''Zenith'' on line

Periodico di Astronomia di base a cura del
Centro Astronomico "Neil Armstrong" - Salerno

Numero 3


Asteroidi e lune

di Gaetano Vocca

 

Correva l'anno 1800 e la Legge di Titius e Bode aveva predetto che fra Marte e Giove, ad una distanza di circa 2,8 unità astronomiche, dovesse esserci un altro pianeta che, ad allora non era stato ancora rivelato. Un gruppo di sei astronomi con a capo Johan Schroter elaborò, allora, un piano di osservazioni sistematiche allo scopo di scoprire questo pianeta mancante o di chiarire il mistero della sua assenza. Il 1° Gennaio 1801, però, un altro astronomo, G. Piazzi, mentre stava lavorando ad un catalogo stellare, scoprì un oggetto che, scambiato inizialmente per una stella, si spostava in maniera apprezzabile nel breve volgere di una notte; il Piazzi congetturò inizialmente che potesse trattarsi di una cometa priva di coda ma calcoli più accurati gli consentirono di affermare che l'oggetto non era una cometa bensì un pianeta lontano 2,77 unità astronomiche dal Sole che egli battezzò Cerere.
L'anno seguente Olbers scoprì un altro oggetto con orbita e dimensioni molto simili a quelle di Cerere che fu denominato Pallade. Iniziò così una caccia tuttora in corso a questi corpi (ne sono stati scoperti alcune migliaia), peraltro tutti piuttosto piccoli, che vagano nel sistema Solare seguendo orbite spesso confinate tra quelle di Marte e Giove anche se, fra essi, non sono pochi quelli che si spingono ben oltre questi limiti.
Durante quasi tutto il tempo che è trascorso dalla loro scoperta, gli asteroidi sono sempre stati osservati solo al telescopio come piccoli punti privi di qualsiasi dettaglio ulteriore e, pertanto, tutte le informazioni fisiche sul loro conto sono state ottenute per via indiretta o sono state soltanto ipotizzate sulla scorta delle teorie di volta in volta più accreditate. Sebbene i progressi nella strumentazione astronomica e nelle tecniche di modellazione dinamica abbiano portato ad una grossa maturazione nella comprensione degli asteroidi, sono state necessarie le immagini ottenute tramite sonde spaziali per avere la GASPRA conferma che le suddette ipotesi fossero nel giusto: gli asteroidi sono sostanzialmente dei resti della formazione del sistema solare che hanno subito nel corso dei tempi complesse modificazioni dovute ad agenti termici, ad impatti e conseguenti modifiche della loro orbita. I risultati delle misurazioni delle proprietà spettrali superficiali, delle masse, delle densità e delle quantità di elementi presenti hanno altresì consentito di stabilire un legame tra gli asteroidi e i tanti frammenti meteorici caduti sulla Terra.
L'opera più proficua in termini di studio delle caratteristiche superficiali è stata portata a termine dalla sonda Galileo la cui particolare orbita ha consentito l'avvicinamento agli asteroidi 951 Gaspra (Ottobre 1991) e 243 Ida (Agosto 1993). Proprio Ida ha riservato agli studiosi una singolare scoperta: in alcune immagini inviate dalla sonda si nota la presenza di un piccolo satellite, chiamato Dactyl, in orbita intorno ad Ida. In realtà già in precedenza, rapporti di occultazioni stellari da parte di asteroidi, osservati prevalentemente da astrofili negli anni precedenti, avevano suggerito che alcuni asteroidi potessero avere dei satelliti od anche soltanto nuvole di detriti nelle loro vicinanze. Sebbene gran parte di IDA & DACTYL questi rapporti fosse rimasta senza conferma e che nessuno di essi riguardasse Ida, i progettisti della missione Galileo decisero di porsi al sicuro tenendo la sonda lontana dalla superficie dell'asteroide, oltre l'area che teoricamente avrebbe potuto ospitare satelliti o nubi di detriti. Questa scelta portava, però, con sè un inconveniente consistente nel fatto che a tale distanza sarebbe stato impossibile effettuare dei rilievi diretti per la determinazione della massa.
La scoperta, sulle foto inviate dalla sonda a Terra, di un oggetto di circa 1,4 Km di diametro vicino ad Ida ha, quindi, dato ragione alla prudenza dei progettisti e ha costituito attestazione ulteriore di quanto preziosa possa risultare l'opera degli astrofili anche in sede di progettazione di importanti missioni spaziali. L'ipotesi iniziale che questo oggetto fosse transitante casualmente lì in quel periodo indipendentemente da Ida è stata scartata subito a causa della scarsissima probabilità dell'evento stesso ed inoltre, dal moto relativo ad Ida, gli scienziati della missione Galileo hanno dedotto, e la comunità astronomica internazionale ha confermato, che quell'oggetto fosse gravitazionalmente legato all'asteroide costituendone un satellite. Il nome Dactyl fu, allora, tratto da quello degli esseri che, nella mitologia greca, abitavano il monte Ida.
