Asteroidi, Meteore e Meteoriti

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1 Asteroidi, Meteore e Meteoriti Un Giorno da Astro lo: Le giornate didattiche di Andrea Argoli Secondo Incontro - 03/08/ Teatro Talia di Tagliacozzo - astro@progetto-comune.it Adolfo De Sanctis Associazione Culturale Progetto Comune Sommario In questo incontro parleremo dei cosiddetti corpi minori del sitema solare, in particolare delle meteore. La distinzione tra asteroide, meteora e meteorite, benchè i tre termini siano riferiti allo stesso oggetto, è molto importante per non creare confusione. Dopo una introduzione descrittiva parleremo degli sciami meteorici, della loro origine e delle loro principali caratteristiche. A ronteremo quindi il tema dell'osservazione visuale delle meteore: quando, dove e come osservarle al meglio. Daremo quindi uno sguardo alle tecniche di raccolta e analisi dei dati sulle meteore: il vero contributo scienti co che l'astro lo può dare alla scienza delle stelle cadenti. Indice 1 Asteoroidi, meteore e meteoriti Sciami Meteorici 1.2 Osservazione visuale delle Meteore A Percorso apparente Durata Brillantezza e Magnitudine Report delle osservazioni Rapporto osservazione visuale

2 2 1 Asteoroidi, meteore e meteoriti. 1 Asteoroidi, meteore e meteoriti. Quando piccoli corpi (solitamente particelle di roccia e metallo), che orbitano attorno al Sole, entrano nell'atmosfera terrestre ad alta velocità (anche superiore a km/h, ovvero la velocità di rivoluzione della Terra attorno al Sole), danno origine a lampi di luce dette Meteore (o stelle cadenti ). Un frammento di roccia o metallo che orbita nel sistema solare è detto Asteroide, alcuni orbitano regolarmente nei pressi di alcuni pianeti (come ad esempio attorno a Giove), altri vagano un pò alla rinfusa (e sono quelli che spesso allarmano gli astronomi per probabili impatti con la Terra) mentre altri sono abbastanza grandi da essere de niti Corpi minori del Sistema Solare (alla quale categoria appartiene anche l'ex-pianeta Plutone). Quando un asteroide entra in contatto con l'atmosfera terrestre, ionizzandola e riscaldandosi emettendo luce, si parla di Meteora o Bolide (il bolide è una meteora particolarmente brillante). Quando, in ne, lo stesso oggetto, un pò bruciacchiato, fuso e consumato riesce a raggiungere il suolo terrestre prende il nome di Meteorite. C'è da notare che i frammenti di meteoriti ritrovati spesso non sono più grandi di qualche millimetro, eccezionale è il caso della caduta di meteoriti in Russia nella scorsa primavera, o dei ritrovamenti di grandi meteoriti nei grandi deserti del mondo. L'osservazione delle Meteore è una delle attività astronomiche che richiedono la minore attrezzatura da parte dell'astro lo. Poter passare una piacevole serata (sia estiva che invernale) ad osservare uno dei più grandi spettacoli che il Cielo ci può o rire, raccogliendo al contempo dati di rilevanza scienti ca, può essere un'ottima ragione per intraprendere una campagna osservativa. (a) Le meteore entrano nell'atmosfera parallelamente, ma la prospettiva fa si che all'osservatore appaiano generarsi da un punto, detto radiante. (b) Brillanti Leonidi viste nella costellazione di Orione. Fig Sciami Meteorici Si possono osservare meteore ogni notte serena, purchè ci si trovi in condizioni di oscurità si potranno osservare sempre almeno 5 10 meteore l'ora (queste sono dette meteore sporadiche ). Ad ogni modo in particolari periodi dell'anno è possibile osservare degli sciami meteorici. Gli sciami nascono dal fatto che la Terra, in quei periodi, attraversa zone di Spazio ricche di frammenti di roccia e metallo lasciate da un qualche altro massiccio corpo celeste (solitamente Comete). L'attrazione gravitazionale della Terra su questi frammenti fa si che questi cadano su di essa. Per le meteore sporadiche non è possibile capire a quale progenitore appartengano (e se appartengono ad un progenitore). Nella tabella 1 è riportata una lista dei principali sciami meteorici. Ogni sciame prende il nome dal Radiante, ovvero dalla zona di cielo (e quindi dalla costellazione) dalla qualle le meteore sembrano originarsi (vedi gura 1a). In tabella 1 è riportato il nome dello sciame, il periodo di visibilità e la data del picco (ovvero del massimo numero di meteore visibili), le coordinate equatoriali del radiante (AR/DEC), la velocità, lo ZHR (vedi nota a fondo), il grado di luminosità e il corpo celeste (cometa) progenitore dello sciame. Il radiante è molto importante per sapere dove guardare per osservare le comete. Per questo motivo la conoscenza delle costellazioni è molto importante per una buona piani cazione ed esecuzione dell'osservazione visuale delle meteore. Il numero di meteore è sempre calcolato come Tasso Orario, ovvero il numero di meteore osservata all'ora.

