Venir meno, mancare, sparire. Questo vuol dire eclissi, dal greco ἐκλείπω. È sotto il segno della sottrazione, il fascino del fenomeno: ci rapisce rapendoci il Sole. Ma non per tutti è così. Ci sono quattro astronomi che attendono con impazienza l’eclissi del 12 agosto per veder apparire qualcosa. La loro spedizione — una missione congiunta fra l’Inaf e l’Università di Bologna, con importanti contributi strumentali dall’Università di Padova — partirà a ore verso il cuore della Spagna con la speranza di intravedere i leggendari vulcanoidi. Se mai esistono, i brevi istanti di un’eclissi di Sole sono il momento migliore per cercare di osservarli.
Il gruppo è composto da Albino Carbognani dell’Inaf di Bologna e da Gabriele Umbriaco, Alessio Taranto e Thimea Armenio dell’Università di Bologna — quest’ultima fresca di laurea con una tesi magistrale proprio sui vulcanoidi (relatore Umbriaco, correlatore Carbognani), e che ora ha finalmente l’occasione di andare sul campo per contribuire alla loro ricerca. Abbiamo intervistato Albino Carbognani.
Il team della spedizione Vento (Vulcanoid Eclipse Near-sun Test Observations) in partenza per la Spagna. Da sinistra: Gabriele Umbriaco, Albino Carbognani, Thimea Armenio e Alessio Taranto. Crediti: Inaf
Carbognani, dove si troverà esattamente la vostra postazione?
«Per l’osservazione andremo sulla linea della totalità che passa a qualche decina di km da Burgos, nel nord-est della Spagna, a circa 240 km a nord di Madrid. Se tutto va bene, osserveremo da un campo eolico che è un buon punto sopraelevato rispetto alle zone circostanti e visto che il Sole sarà basso sull’orizzonte costituisce un vantaggio. Da qui prende anche il nome la spedizione: Vento. Un acronimo che sta per Vulcanoid Eclipse Near-sun Test Observations. Si tratta infatti di una spedizione dedicata ai test sulla strumentazione utilizzabile per la ricerca dei vulcanoidi, gli ipotetici asteroidi in orbita fra Mercurio e il Sole».
A oggi quanti se ne conoscono, di asteroidi in orbita tra Mercurio e il Sole?
«Al momento non ne conosciamo, anche se ci sono diversi asteroidi che si avvicinano a pochi milioni di km dalla nostra stella, come la coppia 2021 PH27 e 2025 GN1 o (3200) Phaethon, il progenitore dello sciame delle Geminidi. Questi asteroidi, al perielio, arrivano a circa 20 milioni di km dal Sole sperimentando temperature superficiali dell’ordine di 750 °C, proprio all’interno della zona stabile dei vulcanoidi, compresa grosso modo fra 13,5 e 31,5 milioni di km».
Ma com’è possibile che non ne sia mai stato visto uno?
«Il principale problema dei vulcanoidi è che si trovano in una zona molto vicina al Sole; di conseguenza, non possono essere cercati quando il cielo è buio. Quanti dei lettori hanno mai visto Mercurio? Pochi, perché è un pianeta sempre immerso nelle luci dell’alba o del tramonto: non è mai osservabile in piena notte, come Marte, Giove o Saturno. Eppure Mercurio può allontanarsi angolarmente dal Sole di circa 18 gradi, mentre un vulcanoide può arrivare al massimo a 11 gradi: una situazione molto difficile per la rilevazione telescopica dal suolo. Per questo motivo si cercano i vulcanoidi durante le eclissi totali di Sole, perché la Luna fa da schermo alla luce del Sole e il cielo diurno diventa molto più scuro del normale, come accade circa mezz’ora dopo il tramonto del Sole.
E cosa vi fa sperare che esistano?
