Aggiornamento sull'evento di Čeljabinsk (15 Feb 2013)

Nuove informazioni sull'evento di Čeljabinsk del 15 febbraio scorso di cui abbiamo già parlato nel post del 20 e 27 febbraio.

Il 23 febbraio 2013, il gruppo dell'Osservatorio Astronomico di Ondrejov (Repubblica Ceca) ha diramato un telegramma elettronico (CBET #3423 dell'International Astronomical Union) dove riportano un calcolo dell'orbita sulla base delle osservazioni video. Secondo la loro ricostruzione, la velocità del piccolo asteroide era di 17.5 km/s e la frammentazione esplosiva principale è avvenuta a una quota di circa 32 km. Non forniscono una stima dell'energia rilasciata, né delle dimensioni del corpo cosmico. Le coordinate dell'esplosione sono: latitudine 54°.836 N, longitudine 61°.455 E.

Il primo marzo, Don Yeomans & Paul Chodas (NASA JPL) hanno rilasciato un comunicato che si basa sui dati di Peter Brown, William Cooke, Paul Chodas, Steve Chesley, Ron Baalke, Richard Binzel. Secondo i loro calcoli, l'esplosione sarebbe avvenuta a latitudine 54°.8 N e longitudine 61°.1 E (che dista 23 km dal punto proposto dai ricercatori cechi) e a un'altitudine di 23 km (9 km più in basso rispetto ai calcoli del gruppo di Ondrejov). La velocità era di 18.6 km/s e ha rilasciato un'energia complessiva di 440 kton, di cui 90 kton sotto forma di radiazione luminosa. L'energia radiante è stata misurata da non meglio specificati "US Government sensors", che sono molto probabilmente i satelliti militari per il controllo delle armi nucleari, e già più volte in passato hanno fornito informazioni fondamentali su questi eventi (es. il superbolide delle Isole Marshall del 1 febbraio 1994). Con la opportuna conversione da energia radiante a energia totale, il valore di 440 kton è in accordo con quanto misurato dai sensori infrasonici.

NASA JPL annuncia anche di avere realizzato un nuovo sito web dedicato a eventi di questo genere: Fireball and Bolide Reports e il superbolide di Čeljabinsk è il primo e, per ora, unico evento della lista.

Tra queste ipotesi di calcolo e quelle nei post precedenti (20 e 27 febbraio) ci sono alcune differenze, che sono meno significative di quanto possano sembrare, visti i dati a disposizione. Alla fine, i risultati sembrano comunque convergere verso un piccolo asteroide di 15-20 m di diametro e massa intorno alle 10 mila tonnellate. 

Nota aggiunta il 4 marzo, ore 9:02: Aggiungo una precisazione. Qualche giorno dopo l'evento, un tale Alex Wellerstein - entusiasta della storia delle armi nucleari - ha scritto nel suo blog Restricted Data: The Nuclear Secrecy Blog un certo disappunto per il fatto che si usi il ton e i suoi multipli (kiloton, megaton) per esprimere l'ammontare di energia liberata in atmosfera dalle frammentazioni esplosive e che si faccia poi una comparazione con quella delle bombe atomiche. Lo stesso vale anche quando si usa il ton per l'energia degli tsunami, terremoti, e altre catastrofi naturali. Il motivo del disappunto sarebbe che un ton nucleare sarebbe più energetico di un ton convenzionale... La nota è stata poi ripresa anche dal giornale The Atlantic. 

E pensare che ci sono voluti secoli prima di arrivare nel 1847 al principio di conservazione dell'energia con von Helmoltz e ora ce lo ritroviamo buttato nel cestino... Ecco... no, proprio no, decisamente no. Ci sono relazioni ben precise che regolano la conversione di energia in una unità fisica in un'altra basate proprio su tale principio. L'energia liberata dall'esplosione di una tonnellata di esplosivo convenzionale (1 ton TNT) equivale a 4.184 miliardi di Joule. 1 Joule equivale a 10 milioni di erg o 0.24 calorie o a diverse altre unità di misura. Questo indipendentemente dalla natura dell'energia. Non è che un Joule di origine termica o chimica vale di meno di un Joule di origine nucleare. 1 Joule è sempre 1 Joule. Peraltro, è buffo notare che Wellerstein difende il ton per uso nucleare, quando questa unità di misura esprime l'energia in termini di esplosivo convenzionale (tonnellate di TNT, trinitrotoluene o tritolo), per cui, seguendo il ragionamento di Wellerstein, sarebbe proprio il ton che non dovrebbe essere usato per le esplosioni nucleari. Ma, fortunatamente, per la fisica, il principio di conservazione dell'energia vale ancora per cui è possibile avere relazioni numeriche che permettono di convertire una certa unità fisica per la misura dell'energia in un'altra. E 1 ton di origine nucleare è lo stesso di un ton rilasciato nell'esplosione in atmosfera di un asteroide.