A valle della scoperta, la prima esigenza a nascere fu di determinare i parametri dell'orbita che questo piccolo corpo descriveva intorno ad Ida. Sebbene il satellite fosse già stato identificato in ben 46 immagini, Galileo, Ida e Dactyl rappresentavano un sistema di tre corpi legati gravitazionalmente ed in moto reciproco, cosa che rendeva il problema già all'inizio di complessa soluzione. In aggiunta c'era anche da considerare che solo una minima frazione di qualsiasi plausibile periodo orbitale era rappresentata nelle fotografie della sonda. Il problema è stato solo di recente risolto da M.J.S. Belton e dal suo gruppo di ricerca del DACTYL National Optical Astronomy Observatories di Tucson in Arizona i quali hanno, a partire dai dati fotografici, desunto una orbita di massima usata poi, con l'aiuto della Terza Legge di Keplero, per determinare la massa di Ida stesso. Combinando, poi, questo risultato con il volume desunto dalle immagini, è stato possibile ricavare la densità media di Ida che è di 2,6 g/cm3. Le 46 immagini riprese nelle quali era evidente il satellite avevano una risoluzione al suolo di circa 39 metri ed hanno consentito di ricavare, con accettabile precisione, dati dimensionali e morfologici riguardo al piccolo Dactyl: esso è approssimativamente un ellissoide con assi di 1,6x1,4x1,2 Km ed un volume totale di 1,4 Km3 con, al momento dell'incontro, l'asse più lungo rivolto verso Ida e l'asse più corto perpendicolare al piano orbitale. L'aspetto generale è quello di un corpo piuttosto smussato con una lieve concavità dedotta dall'andamento del terminatore, il che contrasta in modo evidente con la spigolosità di Ida e Gaspra e di altri asteroidi come Toutatis e Castalia e che lo fanno assomigliare più a corpi molto più grandi come i satelliti di Marte Deimos e Phobos.
La caratteristica geologica più evidente di Dactyl è rappresentata dai numerosi crateri: ne sono stati identificati 29 dei quali almeno 15 sono chiaramente evidenti sulla pur piccola superficie del satellite ed inoltre la loro distribuzione risulta essere simile a quella che si riscontra su Ida. Questi crateri non sembra siano stati prodotti semplicemente da impatti con meteoriti: infatti tre di essi ben definiti ed altri quattro meno netti giacciono in una ben allineata catena di crateri. Questa peculiarità fa pensare che questa cicatrice sia, in realtà, imputabile ad un potente getto di materia seguito alla creazione di un grosso cratere su Ida. Molta incertezza vi è ancora sull'origine di Dactyl. Non sembra probabile che esso sia un corpo di passaggio "catturato" dal pianetino ma bensì, quasi certamente, esso si è formato da una parte di materia distaccatasi dal Ida od, ancora, potrebbe essere nato contemporaneamente al pianetino maggiore dalla stessa catastrofica collisione che, si presume, abbia originato Ida e tutti i pianetini ad esso simili.
La scoperta di Dactyl (che sarebbe stata quasi impossibile da Terra), insieme con la enorme mole di dati rilevata, hanno portato ad una nuova chiave di lettura dell'astronomia asteroidale soprattutto perché ha dato chiare indicazioni sulla varietà di fenomeni e situazioni da considerare possibili. L'osservazione terrestre, che si avvale di misurazioni fotometriche e dell'osservazione delle occultazioni asteroidali, si è purtroppo rivelata inadeguata allo scopo di scoprire nuovi satelliti intorno ai numerosi asteroidi. D'altro canto, però, l'esistenza di Dactyl ci dice che tali satelliti potrebbe essere più comune di quanto supposto e la scoperta e lo studio di questi corpi ci fornirebbe importanti suggerimenti sulla natura degli asteroidi e sui loro lenti ma evidenti processi di evoluzione.
Le ricerche sulla struttura, le caratteristiche e l'origine di questo piccolo quanto importante corpo celeste sono comunque ancora ben lungi dall'essere esaurite ed una grossa mole di dati è tuttora al vaglio della comunità astronomica mondiale lasciandoci sperare che, da qui a poco, nuove interessanti scoperte e deduzioni saranno possibili.