«Non siamo sicuri che i vulcanoidi esistano, ma è ragionevole ipotizzarlo: i pianeti terrestri si sono aggregati a partire dai planetesimi e la presenza di Mercurio indica che il processo di aggregazione si è verificato anche vicino al Sole. Inoltre, Mercurio ha un nucleo di ferro sproporzionatamente grande rispetto al suo mantello, poiché si è formato in una zona ad alta temperatura della nebulosa protoplanetaria. Per questo motivo è ragionevole supporre che materiali con alto punto di fusione, principalmente leghe di ferro-nichel e minerali refrattari ricchi di calcio e alluminio, si siano aggregati anche più vicino, fino a formare corpi solidi in grado di resistere alle condizioni di calore e radiazioni estreme delle orbite infra-mercuriali. Per asteroidi ad alta densità, l’effetto Yarkovsky, ossia la variazione del raggio orbitale dovuto all’assorbimento e alla riemissione della luce solare, è inferiore rispetto a quello degli asteroidi rocciosi, quindi potrebbero sopravvivere su orbite stabili per miliardi di anni pur essendo così vicini al Sole. Questo quadro sarebbe coerente con il fatto che, mano a mano che ci si avvicina al Sole, gli asteroidi di tipo C, quelli più primitivi e ricchi di sostanze volatili, sono in numero inferiore rispetto agli S, gli asteroidi tipicamente rocciosi, perché i C sono più facilmente disgregati dal calore solare».
Ma i telescopi che orbitano all’interno dell’orbita di Mercurio, come Parker o Solar Orbiter, non dovrebbero vederli con relativa facilità, se esistono?
«Le sonde delle missioni solari non sono state progettate per la ricerca dei vulcanoidi e hanno permesso di escludere l’esistenza solo degli asteroidi più grandi. Ad esempio, Soho/Lasco C3 ha permesso di escludere la presenza di corpi fra 40 e 100 km di diametro, Stereo/HI-1 ha permesso di escludere la presenza di asteroidi con diametro superiore a circa 6 km; mentre la Messenger ha permesso di escludere la presenza di asteroidi più grandi di 6-10 km. Non ci sono informazioni sui vulcanoidi più piccoli, dell’ordine di 1 km di diametro, che possono ancora sopravvivere per miliardi di anni nell’ambiente infra-mercuriale e che, secondo alcune stime, dovrebbero essere dell’ordine di un centinaio».
Le classi degli asteroidi near-Earth. I vulcanoidi hanno ancora un punto interrogativo. Crediti: N. Cary/Science
Quella del prossimo 12 agosto è un’eclissi breve, e questo certo non aiuta. Il fatto che sia al tramonto, invece, è positivo, negativo o indifferente per cercare i vulcanoidi?
«Purtroppo quella spagnola è un’eclissi breve perché la Luna sarà a 366mila km dalla Terra e il cono d’ombra lunare che arriva al suolo è piccolo. Questo è un problema, perché durante un’eclissi breve il cielo resta più chiaro rispetto a quello di un’eclissi lunga, in cui l’ombra della Luna è più grande perché la Luna è più vicina alla Terra, rendendo difficile rilevare asteroidi di magnitudine +13 o +14. Nemmeno il fatto che il Sole sia al tramonto favorisce la ricerca dei vulcanoidi, perché la massa d’aria che la luce deve attraversare è circa quattro volte maggiore di quella che dovrebbe attraversare se si trovasse allo zenit. Proprio per questi motivi, l’eclissi spagnola è un’eclissi di test; la vera opportunità sarà quella del 2 agosto 2027 in Egitto, con la Luna a soli 356mila km dalla Terra e quindi con un’ombra di diametro maggiore, che aumenta la durata dell’eclissi e riduce la luce solare diffusa in cielo».
Eclissi a parte, qual è la strumentazione più adatta per sperare di vederne uno?
«Per un’osservazione ideale servono strumenti di grande diametro (bisogna arrivare alla magnitudine +13 con tempi di posa brevi per non saturare) e a corta lunghezza focale, in modo da massimizzare il campo di vista: più è grande e meglio è, perché non sappiamo dove siano, anche se dovrebbero essere sull’eclittica con piani orbitali inclinati entro 15°. Inoltre vanno usate camere Cmos dotate di sensori di grandi dimensioni e sensibili all’infrarosso vicino: in questo modo si osserva in una regione dello spettro dove i vulcanoidi sono più facili da rilevare perché si taglia la luce blu-violetta del Sole, che viene diffusa in modo efficace dalle molecole dell’atmosfera terrestre».