Tunguska99 vista dal basso...

Ringrazio Angelo per le belle parole che ha scritto nel suo post di sabato scorso a proposito del centenario dell'evento Tunguska. Prendo al volo l'occasione per scrivere qualche ricordo personale della mia collaborazione con la spedizione scientifica Tunguska99 e dei miei lavori su Tunguska.

Nel 1998 mi stavo occupando dell'impatto in atmosfera di piccoli asteroidi (per esempio, il bolide di Lugo del 19 gennaio 1993 - articolo in inglese e in italiano, grazie alla cortesia di Lucio Furlanetto) e Tunguska era ovviamente un passo obbligato. Mi ero accorto che i modelli del tempo consideravano che il corpo cosmico (asteroide o cometa) entrasse in atmosfera a velocità supersoniche, mentre i valori del numero di Mach indicavano un regime ipersonico. Le equazioni per il flusso ipersonico sono leggermente differenti da quelle supersoniche. Applicai le equazioni corrette al caso Tunguska e ne uscì una soluzione ragionevole, che pubblicai in un articolo (inglese e in italiano), che fu accettato a fine 1998 e uscì all'inizio del 1999.

A quei tempi, Paolo Farinella mi era di grande aiuto e consiglio (facevo vedere i miei articoli a lui prima di inviarli alla rivista) e mi suggerì di contattare Giuseppe Longo, che stava organizzando la spedizione Tunguska99. Fu così, che mi unii alla spedizione con compiti di supporto logistico a Bologna, relazioni col pubblico e collaborazione scientifica. Era troppo tardi per partecipare come membro della spedizione, ma non c'era problema per me, dato che non ho certo lo spirito di Indiana Jones (per quanto mi piacciano molto i suoi film) e sono piuttosto "pantofolaio"...

Come supporto logistico in Bologna, fungevo da "ponte" tra gli esploratori nella taigà e i loro famigliari: ogni giorno, ci sentivamo via telefono satellitare e io ritrasmettevo informazioni e messaggi ai famigliari o trasmettevo ai membri della spedizione i messaggi dei loro cari. Ricevevo anche informazioni e fotografie, che usavo per preparare i comunicati stampa.

Molto divertente fu la parte di relazione con il pubblico, che mi diede una notorietà inattesa e fu da volano per i miei successivi lavori sull'argomento e sul libro che pubblicai, con Albino Carbognani, a fine del 1999. Non sempre erano rose e fiori: di tanto in tanto, mi arrivavano email insultanti di gente che non voleva ricevere i comunicati (sarebbe bastato un semplice "no, grazie") oppure c'erano quelli che volevano convincermi a tutti i costi a dare un supporto di qualche genere alle loro teorie "esotiche". In questi casi, facevo di tutto per impormi cortesia e cordialità... D'altro canto, le relazioni con il pubblico mi diedero l'opportunità di interagire con personaggi del calibro di Freeman Dyson e Arthur C. Clarke, che erano molto interessati alla spedizione.

Un resoconto più ampio e dettagliato di Tunguska99 è stato pubblicato da Nanni Riccobono (che, a dispetto del nome maschile, è una donna, nota giornalista scientifica) in un libro uscito l'anno successivo. Per ringraziarmi della consulenza scientifica, la Nanni mi fece protagonista del un racconto che conclude il volume. Infatti, il libro è strutturato in 3 parti: la prima parte è un racconto ambientato ai giorni nostri e che narra cosa succederebbe se ci fosse un evento Tunguska a Roma, con Paolo Farinella come protagonista; la seconda parte, la parte centrale del volume e più corposa, narra le vicissitudini (reali) della spedizione Tunguska99; infine, la terza parte, è ancora un racconto, ma stavolta ambientato in un futuro dove l'umanità ha imparato a difendersi da eventi di questo genere e qui, come dicevo, sono stato messo come protagonista. Basta, non vi dico altro, se non: leggete il libro!

