori dell'orbita, elevati al cubo.

In sostanza la legge afferma che la "forma" dell'orbita di un corpo attorno al Sole e' strettamente legata al tempo impiegato a percorrerla. Le osservazioni sui pianetini mostrano che alcune orbite per le quali si avrebbero rapporti semplici fra il periodo dell'asteroide e quello di Giove, vengono accuratamente evitate mentre altre sembrano essere molto "gettonate". Questo significa che le prime sono orbite caotiche e instabili, le seconde al contrario garantiscono un'alta stabilita' al pianetino.

In altre parole possiamo dire che alcuni rapporti di risonanza tra il pianetino e Giove danno origine a orbite instabili mentre altri a orbite stabili: gli asteroidi tendono a raggrupparsi su queste ultime. Per esempio il gruppo di asteroidi "Hilda" ha risonanza 2:3, il gruppo "Thule" 3:4. Ce ne sono poi alcuni che hanno risonanza 1:1 il che significa che girano intorno al Sole nello stesso tempo impiegato da Giove e quindi si muovono sostanzialmente lungo la sua stessa orbita: essi pecedono o seguono il pianeta di circa 60 gradi e costituiscono 2 gruppi detti "Troiani".

All'inizio degli anni '90 abbiamo avuto per la prima volta la possibilita' di osservare da molto vicino alcuni di questi corpi. Infatti la sonda Galileo, nella sua marcia di avvicinamento a Giove, e' passata nei pressi dei pianetini Gaspra e Ida. Quest'ultimo in particolare ha permesso di provare la teoria che anche gli asteroidi possano essere dotati di un satellite come mostra chiaramente la foto qui a fianco. Per l'assegnazione del nome al satellite, è stato indetto un concorso sulla rete Internet dagli stessi autori della scoperta: il Project Galileo, presso il JPL. Il nome definitivo assegnato è Dactyl la cui origine e' legata alla mitologia greca ed in particolare alla nascita di Zeus.

Poichè la maggior parte degli asteoridi orbita nella stessa zona, le loro traiettorie possono intersecarsi e di tanto in tanto si verificano collisioni a velocità reciproche molto elevate (a circa 180000 km/h). A queste velocità le collisioni provocano effetti distruttivi: quando la massa del "proiettile" è molto minore di quella del "bersaglio", su quest'ultimo si forma semplicemente un cratere; altrimenti un'immane esplosione distrugge gli oggetti riducendoli a una miriade di frammenti che si allontanano gli uni dagli altri. In alcuni casi, la gravità dell'asteroide-bersaglio può essere sufficiente a causare la riaccumulazione di parte dei frammenti, che possono riformare un oggetto singolo oppure un sistema binario. Talvolta invece i frammenti possono venire spinti nelle risonanze caratterizate da orbite di tipo caotico. Si ritiene che sia proprio questo tipo di frammenti a dare origine ai gruppi Aten, Apollo e Amor, costituiti da piccoli asteroidi che percorrono delle orbite peculiari, al di fuori della tradizionale fascia compresa tra Marte e Giove. Essi giungono anche ad intersecare le orbite dei pianeti terrestri e, sporadicamente, collidono con essi. Per questo motivo gli asteroidi di questo tipo vengono spesso chiamati NEA (Near-Earth Asteroids, asteroidi vicini alla Terra). Si conoscono fino ad ora circa 350 NEA, il 10% dei quali appartiene alla famiglia Aten, il 65% agli Apollo e il 25% agli Amor. Nel corso degli anni l'interesse per i NEA e' progressivamente aumentato: in particolare l'aspetto che riguarda il rischio di collisione con il nostro pianeta e' stato oggetto d'attenzione non solo degli scienziati ma anche dei mass-media grazie anche ad alcuni film di successo.

Il fatto che un NEA possa colpire o meno la Terra, dipende dal caso. Questi asteroidi infatti viaggiano su orbite fortemente influenzate dall'attrazione gravitazionale dei pianeti maggiori, in particolare di Giove, che possono modificarla anche drasticamente. Puo' capitare quindi di scoprire un pianetino con un'orbita "pericolosa" mai notato prima, perche' solo da poco tempo un incontro ravvicinato con Giove ne ha modificato quella che era una traiettoria "tranquilla".
Fortunatamente, quando uno di questi oggetti interseca l'orbita del nostro pianeta, la Terra si trova quasi sempre in un altro punto, pertanto le collisioni avvengono abbastanza di rado. E' stato calcolato che la probabilità di scontrarsi con un NEA di oltre 1 Km di diametro, può verificarsi ogni milione di anni, probabilità che aumenta ad uno o due secoli per corpi di dimensioni maggiori di 50 metri.