Voi che strumentazione avrete, in Spagna?
«Noi avremo un teleobiettivo da 135 mm di focale e 67 mm di diametro, dotato di un filtro interferenziale per eliminare la parte blu-violetta dello spettro, abbinato a una camera Cmos in grado di offrire un campo di vista di 5,5° x 3,7°, e una camera Backer-Schmidt da 200 mm di diametro e 600 mm di focale, abbinata a un’altra camera Cmos in grado di fornire un campo di 3,4° x 2,3°. Vogliamo vedere la magnitudine limite che saremo in grado di raggiungere puntando due zone sull’eclittica fra 6° e 11° di distanza angolare dal Sole: la regione dei vulcanoidi, appunto. Per una coincidenza fortuita, questa zona si troverà prospetticamente molto vicina alla stella Regolo, l’alfa della costellazione del Leone, che potrà essere usata come riferimento. Avremo anche uno Sky Quality Meter per determinare il valore del background del cielo nella regione dei vulcanoidi, oltre a una serie di telescopi e fotocamere per la ripresa della cromosfera, delle protuberanze e della corona solare. La strumentazione per il test ha una provenienza eterogenea: in parte è nostra, in parte è stata fornita dall’Inaf Oas di Bologna, dall’Università di Bologna e dall’Università di Padova».
Non sembra un kit da bagaglio a mano… come la porterete fin là?
«La cassa con la strumentazione, del peso di 170 kg, è stata spedita in anticipo con un corriere ed è già a Burgos. In questo modo potremo viaggiare in aereo senza problemi di bagaglio. Per l’osservazione di un’eclissi la parte più impegnativa è proprio l’organizzazione della logistica, perché si tratta di portare quanti più strumenti possibile lungo la fascia della totalità, ovviamente tenendo conto delle statistiche meteo: nessuno vorrebbe trovarsi nella situazione di avere il cielo nuvoloso proprio durante la totalità! E per l’eclissi del 2027 la situazione sarà ancora più complessa, perché serviranno due spedizioni gemelle con strumentazione identica per riprendere la stessa zona di cielo a mezz’ora di distanza. In questo modo si può rilevare agevolmente il moto proprio di eventuali vulcanoidi: per questo abbiamo partecipato al bando “Astrofisica di frontiera 2025” dell’Inaf, sperando che venga finanziato».
Dal punto di vista scientifico, cosa significherebbe scoprire un vulcanoide?
«C’è un filo rosso che collega Leverrier, che nel 1859 teorizzò l’esistenza di un pianeta infra-mercuriale per spiegare la precessione anomala del perielio di Mercurio (poi spiegata da Einstein con la relatività generale), alle ricerche odierne: generazioni di astronomi si sono passate il testimone, prima con la ricerca di Vulcano e poi con quella di una fascia asteroidale interna, quella dei vulcanoidi, appunto. Trovare i vulcanoidi dimostrerebbe che, durante la formazione del Sistema solare, la materia situata nella regione più calda e turbolenta del disco protoplanetario non è stata completamente vaporizzata dal Sole né spazzata via dal vento solare primordiale, e contribuirebbe a raffinare i modelli dell’evoluzione protoplanetaria. Inoltre, fornirebbero dati unici sulla chimica di materiali formatisi in un ambiente ad alta temperatura, e una missione spaziale esplorativa su un corpo così estremo sarebbe d’obbligo».
Insomma, vederne uno sarebbe un colpaccio… non è che ci potrebbe scappare un Nobel?
«Sarebbe una scoperta molto importante, forse non da Nobel, ma da prima pagina di Nature sì, perché allargherebbe verso l’interno i confini del Sistema solare, confermando l’esistenza di corpi di cui non sappiamo nulla».