Negli anni successivi, mentre iniziavano le fasi di analisi dei campioni di materiali raccolti nel lago Cheko che avrebbero poi portato alla scoperta di un cratere da impatto, cercai di migliorare la teoria della frammentazione esplosiva in atmosfera. Nel marzo 1999, ero stato ospite di Zdenek Ceplecha, all'Osservatorio Astronomico di Ondrejov (Repubblica Ceca). Durante le piacevoli discussioni di quei giorni, Ceplecha aveva attirato la mia attenzione sul fatto che, dai dati osservativi, risulta che i piccoli asteroidi si frammentano a pressioni dinamiche circa un ordine di grandezza più piccole della resistenza meccanica del corpo cosmico. La maggioranza degli autori aveva deciso di mantenere invariate le equazioni del moto in atmosfera e di considerare che ci fossero delle particolarità nella struttura e composizione degli asteroidi. Io stesso, in occasione dell'articolo sul bolide di Lugo e poi anche per Tunguska, avevo suggerito che certi asteroidi potessero avere delle "caverne" interne, così grandi da non essere compattate nelle fasi iniziali del tragitto in atmosfera e che, una volta divelte dalla pressione dinamica, lasciassero delle cavità aperte che facevano una specie di "effetto paracadute" che rallentava improvvisamente l'asteroide, facendolo letteralmente esplodere (vorrei sottolineare che il bel disegno fu fatto da Roberto Baldini). Altri autori, invece, speculavano che gli asteroidi non fossero strutture coese, ma degli ammassi di sassi e quindi privi di una reale resistenza meccanica.

Eppure, c'era qualcosa che non mi convinceva in queste ipotesi: per quanto ragionevoli, si possono applicare a casi particolari, ma per fare una teoria generale della frammentazione in atmosfera occorreva sganciarsi dalle particolarità dei singoli oggetti. Dopo diversi tentativi, riuscii finalmente a elaborare una teoria adeguata, che pubblicai nel 2001. In questo caso, ancora una volta, lo studio del regime ipersonico mi diede la direzione giusta: infatti, in regime supersonico, la turbolenza viene soppressa, mentre in regime ipersonico, viene amplificata e questa amplificazione è proprio dell'ordine di grandezza giusto per spiegare la differenza notata tra la pressione dinamica e la resistenza meccanica del corpo cosmico.

Parallelamente, con Farinella (che poi scomparve prematuramente nel 2000), Longo e alcuni colleghi planetologi dell'Osservatori di Nizza e Poznan, decidemmo di effettuare uno studio completo della dinamica interplanetaria e atmosferica del corpo cosmico Tunguska: analizzando tutte le orbite possibili, arrivammo alla conclusione che c'era un 83% di probabilità di origine asteroidale (vedi articolo, che ebbe anche la copertina della rivista Astronomy & Astrophysics).

La teoria del 2001, che a tutt'oggi ritengo valida, contiene poi anche gli elementi necessari per prendere in considerazione che per Tunguska si sia staccato uno o più frammenti, che hanno poi formato il cratere Cheko e altri ancora da scoprire, e qualche aggiornamento in questa direzione è stato già fatto (si veda sul sito Tunguska99).

E siamo tornati a oggi, al 2008. Che succederà dopo? Se riusciranno a trovare i fondi necessari, Longo, Gasperini, Bonatti e tanti altri torneranno al lago Cheko per trivellare il fondo e cercare i resti del frammento del corpo cosmico di Tunguska e porre così la definitiva parola fine a questa entusiasmante e interessantissima impresa scientifica a cui ho avuto la fortuna e l'onore di partecipare e collaborare. Per quanto mi riguarda, vedo che sono stato fin troppo prolisso, per cui chiudo qui, sperando di non avervi annoiato troppo.

2007 WD5: crollano le probabilità di impatto!

Da quando si era diffusa la notizia che l'asteroide denominato 2007 WD5 era in probabile rotta di collisione con Marte, numerosi osservatori hanno seguito il piccolo oggetto (vedi post precedente: http://antaresnotizie.blogspot.com/2008/01/impatto-su-marte.html).

