ASTRO-NEWS

08-01-1996 - La fine di una cometa girovaga: la Schwassmann-Wachmann 3

Alcuni mesi fa, la cometa periodica S/W 3 subì un cambiamento tanto drammatico quanto inaspettato che ne aumentò la luminosità di centinaia di volte. A tutt'oggi la causa di questo fatto interessante è sconosciuta, ma recenti osservazioni compiute con i due più grandi telescopi dell'European Southern Observatory, hanno mostrato chiaramente che il nucleo della "palla di neve sporca" si è frantumato recentemente in almeno quattro parti.

Si ritiene, pur con qualche riserva, che i due eventi siano strettamente collegati, e che il grande aumento nella produzione di gas e polveri sia dovuto all'esposizione di nuova materia dal nucleo cometario che è stata esposta per la prima volta allo spazio esterno.

Una cometa dalla storia difficile

La cometa Schwassmann-Wachmann 3 fu scoperta il 2 Maggio 1930 su una lastra fotografica ottenuta all'Osservatorio di Amburgo in Germania, da due astronomi ceh vi lavoravano: Arnold Schwassmann ed Arthur Arno Wachmann. Le successive osservazioni mostrarono che si muovevo lungo un'orbita ellittica con un periodo di rivoluzione di poco più di 5 anni. Furono compiuti grandi sforzi per osservare la cometa nei passaggi successivi ma si dovette aspettare quasi 50 anni ed nel corso dell'ottava rivoluzione, fu osservata su una lastra fotografica del Perth Observatory in Australia nell'Agosto 1979. Non fu osservata nel passaggio del 1984 ma fu rivista nel 1989 e più recentemente nel 1984. E così, dal 1930, è stato possibile osservare questa cometa solo per quattro volte. Ciò puo essere dovuto sia ad una svantaggiosa posizione nel cielo dell'oggetto durante il suo passaggio, come all'instabile comportamento che ne varia sensibilmente la luminosità.

E' chiamata per convenienza dagli astronomi professionisti "SW-3". Recenti calcoli dell'orbita hanno evidenziato che l'immissione in un'orbita a corto periodo è stata causata dall'interazione causata dall'enorme campo gravitazionale del pianeta Giove, durante un incontro relativamente vicino a questo gigante del sistema solare.
Ciò è accaduto per esempio nel 1882 e 1894 quando passo a 30 milioni di chilometri ed ancora nel 1965 quando passò a 40 milioni di chilometri, appartiene perciò al gruppo di comete della cosi' chiamata "famiglia di Giove".

Poco tempo fa, SW-3 fu scelta come obbiettivo di riserva della "missione Rosetta" dell'European Space Agency ( ESA ) perchè l'orbita ellittica di quest'oggetto poteva essere raggiunta con un dispendio di carburante relativamente piccolo ( la scelta del primo obbiettivo cadde sulla cometa Wirtanen ). Ciò avrebbe permesso di diminuire il peso del propellente, a vantaggio di ulteriori strumenti scientifici, in una missione straordinaria per lo studio a lungo termine di un nucleo cometario compiuto da un una sonda in orbita circumcometaria ( Rosetta sarà lanciata all'inizio del prossimo secolo e trasporterà due moduli di atterraggio che scenderanno sulla superficie del nucleo ).

La drammatica esplosione di SW-3

Per poterne studiare le potenzialità come obbiettivo della sonda Rosetta, H. Boehnhardt astronomo all' "Institute of the Ludwig Maximilian University" di Monaco ed H.U. Kaufl dell'ESO, hanno compiuto all'inizio del 1995 una serie di osservazioni utilizzando simultaneamente i due telescopi NTT di 3,5 e 3,6 metri a La Silla in Cile.
Nel Maggio dello stesso anno, il comitato dell'ESO che assegna i tempi di utilizzazione dei telescopi OPC ( Observing Programmes Committee ) ha destinato alcune notti di metà Dicembre all'osservazione, medianti gli strumenti TIMMI ( Thermal Infrared Multi Mode Instrument , lo strumento per l'acquisizione di immagini e spettri nell'infrarosso) ed EMMI ( Eso Multi Mode Instrument per l'acquisizione di immagini e spettri ), non molto tempo dopo il passaggio al perielio ( il punto dell'orbita più vicino al Sole ) previsto per il 22 Settembre, quando avrebbe raggiunto la distanza dal Sole di 140 milioni di chilometri.

Mentre SW-3 si muoveva avvicinandosi al Sole, dopo le osservazioni compiute nel Dicembre 1994, K.Birkle ed H.Boehnhardt ottennero mensilmente una serie di immagini con il telescopio al Calar Alto Observatory in Spagna, che mostravano un normale sviluppo della luminosità, della chioma e della coda della cometa. Il 20 Agosto, l'oggetto di 13esima magnitudine, fu osservato da un astrofilo giapponese. Una luminosità circa 700 volte più debole di quella osservabile ad occhio nudo, ma normale per una cometa a quella distanza dal Sole.

L'8-12 Settembre, J. Crovisier e colleghi del Paris Observatory ( Meudon ), utilizzarono il grande radiotelescopio Nancay per determinare le quantità di molecole dell'ossidrile OH intorno a SW-3. Con grande sorpresa scoprirono che erano molte più di quanto previsto. Le accurate misurazioni dimostrarono senza ombra di dubbio che SW-3 emetteva enormi quantità di acqua ( H2O ), la molecola "parente" dalla quale l'ossidrile OH è prodotto per dissociazione.

