LE COMETE e LA VITA

L'Unione Astronomica Internazionale (UAI) ha stabilito nuovi criteri per la classificazione delle comete, validi a partire dal 1995. In sostanza le comete periodiche note premettono un numero che indica l'ordine con cui è stata determinata la periodicità e la lettera P (abbiamo così IP/Halley,con cui si indica la nota cometa di Halley); per le altre invece si ha la seguente designazione:

Per ciò che riguarda le comete appena scoperte, esse portano il prefisso di cui sopra (X), l'anno, una lettera e un numero, dove la lettera indica la quindicina della scoperta, il numero è successivo per ogni scoperta (quindi la lettera A va dall'1 al 15 Gennaio, B dal 16 al 31 Gennaio…fino ad Y che va dal 16 al 31 Dicembre). In questo modo la cometa C/1995 O1 (la Hale-Bopp) è stata la prima cometa scoperta nella seconda metà di Luglio 1995, mentre la C/1996 B2 (la Hyakutake) è stata la seconda cometa scoperta nella seconda metà di Gennaio 1996. In passato, fino al 1994, le comete avevano una denominazione provvisoria ed una definitiva. Innanzitutto, per quanto riguarda la denominazione provvisoria, portavano il nome dello scopritore, o degli scopritori, poi seguiva l’anno con una lettera minuscola che indicava la sequenza delle comete scoperte nell’anno; per la definitiva invece si indicava l'anno ed un numero romano che indicava la sequenza dei passaggi al perielio nell'anno.

September 1995 THE DISCOVERY OF COMET HALE-BOPP

Alan Hale
September 1995

I am a native New Mexican who has lived here most of my life, with the exception of four years in Maryland during the late 1970s and six years in California during the early and mid 1980s (including 2 1/2 years during which I worked at JPL in Pasadena). I am a professional astronomer who primarily specializes in the study of sunlike stars and the search for other planetary systems, although I have side interests in the fields of comets and near-Earth asteroids, and in the development of spaceflight. In addition, I have been an active amateur astronomer most of my life, concentrating primarily on the observation of comets, and have observed over 200 of these since I began doing so in 1970. I presently am head of an independent research and education organization, the Southwest Institute for Space Research, based in Cloudcroft, NM. Tom Bopp lives in Glendale, Arizona, just outside of Phoenix. He presently works as a shift supervisor in the parts department of a construction materials company in Phoenix. He is an active amateur astronomer and has been an enthusiastic observer of deep-sky objects for over 25 years, both in Arizona and in his native Ohio.

Our discovery stories are remarkably similar to each other, and to top it off, our discoveries were almost simultaneous; they were certainly within a few minutes of each other. In the below stories I am using local time, but please note that, while both New Mexico and Arizona are in the Mountain time zone, New Mexico "springs forward" to daylight savings time, and Arizona doesn't. During my normal study of comets it is my practice to observe comets once a week, on the average, and measure their brightnesses. On the night of July 22-23 -- the first clear night here in a week and a half -- I had planned to observe two comets. I finished with the first one -- Periodic Comet Clark -- shortly before midnight, and had about an hour and a half to wait before the second one -- Periodic Comet d'Arrest -- rose high enough in the east to get a good look at. I decided to pass the time by observing some deep-sky objects in Sagittarius, and when I turned my telescope (a Meade DS-16) to M70, I immediately noticed a fuzzy object in the field that hadn't been there when I had looked at M70 two weeks earlier. After verifying that I was indeed looking at M70, and not one of the many other globular clusters in that part of the sky, I checked the various deep-sky catalogues, then ran the comet-identification program at the IAU Central Bureau's computer in Cambridge, Massachusetts. I sent an email to Brian Marsden and Dan Green at the Central Bureau at that time informing them of a possible comet; later, when I had verified that the object had moved against the background stars, I sent them an additional email. I continued to follow the comet for a total of about 3 hours, until it set behind trees in the southwest, and then was able to email a detailed report, complete with two positions. That same night Tom Bopp had traveled to Vekol Ranch, a desert dark-sky site near Stanfield, Arizona -- about 90 miles south of Phoenix -- along with several of his friends, a group which included Jim Stevens, Kevin Gill, Bernie Sanden, and a couple of others. They had planned to spend the night observing various deep-sky objects, and after awhile they were looking at some of the globular clusters in Sagittarius with -- among other instruments -- Stevens' home-built 17 1/2 inch Dobsonian reflector. Right around 11:00 PM they were looking at M70, and while Stevens was examining his star atlas to locate their next target, Bopp was watching through the eyepiece while the Earth's rotation carried M70 out of the field. At that time he noticed a fainter, fuzzy object coming into the field. [The comet was located 15 arcminutes east-northeast of M70 that night.] Bopp and his friends followed the object for the next hour, and after seeing it move relative to the background stars, concluded that they had a comet. Bopp then drove back to his home in Glendale, and sent a telegram to the Central Bureau informing them of his find. IAU Circular 6187, announcing our discoveries, was issued about 12 hours later, and the rest is history...