E' stato così possibile affinare i parametri orbitali. Con le più recenti osservazioni (vedere a tal proposito il sito NASA http://neo.jpl.nasa.gov/news/news156.html) la probabilità di impatto è crollata decisamente: appena 1 probabilità su 10.000.

Molto probabilmente, alle ore 12e00 (Tempo Universale) del 30 gennaio, l'asteroide dovrebbe passare a circa 26.000 km dal centro di Marte (pari a 7 diametri marziani, che ricordiamo essere circa 3.400 km) e con una probabilità quasi totale (99,7%) non dovrebbe passare a meno di 4.000 km dalla sua superficie.

Impatto su Marte?

Il 20 novembre 2007 l'italiano Andrea Boattini, del Catalina Sky Survey, scopriva l'asteroide 2007 WD5. Questo piccolo oggetto di circa 50 metri di diametro, che il primo di novembre era transitato a 7,5 milioni di km dalla Terra, potrebbe schiantarsi su Marte il prossimo 30 gennaio. Dal calcolo della sua orbita provvisoria, l'impatto aveva inizialmente 1 probabilità su 75 (1,3%) di avvenire alle ore 10e55 (Tempo Universale). Il 28 dicembre gli scienziati del Jet Propulsion Laboratory annunciarono la scoperta dell'oggetto in immagini ricavate alcuni giorni prima della scoperta. Una definizione più precisa dell'orbita dell'asteroide fece salire la probabilità di impatto a 1 su 25 (4%). Il 2 gennaio, quindi 4 giorni fa, gli astronomi hanno ricalcolato i parametri orbitali facendo scendere leggermente la probabilità a 1 su 28 (3,6%).

In altre parole, con i dati a tutt'oggi disponibili, l'asteroide dovrebbe transitare a 50.000 km dalla superficie marziana, ma la regione di incertezza è di 200.000 km per cui l'impatto non è affatto da escludere. Nel caso l'impatto ci fosse, siccome l'asteroide si muove ad una velocità relativa di 13,5 km/s (poco meno di 50.000 km/h), verrebbe liberata un'energia di circa 3 milioni di tonnellate di tritolo e si potrebbe formare un cratere del diametro di poco meno di 1 km. L'impatto dovrebbe interessare una fascia di territorio larga circa 800 km che attraversa l'equatore marziano (vedi immagine sotto).

Attenti al sasso!

A partire dagli anni ottanta, dopo che Luis Alvarez suggerì che l'estinzione dei dinosauri, accaduta circa 65 milioni di anni fa, potesse essere stata causata dalle conseguenze catastrofiche dell'impatto di un asteroide con la Terra, si sono succeduti rapidamente e moltiplicati a dismisura i lavori per cercare di comprendere meglio la dinamica della catastrofe. E' stato trovato anche il cratere dell'impatto, a Chicxulub, nella penisola dello Yucatan, ma rimaneva sconosciuta l'origine dell'asteroide causa del disastro. Si sapeva genericamente che doveva provenire dalla fascia degli asteroidi, tra Marte e Giove, ma nulla di più.

A colmare questa lacuna, arriva oggi un lavoro di William Bottke, David Vokrouhlicky e David Nervorny, pubblicato sulla nota rivista Nature questa settimana. I ricercatori hanno notato che, per quanto si pensi che il tasso di craterizzazione della Luna e della Terra sia rimasto pressoché costante negli ultimi 3 miliardi di anni, ci sono diverse indicazioni di un incremento medio negli ultimi 100 milioni di anni di un fattore 2 nel flusso di corpi chilometrici verso la Terra.

Secondo Bottke e i suoi colleghi, la causa di ciò è da ricercare nella distruzione accaduta circa 160 milioni di anni fa dell'asteroide Baptistina, il quale doveva essere originariamente di dimensioni intorno ai 170 km. I frammenti furono poi convogliati lentamente, da vari processi dinamici, lungo orbite che hanno portato alcuni di questi a collidere con la Terra e con la Luna. In particolare, ci sono elevate probabilità (oltre il 90%) che uno di questi frammenti sia l'asteroide che ha poi causato l'estinzione di massa dei dinosauri nel periodo Cretaceo/Terziario.

(W. F. Bottke, D. Vokrouhlicky, D. Nervorny: "An asteroid breakup 160 Myr ago as the most probable source of the K/T impactor", Nature, vol. 449, p. 48)