3 1.2 Osservazione visuale delle Meteore 3 Nome Periodo di visibilità Data picco AR DEC Velocità km/s ZHR 1 Grado Progenitore Quadrantidi 1 gen-5 gen 3 gen 15: Forte 2003 EH1 Liridi 15 apr-28 apr 22 apr 18: Forte Thatcher η Aquaridi 19 apr-28 mag 6 mag 22: Forte Halley Arietidi 22 mag-2 lug 7 giu 02: Forte Icarus ζ Perseidi 20 mag-5 lug 9 giu 04: Radio Encke Perseidi 17 lug-24 ago 12 ago 03: Forte Swift-Tuttle α Aurigidi 25 ago-8 set 1 set 05: Medio? Orionidi 2 ott-7 nov 21 ott 06: Forte Halley Leonidi 14 nov-21 nov 17 nov 10: Irregolare Tempel-Tuttle Geminidi 7 dic-17 dic 14 dic 07: Forte Phaethon Ursidi 17 dic-26 dic 22 dic 14: Forte Tuttle Tab. 1: Lista dei principali sciami meteorici. 1.2 Osservazione visuale delle Meteore Osservare le meteore è un'attività piacevole se svolta accuratamente. L'abbigliamento adatto alla stagione è fondamentale e una posizione comoda (sdraiati è meglio) sono fondamentali. L'osservazione delle meteore può essere eettuata durante tutta la notte, ma il maggior numero di queste sarà visibile dopo la mezzanotte locale. L'avvistamento delle meteore aumenta durante le ore mattutine perchè è dopo la mezzanotte che l'osservatore si trova in direzione dell'orbita della Terra attorno al Sole (gura 2). Fig. 2: Moto della terra nello spazio durante la mattina e la sera. La Terra ruota attorno al sole alla velocità media di 30 km /s ( km /h); durante la sera (prima della mezzanotte) solo le meteore con una velocità maggiore di questa riescono ad entrare in collisione con l'atmosfera terrestre. Dopo la mezzanotte l'osservatore guarda in direzione dello sciame, il risultato è che sono visibili più meteore. Nota U.A.I. (Unione Astroli Italiani) Riportiamo una nota tratta dall'almanacco UAI IVa Edizione di Enrico Stomeo della Sezione Meteore U.A.I. dal titolo L'osservazione visuale delle Meteore: L'osservazione delle meteore ore una eccellente possibilità di conoscere il cielo e di imparare ad orientarsi con facilità. Non è richiesto alcun equipaggiamento particolare, ma molto entusiasmo e pazienza. Una qualsiasi serata dell'anno è adatta per questo tipo di occupazione, purchè non sia presente il chiarore lunare e sia registrabile almeno una magnitudine limite di quinta grandezza (Lm = 5) nel campo di osservazione. E' utile scegliersi un posto di sorveglianza il più aperto possibile, in modo da avere la maggior parte dell'orizzonte libero e soprattutto non contaminato da luci (in special modo quelle stradali al sodio o al mercurio). Occorre assumere possibilmente una posizione semi distesa, in modo da stare inclinati di un angolo superiore a 45 rispetto alla visuale dell'orizzonte, e comoda, tale da permettere una buona concentrazione.