NOTE: (05.04.2004)- Hale-Bopp keeps its cool despite hot little secret COMETS contain antifreeze. It might sound unlikely but Hale-Bopp, which shone spectacularly in our skies in 1997, is about 0.25 per cent ethylene glycol, according to Jacques Crovisier of the Paris Observatory. It is the most complex organic molecule ever identified in a comet. Crovisier and his team analysed millimetre-wavelength radiation from Hale-Bopp and compared it with new laboratory data on the spectra of several complex molecules (Astronomy and Astrophysics Letters, in press). They saw a clear match with ethylene glycol, a common component of antifreeze. It is the third most abundant organic molecule in Hale-Bopp after methanol and formaldehyde, though that's still too little to melt the comet's icy core, even at its closest approach to the Sun. The discovery supports the theory that comets delivered organic molecules to Earth, helping life get started. And although the team failed to find traces of even more complex molecules, such as the amino acid glycine, Crovisier thinks that their more intricate spectra are just lost in the noise. We will know more with Rosetta, the European Space Agency's mission to visit a comet, which was launched last month.

Le comete (dal greco kometes=chiomato) sono oggetti del sistema solare che presentano una struttura costituita da: una parte centrale detta nucleo, un alone luminescente attorno ad esso (chioma) e, quando la distanza dal Sole diviene sufficientemente piccola, dalla testa (l'insieme del nucleo e della chioma) comincia a svilupparsi la coda, che conferisce alla cometa il caratteristico aspetto. La condensazione centrale della chioma è la parte più brillante della cometa ed è costituita dalla zona più interna e densa della chioma che circonda il nucleo vero e proprio il quale, a causa delle piccole dimensioni (2-4 Km di diametro medio), non è osservabile neppure con grandi strumenti. La chioma nel suo insieme è la parte più luminosa della cometa e generalmente si presenta di forma sferica o allungata. La coda, che può raggiungere dimensioni enormi (quella della Halley giunse a misurare 3 milioni di Km), rappresenta la parte più spettacolare ma di solito anche quella più difficile da osservare data la bassa luminosità superficiale. L'aspetto della coda varia notevolmente a seconda della composizione chimica, della distanza dal Sole e della prospettiva sotto cui è vista la cometa. Nelle grandi comete, come la Hale-Bopp, è possibile distinguere 2 componenti della coda: una pressochè rettilinea, composta di gas ionizzati (tipo I) come aveva la Hyakutake, e una diffusa, più o meno aperta e leggermente incurvata composta di polveri (tipo II). La forma e la struttura della coda sono determinate dalle traiettorie di tutte le singole molecole o particelle di polvere sotto l'effetto della forza gravitazionale del Sole, della forza repulsiva della radiazione solare e della velocità iniziale di espulsione dal nucleo. La forza repulsiva agisce maggiormente sulle molecole, che hanno dimensioni dell'ordine del milionesimo di mm, che non sulle particelle solide costituenti la polvere, che hanno dimensioni di millesimi o decimillesimi di mm: ecco perché si distinguono 2 specie di code: quella di gas e quella di polvere.

