Notizie dalla fascia degli asteroidi

Cari ragazzi qui di seguito parliamo degli asteroidi nel nostro sistema solare. L'approfondimento è dedicato a due alunni della classe 3aE: Francesco Vannuzzi, che è rimasto affascinato da un documentario sul collasso gravitazionale e Jacopo Lucarelli, che si interessa di viaggi nel tempo.
Tra le orbite di Marte e Giove, come sapete, si trova la cosiddetta fascia degli asteroidi e proprio al confine del nostro sistema solare, oltre l'orbita di Nettuno, altri residui rocciosi del disco protoplanetario formano la fascia di Kuiper. Le nuove conoscenze sulla composizione, soprattutto degli asteroidi della fascia principale, hanno permesso di ipotizzare nuovi scenari per quanto riguarda la loro formazione. Fino a poco tempo fa si pensava che la fascia degli asteroidi tra Marte e Giove, fosse costituita da ammassi rocciosi, residui delle fasi di sviluppo primordiale del nostro sistema solare, qui rimasti ad orbitare dai tempi dei tempi. E' noto che collisioni tra gli asteroidi orbitanti nella fascia possono dar origine a frammenti, capaci di migrare verso i pianeti interni del nostro sistema solare. Lo stesso meteorite che fu la causa dell'estinzione di massa del Cretaceo, 65 milioni di anni fa, sarebbe un frammento proveniente da una fatale collisione nella fascia principale.
Negli anni '80 del secolo scorso, si sapeva che gli asteroidi più interni, verso il Sole, apparivano più rossi di quelli più esterni, verso Giove, che, invece, apparivano più blu. In base alla loro composizione chimica, studiata grazie ad osservazioni spettrali effettuate con telescopi dalla Terra e a informazioni ricevute dalle sonde che hanno attraversato la fascia principale, gli asteroidi sono stati così suddivisi in tre classi: C, S e M, rispettivamente composti prevalentemente da carbonio, silicati e metalli, ordinati in funzione della loro distanza dal Sole. Si pensava che il gradiente di "colore" e composizione fosse un residuo del gradiente termico originatosi al momento della formazione del Sole. Quindi gli asteroidi dovevano essersi formati e rimasti, più o meno, lì dove si trovano.

Nel nostro sistema solare ci sono due fascie di asteroidi, la principale che si trova tra l'orbita di Marte e quella di Giove
e quella di Kuiper, che è localizzata oltre l'orbita di Nettuno.
L'immagine non è in scala.
(http://hyperbolegames.com/files/2013/10/solar-system-lrg.en_.png)

Ma dal 1980 ad oggi sono stati scoperti, osservati e studiati nuovi asteroidi, più di mezzo milione! Si è così concluso che i confini tra i vari tipi di asteroidi, sia per colore che per composizione, non sono così netti e precisi come si pensava e che le migrazioni dei pianeti, soprattutto quelli giganti, all'inizio della vita del nostro sistema planetario disturbarono non poco le orbite dei piccoli asteroidi. La straordinaria missione giapponese Hayabusa, che ha portato una sonda, partita nel 2003 e ritornata nel 2010, sull'asteroide di tipo S, Itokawa, ha confermato i primi dubbi sulla teoria statica degli asteroidi localizzati da sempre lì dove si sono formati.
Le analisi effettuate sulle polveri rocciose provenienti da Itokawa hanno suggerito che questo asteroide ha subito esperienze di riscaldamento ma non fusione come previsto dalla sua classificazione nella fascia in base al colore e alla composizione. Studiando tutti i nuovi corpi rocciosi identificati, si è visto che praticamente tutti i tipi di asteroidi si trovano più o meno in ogni regione della fascia principale. Ecco quindi la nuova ipotesi. Poco dopo la formazione del disco protoplanetario, ci deve essere stata una forte instabilità dei quattro giganti gassosi (Giove, Saturno, Urano e Nettuno), che sarebbero migrati verso le orbite attuali. Tale migrazione avrebbe rimescolato gli asteroidi, "spazzati" qua e là dalle perturbazioni grativazionali di quelle enormi masse vaganti.

Il grafico rappresenta uno schema di modello di migrazione planetaria che avrebbe interferito con il posizionamento degli asteroidi.
(Ripreso da DeMeo e Carry, 2014)

La migrazione dei pianeti si è verificata nel primo miliardo dei 4,5 miliardi di anni di età del sistema solare, ma la fascia degli asteroidi continua ad essere molto dinamica anche oggi. Infatti le continue collisioni tra i milioni di corpi rocciosi di questa cintura di asteroidi, dalle dimensioni variabili dai 5 ai 1000 km di diametro, continua a ridurli sempre di più in dimensioni. Per quelli più piccoli c'è anche da considerare l'effetto Yarkovsky, secondo il quale i corpi rocciosi con diametro minore di 40 km subiscono variazioni significative della loro orbita, causate dalla differenza di temperatura sull'asteroide per la variabilità della radiazione solare. C'è da sperare che queste perturbazioni non siano tali da provocare collisioni come quella che originò il meteorite di 65 milioni anni fa!!!
Le esplorazioni degli asteroidi sono appena cominciate. Infatti nel 2007 un'altra sonda, Dawn, della NASA, è stata lanciata alla volta della fascia degli asteroidi. Dal 2011 al 2012 ha orbitato intorno a Vesta, il secondo asteroide per diametro (530 km) e orbiterà intorno a Cerere, l'asteroide più grande (950 km di diametro), considerato un pianeta nano, a partire da marzo-aprile 2015. Pensate, Dawn ha percorso 2,8 miliardi di km per arrivare a Vesta e in questo momento sta percorrendo gli altri 1,6 miliardi di km che separano Vesta da Cerere e noi ce ne stiamo qui, davanti ad un computer, ad aspettare notizie dalla fascia degli asteroidi.

Referenze

DeMeo F.E., Carry B. (2014) Solar system evolution from compositional mapping of the asteroid belt. Nature, 505: 629-634.
Da WIKI.
Missioni su asteroidi.
Un campione dell'asteroide Itokawa è stato riportato a Terra dalla sonda Hayabusa.
La missione Hayabusa.
Il ritorno di Hayabusa.

Manuela Casasoli (manuela_casasoli@yahoo.it)