Sezione Comete
Da un punto di vista osservativo una cometa può essere scomposta in tre componenti: il nucleo la chioma, la coda.
IL NUCLEO
Il nucleo è all’origine di tutti i fenomeni cometari. Questi nuclei che rappresentano una componente minore del Sistema Solare e che non sono quasi mai osservabili direttamente, producono fenomeni caratterizzati da dimensioni tra le maggiori (le code cometarie) e le minori (particelle di polvere, molecole libere ed atomi) che si possano incontrare nel Sistema Solare.
Il nucleo è sostanzialmente una "palla di neve" contenente notevoli ma variabili da cometa a cometa, quantità di polveri. La "neve" non è ghiaccio d’acqua puro, ma una mescolanza di gas solidificati, causa le bassissime temperature dello spazio, che comprendono l’anidride carbonica, l’acido cianidrico e altre molecole contenenti anche atomi di carbonio e zolfo. Alcune di queste molecole si pensa siano mescolate o intrappolate nel ghiaccio d’acqua e nella polvere. Il diametro del nucleo è variabile da poche centinaia di metri a qualche chilometro: il nucleo della cometa di Halley per esempio è stato misurato con precisione dalla sonda Giotto, nel 1986, ed è risultato di una forma ad ellissoide di 15 x 8 x 8 chilometri, molto simile a quella di una patata. Anche il nucleo della cometa 19 P/Borrelly è stato recentemente misurato dalla sonda Deep Space One risultando avere un asse maggiore di 10 Km. Per contro sulla base di calcoli effettuati in base alla liberazione di gas e polveri dalla cometa Hale Bopp (la magnifica cometa visibile ad occhio nudo nella primavera 1997) sembra che questa fosse costituita da un nucleo enorme, intorno ai 40 Km. di diametro. In varie occasioni è stato possibile osservare la frammentazione del nucleo in una o più parti indice della scarsa coesione dei materiali che lo compongono: è stato il caso della cometa West nel 1976, quello della famosissima Shoemaker Levy 9 i cui frammenti, uno ad uno, precipitarono su Giove nel 1994 originando il più spettacolare show astronomico cui gli astronomi e gli astrofili abbiano potuto assistere in diretta; recentemente si è osservata la frammentazione del nucleo delle comete Linear C/1999S4, Linear C/2001A2 e 51 P/Harrington.
Durante il passaggio del nucleo della cometa nella regione interna del Sistema Solare, il calore del Sole provoca la sublimazione (passaggio diretto dallo stato solido a gas, senza passare dalla fase liquida) dei ghiacci. Questo comporta naturalmente la perdita di materiale da parte della cometa ad ogni periodico passaggio ravvicinato intorno al Sole. In realtà non è che il nucleo sia uniformemente interessato dalla sublimazione dei ghiacci: l’emisfero rivolto al Sole è in generale più attivo e abbiamo visto dalle immagini del nucleo della cometa Halley riprese dalla sonda Giotto che anche l’emisfero rivolto al Sole presenta fessurazioni attive da cui scaturiscono i gas che vanno a costituire la chioma e zone meno attive.
Il processo di sublimazione è all’origine delle forze non gravitazionali che perturbano il moto orbitale della cometa.
LA CHIOMA
Col termine chioma si indica l’alone di materiale, di forma grosso modo sferica, che circonda il nucleo. Questa tenue atmosfera cometaria è prodotta e mantenuta dai gas che si sprigionano dalle parti attive del nucleo e che trasportano con loro anche le polveri che man mano si liberano dalla morsa dei ghiacci. La chioma diventa via via più attiva all’approssimarsi al Sole. L’inizio di un’attività sostenuta si colloca intorno alle 3 Unità Astronomiche (1 U.A.= 149.600.000 Km.) dal Sole.
Le comete poco luminose solitamente presentano una chioma dall’aspetto uniforme , senza strutture. Le comete maggiormente attive mostrano spesso dei getti detti fontane, che si dipartono dalla condensazione centrale (la parte più interna e più brillante della chioma) che nasconde il nucleo. Nella chioma si possono osservare anche involucri concentrici alla condensazione centrale: spettacolari furono quelli osservati nella cometa Hale Bopp del 1997.
Col termine di testa si usa indicare l’insieme costituito da nucleo più chioma. Attorno alla chioma si trova spesso un tenue involucro di Idrogeno atomico gassoso che emette radiazione ultravioletta. Questo involucro di idrogeno può estendersi anche fino a 10 milioni di Km.
L’influenza del Sole su una cometa non consiste solo nel fornire il calore necessario a far sublimare i ghiacci del nucleo. La radiazione elettromagnetica proveniente dal Sole (alle lunghezze d’onda radio, infrarosse, del visibile, dell’ultravioletto, dei raggi X, ecc.) interagisce con il materiale emesso dal nucleo, caricandolo elettricamente, variandone l’energia interna, ed esercitando una forza che perturba il suo moto dopo che esso ha abbandonato la testa la testa della cometa. Il vento solare e i campi magnetici che esso trasporta, giocano un ruolo importante nel determinare la forma della coda cometaria.
LA CODA
La coda di una cometa possiede due componenti.
La coda di ioni è formata dalle molecole emesse dal nucleo e che sono state ionizzate (hanno perso uno o più elettroni, acquisendo così una carica positiva) dalle radiazioni ultraviolette ed X provenienti dal Sole. Il vento solare (un flusso di particelle elettricamente cariche – ioni ed elettroni – che si allontanano dal Sole con velocità di parecchie centinaia di Km. al secondo) trasporta campi magnetici che a loro volta possono trascinare verso l’esterno del Sistema Solare gli ioni presenti nella coda cometaria. La radiazione elettromagnetica solare eccita le molecole della cometa, che quindi emettono a loro volta radiazione a lunghezze d’onda caratteristiche. Spesso si osserva un distacco della coda di ioni dalla testa cometaria causato dall’interazione del campo magnetico trasportato dal vento solare e quello – debolissimo – della cometa, la situazione dura però poco perché nel giro di pochissime ore una nuova coda può rigenerarsi.
La coda di polveri è dovuta ad un processo diverso. Mentre il flusso di molecole prodotto dalla sublimazione dei ghiacci nucleari va a formare la chioma, esso trasporta con sé particelle di polvere del diametro di circa 1 micrometro e di composizione almeno in parte silicatica. La pressione della radiazione solare influenza il moto delle particelle di polvere nella stessa maniera in cui il vento agisce sulla vela di una barca. La polvere riceve una spinta in direzione opposta al Sole, mentre contemporaneamente tende a muoversi assieme al resto della cometa lungo l’orbita. Il risultato è che la coda di polvere ha una forma curva. La polvere viene spinta esternamente alla traiettoria orbitale della cometa, però rimanendo sempre nel suo piano orbitale. Quando l’osservatore si trova fuori del piano orbitale della cometa, la coda di polveri e quella di ioni appaiono ben separate, poiché la coda di ioni è soggetta fortemente al vento solare ad alta velocità, che si muove in direzione pressoché radiale al Sole. In talune circostanze durante l’attraversamento del piano orbitale della cometa da parte della Terra, un effetto di proiezione può permettere l’osservazione di una coda che sembra puntare in direzione del Sole: questo fenomeno – puramente di prospettiva – prende il nome di anticoda ed è riconducibile a quella parte della coda di polveri che, pur trovandosi nel piano dell’orbita cometaria, è situata molto più lontana dalla Terra del nucleo.
La coda di polveri è visibile solo per il fatto che il materiale che la compone riflette la luce solare.
Ultimo aggiornamento
04-07-2008
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