Oggi sappiamo che la periferia esterna del nostro sistema solare è popolata da numerosissimi corpi di dimensioni asteroidali, ma la conferma di ciò, che in origine era solo un'ipotesi teorica (avanzata negli anni ’50 dagli astronomi Edgeworth e Kuiper), è arrivata solo recentemente. I due astronomi fecero notare che vi erano diversi argomenti a favore dell'esistenza di una, fino ad allora sconosciuta, fascia transnettuniana di piccoli corpi di tipo cometario, un pò come una seconda fascia degli asteroidi, di cui Plutone sarebbe stato solo il più grande e il più luminoso. Tra le importanti ipotesi che qui ci interessano, avanzate da Edgeworth e Kuiper, vi era quella che questa popolazione fungesse da "serbatoio" per le comete periodiche. Per circa 30 anni gli argomenti portati avanti dai due rimasero soltanto a livello di pura speculazione visto che non si potevano prestare a verifiche osservative ed inoltre perché il problema dell'origine delle comete sembrava risolto con la teoria di Oort che spiegava le orbite quasi paraboliche delle comete mai giunte prima in prossimità del Sole con una "sorgente" a simmetria sferica e lontana dal Sole decine di migliaia di Unità Astronomiche, presto battezzata "Nube di Oort". Solo negli anni ’80 infatti si notò che le comete a corto periodo provenivano da un "serbatoio" diverso dalla "Nube di Oort", più vicino al Sole e con forma più appiattita intorno all'eclittica; fu così che riprese vigore la vecchia ipotesi di Edgeworth e Kuiper. Quindi la "Fascia di Edgeworth e Kuiper" divenne l'ipotetico "serbatoio" delle comete a corto periodo, così come la "Nube di Oort" lo era per le comete "nuove". In tutti e due i casi si trattava di planetesimi ghiacciati, con l'unica differenza che quelli appartenenti alla Nube di Oort vi erano stati scagliati in epoca primordiale dall'incontro con un pianeta gigante in formazione, mentre quelli della Fascia di Edgeworth-Kuiper sarebbero sopravvissuti su orbite simili alle originarie. Solo negli anni ’90 sono arrivate conferme osservative, grazie soprattutto alla tecnologia dei rivelatori CCD, capaci di raggiungere magnitudini apparenti intorno alla 22-24. Il numero di oggetti scoperti si allunga di mese in mese, tanto che è stato possibile fare una estrapolazione numerica in base alle scoperte e alla zona di cielo esaminata: gli oggetti transnettuniani più grandi di 100 Km sarebbero circa 50000 (senza contare quindi quelli di dimensioni più ridotte che non è possibile osservare da terra). A questo punto possiamo chiederci come fanno le comete a corto periodo ad attraversare le regioni più interne del sistema solare: esse plausibilmente provengono dalle regioni instabili della Fascia; un incontro ravvicinato con Nettuno le ha inviate verso la regione più interna del sistema solare dopo di che, altri incontri con Giove, Saturno e Urano le hanno portate a ridurre la loro distanza perielica fino a quando divengono così visibili e attive.

Le comete nel loro moto di rivoluzione attorno al Sole percorrono delle orbite ellittiche estremamente allungate: al perielio spesso giungono ad attraversare l'orbita terrestre (talvolta anche quelle di Venere e Mercurio) mentre all'afelio possono spingersi fino ai confini del sistema solare (50000-100000 U.A. dal Sole; 1 U.A. è circa 150milioni di Km). Se una cometa passa vicino ad un pianeta (in particolare Giove e Saturno) la sua orbita viene perturbata a causa dell'elevato campo gravitazionale del pianeta e a seconda dei casi si potrà verificare un accorciamento del periodo di rivoluzione oppure una modificazione dell’orbita da ellittica a iperbolica (in questo ultimo caso la cometa uscirà dal sistema solare) oppure addirittura potrà precipitare sul pianeta stesso che l’ha catturata, come è accaduto per la Schoemaker-Levy 9 nel 1994 che è precipitata su Giove. Quindi il campo gravitazionale dei pianeti, specialmente quelli giganti, può indurre notevoli modificazioni sulle orbite, tali anche da eiettare la cometa fuori dal sistema solare (effetto fionda). Il secondo fenomeno che può modificare l'orbita di una cometa è il cosiddetto "effetto razzo". Infatti i getti di vapore d'acqua e di altri composti esercitano una notevole spinta (sulla Halley raggiungevano un valore di circa mezza tonnellata) che, combinata con la rotazione del nucleo, modifica continuamente la posizione del nucleo lungo la sua orbita, causando differenze tra la posizione calcolata sulla base delle osservazioni precedenti e la posizione osservata, che possono arrivare a parecchi primi d'arco. A seconda del loro periodo di rivoluzione le comete sono state classificate come comete di corto periodo se questi è minore di 200 anni e di lungo periodo se maggiore di questo valore. Spesso corrispondentemente con l'apparizione di nuove comete la loro orbita viene provvisoriamente approssimata ad una parabola fino a quando un numero sufficiente di osservazioni di posizione ne determini i parametri esatti. Questa approssimazione (approssimazione parabolica; bastano tre punti nello spazio. Infatti per tre punti passa una ed una sola parabola) è lecita in quanto nel tratto di orbita in cui ci è possibile vedere le comete, l’ellisse si discosta di poco da una parabola. Quando sono lontane dal perielio le comete sono invisibili, solo quando passano vicino al Sole risultano visibili anche se per breve tempo visto che il raggio di visibilità è minimo rispetto all’intero periodo di rivoluzione. Con l'avvicinarsi al Sole attorno alla cometa appare inizialmente la chioma e successivamente si sviluppa anche una coda che raggiunge la massima luminosità in prossimità del perielio; la coda è sempre rivolta dalla parte opposta al Sole perciò, nel moto di avvicinamento al Sole la coda sta dietro, mentre nel moto di allontanamento la coda è davanti.