Esistono prove concrete e ben documentate di tali collisioni, testimoniate dalla scoperta sulla superficie terrestre di oltre cento crateri da impatto, alcuni dei quali hanno dimensioni superiori ai 100 chilometri. Le conseguenze degli impatti di maggiori dimensioni, avvenute nel lontano passato, devono essere state impressionanti e devastanti. L'energia cinetica di un NEA di un chilometro di diametro puo' sviluppare un'energia pari a 100 000 esplosioni nucleari da un megaton, tanto potente da essere in grado di scavare un cratere di 20 chilometri.

Uno dei piu' famosi asteroidi di tipo NEA e' senz'altro Toutatis. Il 5 gennaio 1989, esaminando alcune immagini di Giove riprese con lo scopo di studiarne i satelliti più deboli, l'astronomo Christian Pollas si accorse della presenza di una traccia lasciata da un asteroide sulla lastra fotografica: venne chiamato 1989 AC e ne venne stimato il diametro in 4 km. Il 22 marzo ci si accorse che l'asteroide era stato già fotografato il 17 luglio dell'anno precedente da Monte Palomar senza che nessuno si fosse accorto della sua presenza. Addirittura ci si rese conto che in realta' 1989AC era lo stesso pianetino gia' scoperto nel 1934 dall'astronomo belga Delporte. Tra l'altro oggi sappiamo che 1989AC (ribattezzato 4179 Toutatis) in realta' e' un pianetino binario proprio come Ida: risulta infatti essere composto da due corpi separati di dimensioni 4,5Km e 2 Km.

In base al riscontro di tutte le osservazioni del passato e di nuove realizzate negli ultimi anni, conosciamo ora tutti i dati orbitali di Toutatis. E' un asteroide del gruppo Apollo che ruota attorno al Sole in un periodo di circa 4 anni passando ad una distanza minima di 0.91894 U.A. e ad una massima di 4.10363 U.A. dalla nostra stella (1 U.A.=150 milioni di Km). Conosciamo anche tutte le perturbazioni a cui andrà incontro nell'avvicinarsi ai pianeti per cui e' possibile prevederne gli spostamenti con buona precisione. Sono stati calcolati tutti gli avvicinamenti pericolosi di Toutatis alla Terra , quelli cioe' al di sotto di 0.30 U.A. (45 milioni di km), che si sono verificati e che si verificheranno tra il 1801 e il 2050. In tutto sono 17. Uno di questi e' stato quello del dicembre 1992 che ha scatenato la fantasia dei mass-media: in quell'occasione Toutatis e' passato a soli 3.620.000 km dal nostro pianeta. Pochi in termini astronomici ma che corrispondono in ogni caso a 9 volte la distanza media Terra-Luna!! Il prossimo passaggio nei pressi del nostro pianeta si verifichera' il 31 Ottobre 2000 quando pero' Toutatis transitera' a 0.0739 U.A. dalla Terra ( 11 milioni di Km). Quello successivo sara' molto piu' interessante.
Il 29 Settembre 2004 infatti l'asteroide transitera' a sole 0.0105 U.A. dalla Terra( 1.5 milioni di Km). Sicuramente anche in quell'occasione i mass-media, supportati da pseudo-scienziati e catastrofisti di ogni tipo, annuncieranno all'umanità l'imminente "pericolo" proveniente dal cielo. Per tranquillizzare fin d'ora loro e noi tutti, basta pensare che Toutatis in quell'occasione sara' in ogni caso 4 volte piu' lontano della Luna, quindi decisamente a distanza di sicurezza.
Se dunque non si puo' escludere a priori che un asteroide di notevoli dimensioni colpisca la Terra (anzi prima o poi sicuramente lo fara'), possiamo stare certi che questo non sarà Toutatis nel corso del suo prossimo passaggio ravvicinato. In fondo il mito vuole che Toutatis fosse il dio gallico protettore della tribu': potrebbe mai essere proprio lui la causa della fine del nostro "villaggio globale"?



Le immagini utilizzate in questa pagina web sono tratte dall' archivio della NASA