VOCI E DOMANDE DELL’ASTROFISICA

Asteroidi, dagli albori del Sistema solare

Neo, troiani, barbari... gli asteroidi sono ciò che resta di una popolazione di planetesimi formatisi all’inizio della storia del Sistema solare: piccoli corpi che costituirono i “mattoni primordiali” per la costruzione dei pianeti maggiori

Immagine del grande asteroide Vesta ottenuta tramite un mosaico di immagini ad alta risoluzione riprese dalla sonda interplanetaria Dawn della Nasa, fra luglio 2011 e settembre 2012, durante la fase di allontanamento della sonda, che dopo aver visitato Vesta si è portata sull’altro grande asteroide Cerere, dove si trova attualmente. Vesta, che ha un diametro di circa 500 km, è l’unico caso riconosciuto di asteroide differenziato, e cioè avente una struttura che si pensa comprendere un nucleo metallico, un mantello roccioso ed una crosta di composizione basaltica. La composizione superficiale di Vesta è pressoché unica tra gli asteroidi, e si pensa che questo asteroide sia anche il progenitore di una classe di meteoriti di composizione basaltica (le cosiddette Eucriti, Howarditi e Diogeniti). La presenza di molti e grandi crateri da impatto è evidente nell’immagine. Crediti: Nasa /Jpl-Caltech / Ucla / Mps / Dlr / Ida

Gli asteroidi sono una popolazione di piccoli corpi che orbitano intorno al Sole a varie distanze. La stragrande maggioranza di essi orbita nella cosiddetta fascia principale, situata tra l’orbita di Marte e quella di Giove. Esistono poi oggetti cosiddetti near-Earth, con orbite che spazzano in parte o totalmente la regione dei pianeti interni, e asteroidi cosiddetti troiani, associati ai pianeti maggiori, che orbitano in zone di stabilità scoperte per primo dal matematico Joseph-Louis Lagrange. La stragrande maggioranza di troiani (più di 6000 oggetti attualmente noti) seguono o precedono Giove lungo la sua orbita. Un piccolissimo numero è noto anche per altri pianeti (7 per Marte, 21 per Nettuno; solo uno finora per Venere e per la Terra). Gli asteroidi costituiscono una delle due principali classi di piccoli corpi in orbita intorno al Sole, l’altra classe essendo quella delle comete. La separazione tra le due classi di oggetti sta diventando in anni recenti sempre meno netta, soprattutto dopo la scoperta di asteroidi della fascia principale che hanno mostrato episodi di attività superficiale di tipo cometario.

L’asteroide più grande, e il primo a essere scoperto, è Cerere, con un diametro di circa 1000 km, scoperto dall’astronomo italiano Giuseppe Piazzi nel 1801. Cerere è, insieme a Plutone e a tre altri oggetti (Haumea, Makemake ed Eris) che orbitano a grandi distanze dal Sole, uno dei nano-pianeti del Sistema solare, secondo i criteri stabiliti dall’Unione astronomica internazionale nell’Assemblea generale del 2006.

Gli asteroidi, come anche le comete, sono molto importanti perché si pensa che siano ciò che resta di una popolazione di planetesimi formatisi all’inizio della storia del Sistema solare, piccoli corpi che costituirono i “mattoni primordiali” per la costruzione dei pianeti maggiori. Gli oggetti near-Earth rivestono anche un interesse particolare a causa della possibilità di impatti con il nostro pianeta.

Studi in corso e domande aperte

Il sacro Graal della ricerca sugli asteroidi è riuscire a identificare, tra gli oggetti esistenti, quelli che potrebbero essersi formati tra i primi, in un’era risalente a circa 4.5 miliardi di anni fa, sopravvivendo poi indenni alle fasi caotiche che accompagnarono la nascita del sistema planetario.

Sono 483390 gli asteroidi “numerati”: si tratta degli oggetti la cui orbita è conosciuta con buona precisione. Oltre agli oggetti numerati, sono noti altri 108108 oggetti con orbite non ancora sufficientemente ben determinate per essere numerati. Fonte: AstDys, aggiornato al 16/03/2017

Un problema collegato è comprendere se e quali processi possano avere modificato la struttura originaria che gli asteroidi avevano all’epoca di formazione, e se possano esserci tra loro oggetti più o meno evoluti, e/o corpi che originariamente si formarono in regioni diverse del Sistema solare e solo in seguito conseguirono le orbite che hanno attualmente.  Un processo che sappiamo avere giocato un ruolo importante è quello delle collisioni. Sappiamo per certo che collisioni tra asteroidi hanno lasciato tracce evidenti: non solo crateri di impatto sulle superfici di oggetti visitati dalle sonde spaziali, ma anche le cosiddette famiglie dinamiche, gruppi di oggetti con elementi orbitali simili, prodotti dalla distruzione catastrofica di singoli oggetti progenitori. Lo studio delle famiglie è molto importante per capire la struttura interna dei singoli progenitori e l’evoluzione collisionale della popolazione.

Un altro oggetto di studio è la possibilità che asteroidi di composizione primitiva e ricchi di elementi volatili, impattando la Terra primordiale, possano averla arricchita d’acqua. Una tematica ben nota è poi quella della scoperta e caratterizzazione fisica degli oggetti che possono avere impatti con la Terra, al fine di sviluppare sistemi di difesa opportuni.

Il coinvolgimento dell’Istituto nazionale di astrofisica

La comunità dei planetologi italiani dell’Inaf vanta una tradizione di prim’ordine a livello internazionale negli studi sugli asteroidi. Essi sono impegnati in tutte le ricerche di avanguardia, dal punto di vista teorico e osservativo, usando strumenti da terra e dallo spazio. Italiana è la scoperta recente di una classe di asteroidi, i cosiddetti “barbari”, che potrebbero costituire la tanto ricercata popolazione di oggetti sopravvissuti dalle epoche più remote.


L’autore: Alberto Cellino è primo ricercatore Inaf presso l’Osservatorio astrofisico di Torino

Su Media Inaf potrai trovare, mano a mano che verranno pubblicate, tutte le schede della rubrica dedicata a Voci e domande dell’astrofisica, scritte dalle ricercatrici e dai ricercatori dell’Istituto nazionale di astrofisica

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