4 4 1 Asteoroidi, meteore e meteoriti. L' osservatore registra con una metodologia standardizzata i tempi, le caratteristiche e, su una carta stellare, il percorso apparente delle singole meteore, così da assicurare la possibilità di confronto con altre osservazioni. Le osservazioni non vanno eettuate in gruppo, ma individualmente. Più osservatori potranno dividersi dierenti settori di cielo da sorvegliare, ma ciascun osservatore dovrà essere completamente indipendente e non inuenzato dagli altri, nè per quanto riguarda le stime di luminosità (delle meteore e anche della magnitudine limite), nè per il posizionamento delle tracce. Il tempo minimo di sorveglianza non dovrà essere, condizioni del tempo permettendo, inferiore ad un'ora. Scelto un centro di osservazione (da tenere sso per almeno un'ora di osservazione), casuale o in un punto in vicinanza (circa ) del radiante dello sciame principale della serata, si compie l'osservazione solamente nel campo visivo circostante che normalmente è di un centinaio di gradi di diametro. Il centro scelto va indicato nella mappa stellare. I dati osservativi saranno trascritti parte sulle mappe stellari (quelle in uso nella UAI sono in proiezione gnomonica) e parte nell'apposita scheda di rapporto osservativo. Nel caso di osservazioni su sciami principali molto attivi (tipo Perseidi o Geminidi), si potrà tralasciare il disegno delle loro tracce sulle mappe, rilevando soltanto i dati più signicativi, mentre sarà il caso di disegnare tutte le meteore non di sciame. [...] Parleremo in seguito di come trascrivere i dati osservativi e dell'uso delle mappe in proiezione gnomonica. Vediamo intanto alcune caratteristiche delle Meteore osservate Percorso apparente Registrare il percorso è semplice. Si può tenere un pezzo di spago tra due mani e puntarlo verso il cielo per segnare (approsimativamente) l'inizio e la ne del percorso di una meteora. La conoscenza delle costellazioni è fondamentale per riportare poi questo dato sulla mappa con una linea retta. Si può dire A metà tra γ e α Leonis o riferimenti simili. Una nota sulle mappe da usare. La traccia di una meteora può essere riportata con una linea retta solamente su mappe in proiezione gnomonica. Questa ragurazione serve proprio a questo scopo ed è possibile reperire maggiori informazioni in rete all'indirizzo: dove è possibile scaricare l'atlante in proiezione gnomonica (Gnomonic Atlas Brno ). In italiano è possibile trovare materiale presso la sezione Meteore dell'uai: meteore.uai.it La lunghezza in gradi del percorso apparente può essere stimata conoscendo le distanze tra le stelle delle costellazioni vicine alla zona di osservazione, ricavabili da una mappa stellare. Dalla traccia dei percorsi delle meteore sulle mappe è possibile risalire al radiante da cui si originano e quindi allo sciame che si sta osservando (gura 3). Se questo non coincide a nulla di conosciuto, è probabile che si sia scoperto un nuovo sciame meteorico Durata La durata di una meteora è l'intervallo tra quando questa appare nel cielo a quando scompare, viene sempre riportato in secondi. Per poter riportare il tempo è necessario disporre di un orologio radiocontrollato (o GPS) molto adabile Brillantezza e Magnitudine La determinazione della brillantezza di una meteora si basa sulla comparazione di questa con le stelle vicine. E' quindi molto importante, prima di osservare prendere condenza con le stelle vicine al radiante e valutare la loro luminosità. La luminosità di una stella è misurata tramite la magnitudine, distinta in apparente e assoluta. La magnitudine apparente misura la luminosità della stella percepita dall'osservatore; essa dipende dunque dalla luminosità reale della stella, dalla sua distanza dalla Terra e dalle alterazioni provocate dall'atmosfera terrestre (seeing). La magnitudine assoluta o intrinseca è la magnitudine apparente che la stella avrebbe se si trovasse alla distanza di 10 parsec (32.6 anni luce) dalla Terra, ed è strettamente correlata alla luminosità reale della stella. Entrambe le scale di magnitudine hanno un andamento logaritmico: una variazione di magnitudine di 1 unità equivale a una variazione di luminosità di 2.5 volte, il che signica che una stella di prima magnitudine (+1.00) è circa 2.5 volte più brillante di una di seconda magnitudine (+2.00) e, quindi, circa 100 volte più brillante di una di sesta magnitudine (+6.00), che è la magnitudine limite sino alla quale l'occhio umano riesce a distinguere gli oggetti celesti. In entrambe le scale, quanto più piccolo è il numero della magnitudine, tanto più luminosa risulta essere la stella e viceversa; di conseguenza, le stelle più brillanti arrivano ad avere dei valori di magnitudine negativi.

5 NOTES 5 Fig. 3: Determinazione del punto di origine di uno sciame meteorico. La dierenza di luminosità ( L) tra due stelle è calcolata sottraendo la magnitudine della stella più brillante (m b ) alla magnitudine della stella meno brillante (m f ) e utilizzando il risultato come esponente del numero 2.512; cioè: m = m f m b L = m. La magnitudine apparente (m) e assoluta (M) di ciascuna stella non coincidono quasi mai, a causa sia della sua luminosità eettiva sia della sua distanza dalla Terra; ad esempio Sirio, la stella più brillante del cielo notturno, ha una magnitudine apparente di =1.44 ma una magnitudine assoluta di +1.41, e possiede una luminosità circa 23 volte quella del Sole. La nostra stella ha una magnitudine apparente di =26.7, ma la sua magnitudine assoluta è di appena Le mappe stellari riportano la luminosità delle stelle in una scala di dimensioni, le più piccole sono le meno luminose (magnitudine alta) e le più grandi sono le più luminose (magnitudine bassa) Report delle osservazioni L'UAI mette a disposizione un modulo per raccogliere i dati delle osservazioni visuali di meteore ( meteore.uai.it ), questo è riportato in Appendice. Notes 1 In astronomia, il Tasso Orario Zenitale, identicato in italiano con la sigla TOZ e in inglese con ZHR, Zenithal Hourly Rate, di uno sciame meteorico è il numero di meteore che un osservatore sarebbe in grado di osservare in un'ora, sotto un cielo buio e terso (quindi con magnitudine limite 6.5), se il radiante dello sciame fosse allo zenit. Quando lo ZHR supera il valore 1000, si parla di tempesta meteorica. 2 Nel 1967