Successive osservazioni visuali compiute da astrofili di tutto il mondo hanno confermato che era in corso una drammatica esplosione; il 17 Settembre la cometa raggiunse l'ottava magnitudine, divenne cioè 100 volte più brillante di quanto previsto. L'intensità luminosa aumentò fino a metà Ottobre, quando raggiunse la magnitudo sei, 1000 volte più luminosa delle previsione e fu visibile in principio ad occhio nudo nei cieli più favorevoli. Come poche altre cometa conosciuta, aveva avuto un inatteso quanto enorme aumento della luminosità.
In quel periodo SW-3 aveva appena passato il perielio ed allontanandosi "attraversava" l'orbita terrestre ad una distanza di 200 milioni di chilometri dalla Terra.

Le osservazioni all'ESO

E' perciò con una certa trepidazione che gli astronomi si diressero verso i rispettivi telescopi dell'ESO il 12-14 Dicembre per osservare SW-3. Sebbene la cometa in quel tempo fosse cinque volte meno luminosa rispetto al suo massimo, speravano ugualmente di cogliere qualche particolare che scoprisse la verità su un comportamento così particolare.

E così fu, grazie alle qualità ottiche degli strumenti EMMI e TIMMI,fu subito chiaro che il nucleo di SW-3 era esploso. Dalle immagini CCD dell'EMMI, erano visibili tre condensazioni luminose, ben allineate tra altre due più esterne ad una distanza angolare di 4,1 secondi d'arco. Al momento dell'osservazione SW-3 si trovava ad una distanza di 258 milioni di chilometri dalla Terra, 4,1 arcsec corrispondono quindi ad una distanza di 5.100 chilometri. In più sull'esposizione del TIMMI, ottenuta nel lontano infrarosso ( 10 micron ) era visibile anche un'altra condensazione.
Queste condensazioni sono piccole nubi di gas e polveri emanate dai pezzi separati del nucleo. Attente osservazioni delle posizioni reciproche, compiute in diverse notti, mostrano chiaramente che si stanno allontanando le une dalle altre.
Fortunatamente un'altra immagine di SW-3 è stata presa ai primi di Dicembre dall'astronomo J. Storm dell'ESO al telescopio danese di 1,5 metri. A causa delle condizioni atmosferiche non ottimali, il contrasto dell'immagine è meno buono, ma è ben visibile la condensazione centrale estremamente allungata. L'estensione è circa la metà di quella osservata dieci giorni più tardi.

Questo indica che la cometa si è spezzata circa a metà Novembre, o almeno il moto di allontanamento delle singole condensazioni non può essere di molto antecedente a quel periodo. Ciò spiegherebbe anche perchè non è stato osservato in precedenza. Quindi la separazione iniziò circa un mese dopo il momento di massima luminosità, e quasi due mesi dopo il passaggio al perielio.

Rimane l'aspetto poco chiaro che è correlato ai processi che portano a queste drammatiche esplosioni. Ulteriori osservazioni aiuteranno a definire questi processi distruttivi, ma una spiegazione semplice potrebbe essere quella che le fenditure e le crepe aperte sulla superficie irregolare del nucleo ghiacciato si siano dilatate prima del perielio, quando la temperature ha cominciato ad innalzarsi. Materiali cometari "freschi"sono stati quindi esposti alla luce solare ed il tasso di evaporazione è rapidamente aumentato, rilasciando quantità maggiori di polveri e gas nello spazio. Nel corso di questo processo, le spaccature si sono ampliate gradualmente fino alla definitiva rottura avvenuta poco dopo.

Comete in pezzi

Nella storia, sono state osservate circa 30 comete dividersi e questo processo quasi sempre è stato accompagnato da un significativo aumento della luminosità. Per esempio, il nucleo della cometa Shoemaker-Levy 9, si frantumò in almeno 21 parti quando passo molto vicino a Giove l'8 Luglio 1992, per questa ragione divento luminosa e fu rilevata otto mesi dopo. Nel caso di SW-3, l'apertura delle fenditure e la successiva rottura ha avuto luogo lontano da ogni pianeta e pertanto deve essere stata causata in qualche modo dal calore solare. Nondimeno, non è ancora ben chiaro quali processi fisico-chimici siano coinvolti.

Sarà interessante continuare le osservazioni dei singoli frammenti il più a lungo possibile. Da un'analisi precisa delle posizioni, si potranno estrapolare le condizioni iniziali e determinare il susseguirsi in scala temporale dei vari processi chimici e delle forze in gioco.

SW-3: ancora un obbiettivo possibile per Rosetta ?

La rottura di un oggetto del sistema solare è un evento drammatico ed estremamente raro. Siamo testimoni dell'invecchiamento di una cometa, il preludio alla sua morte. Precedenti misurazioni indicano un diametro del nucleo cometario inferiore a 3 chilometri, ma considerato che non abbiamo misure del diametro dei frammenti rimasti ( che potrà essere dedotto verificando per quanto tempo rimarranno attive ), e neppure il numero ( ne vediamo solo i frammenti più grandi ), non è ancora possibile determinare quanto tempo il nucleo principale rimarrà tale.

A prima vista, sembrerebbe che SW-3 andrebbe rimossa dalla lista di possibili obbiettivi della missione Rosetta, non possiamo certo rischiare che la sonda arrivi su un oggetto che nel frattempo si è dissolto ! D'altra parte, la rottura ha fatto emergere notevoli quantità di materia che non è stata modificata ma è rimasta tale e quale dal momento della formazione del sistema solare, circa 4,5 miliardi di anni fa. La possibilità di accedere direttamente a campioni di materia dal quale si è formato il sistema solare, ne fa un obbiettivo sicuramente più interessante.

Immagine della cometa in bianco e nero , a colori e loro descrizione .

Immagine della chioma in falsi colori , e descrizione

Fonte: Eso press

Torna all'indice delle ASTRO-NEWS.


Vai alla HomePage di Astronomia.


08/01/96 by MF