6 6 A Rapporto osservazione visuale A Rapporto osservazione visuale

7 7 La compilazione di questo rapporto comprende i seguenti campi: Data Indicare la doppia data, cioè i due giorni a cavallo della notte (es: 12/13 agosto) Osservatore Nome e indirizzo di chi osserva (ed eventuale indirizzo ). osservatore viene attribuito dalla Sezione. Il codice dello Località Nome del sito osservativo. Le coordinate geograche della località (longitudine, latitudine, altezza sul medio mare) sono facilmente reperibili nelle cartograe dell'igm o on-line. Tempi Vanno annotati l'inizio e la ne della seduta osservativa e gli intervalli di eventuali interruzioni. La durata dell'osservazione sarà il tempo di sorveglianza al netto delle interruzioni, mentre il tempo eettivo di osservazione, con cui si potrà computare la frequenza oraria, sarà invece al netto anche dei tempi morti, in base alla quantità di meteore registrate. Il tempo morto necessariamente si determina, dato che per ciascuna meteora l'osservatore perde un certo numero di secondi per disegnare e/o annotare i dati. Lm La magnitudine limite è denita come la magnitudine visuale della stella più debole visibile a occhio nudo nel campo di cielo che viene osservato (non allo zenit). E' un dato importantissimo per poter standardizzare le osservazioni, per cui la sua stima deve essere molto accurata e controllata nel tempo ad ogni sua variazione. Va valutata a partire dall'inizio della osservazione, poi almeno ogni mezz'ora circa e quindi al termine della sorveglianza. Può essere stimata (all'interno del campo sorvegliato) per confronto (a memoria) con la magnitudine di stelle note. Si potrà fare uso della seguente sequenza per valutare sia la luminosità limite, sia la luminosità più o meno brillante delle singole tracce meteoriche osservate: 27 Sole, 13 Luna Piena, 10 Luna al I quarto, 7 Luna di 3 gg di età, 4 Venere, 2 Giove, 1.5 Sirio, 0.0 Vega/ Arturo/ Capella, +1 Altair/ Spica/ Deneb, +2 Polare/ γ CYG, +3 Albireo/ γ UMI, +4 η CYG/ η PER, +5 η UMI/ ψ CYG/ λ AUR. Ostacoli Se il campo di cielo, che si sta osservando, viene oscurato ad esempio da nubi per alcuni minuti, dovrà esserne considerata la percentuale. Anche nel caso che il campo osservato sia per tutta la sorveglianza coperto da alberi o case si dovrà valutare la percentuale di oscuramento. Il valore F risulterà in tal caso il coeciente di correzione in caso di cielo oscurato. Descrizione Questa parte di scheda è quella da compilare direttamente durante la osservazione vera e propria, assieme alle stime saltuarie, di cui si è detto sopra, relative alla magnitudine limite e alla annotazione degli eventuali oscuramenti più o meno temporanei. Disegnata e numerata ogni singola traccia luminosa sulla mappa stellare usata, sulla scheda di rapporto osservativo si annota subito il numero (No) dato sulla mappa, l'orario (hh:mm) in TU e la luminosità (magn) della meteora, quest'ultima per confronto con stelle note. Tutti gli altri dati sul colore, sulla durata e velocità, ecc, non sono essenziali, però la loro determinazione può essere di utile informazione, così come qualsiasi altra notizia signicativa. Il colore può venire indicato con le sole due lettere iniziali della colorazione della meteora (tipo BI=bianco RO=rosso) o delle sue variazioni in sequenza (ad esempio: da BI a RO). La velocità angolare è una caratteristica molto importante da rilevare, anche se dicile da valutare. Chi osserva deve cercare con un procedimento mnemonico di calcolare quanti gradi la meteora ha percorso nel tempo di un secondo. Può venire indicata altrimenti la durata della apparizione relativamente alla lunghezza della traccia luminosa. E' accettabile una distinzione tra meteore veloci (VV-V), medie (M), lente (L-LL). Con scia viene indicato il tempo (in secondi) di persistenza della scia.