COMETA	P (ANNI)	T	Q (UA)	A (UA)	E	I (GRADI)
1P HALLEY	76,1	9/2/1986	0,587	17,94	0,967	162,2
2P ENCKE	3,3	21/12/2003	0,34	2,21	0,847	11,8
6P D'ARREST	6,51	1/8/2008	1,346	3,49	0,614	19,5
9P TEMPEL1	5,51	7/7/2005	1,5	3,12	0,519	10,5
19P BORRELLY	6,86	14/9/2001	1,358	3,61	0,624	30,3
21P GIACOBINI-ZINNER	6,52	21/11/1998	0,996	3,52	0,706	31,8
26P GRIGG-SKJELLERUP	5,09	22/7/1992	0,989	2,96	0,664	21,1
55 P TEMPEL-TUTTLE	32,92	28/2/1998	0,982	10,33	0,906	162,5
73P SCHWASSMANN-WACHMANN3	5,36	2/6/2006	0,937	3,06	0,694	11,4
75P KOHOUTEK	6,24	28/12/1973	1,571	3,4	0,537	5,4
76P WEST-KOHOUTEK-IKEMURA	6,46	1/6/2000	1,596	3,45	0,540	30,5
81P WILD2	6,39	25/9/2003	1,583	3,44	0,54	3,2
107 P WILSON-HARRINGTON	4,29	26/3/2001	1	2,64	0,623	2,8
HALE-BOOP	4000	31/3/1997	0,914	250	0,995	89,4
HYAKUTAKE	40000	1/5/1996	0,23	1165	0,999	124,9

P=periodo orbit., T=passaggio perielio, Q=distanza perielio, A=semiasse max, E=eccentr., I=inclin. orbita (fonte NASA/NSSDC)

Nelle immagini si vedono crateri e canyon. Quando la navetta spaziale Stardust ha raggiunto la cometa Wild 2, lo scorso gennaio, ci spettavamo che le immagini mostrassero un gigantesco ammasso di roccia e ghiaccio ricoperto di polvere scura che oscurasse ogni caratteristica interessante. Invece, ci siamo ritrovati con immagini ricche di crateri, pinnacoli e canyon con fondali piatti e pareti a piombo, tutte estremamente definite e che ricoprono i 50 chilometri quadrati circa della superficie della cometa. È stato davvero inaspettato. Ci attendavamo che la superficie fosse completamente ricoperta di qualcosa di simile a carbone polverizzato. La navetta Stardust, lanciata dalla NASA nel 1999, sta tornando verso la Terra con migliaia di particelle di dimensioni inferiori al millimetro, raccolte durante un passaggio ravvicinato nei pressi di Wild 2. Alcune di queste particelle hanno anche colpito la navetta come proiettili. Una capsula contenente i campioni dovrebbe paracadutarsi nel deserto dello Utah nel gennaio 2006. Nel frattempo, avremo il tempo di studiare le 72 immagini del nucleo di Wild 2 riprese con la telecamera di navigazione della navetta. Un articolo che descrive la superficie della cometa sarà pubblicato sul numero del 18 giugno della rivista "Science".

NOTA(1): L’effetto “fionda”. Per indicare il passaggio di un veicolo spaziale vicino ad un corpo celeste si utilizza il termine FlyBy; tale passaggio produce un effetto “fionda” sul veicolo. Chiamata anche “fionda gravitazionale”, essa è un modo furbo di pianificare l’orbita di un veicolo spaziale in modo da rendere minimo il consumo di carburante; per attuare questa “fiondata” occorre lanciare la sonda verso la parte del pianeta che sta indietro al suo moto orbitale. Sfruttando così la spinta gravitazionale fornita dal pianeta come rifornimento d’energia cinetica per la sonda detta anche tecnica del “Gravity Assist”. Le orbite di trasferimento di Hohman(orbite semiellittiche circum-solari tangenti sia all’orbita della Terra che a quella del pianeta bersaglio) sono sì le più economiche ma il tempo di trasferimento è eccessivamente lungo. Si può allora sfruttare la cosiddetta “fionda gravitazionale” per acquistare più spinta ed abbreviare il viaggio. Analizzando le traiettorie di un veicolo spaziale che viaggia in prossimità di un grande pianeta, dal punto di vista di quest’ultimo la traiettoria sarà aperta, una parabola oppure un’iperbole, con un orientamento diverso dalla velocità ma con lo stesso modulo. (l’incremento di velocità dipende dalla geometria dell’incontro, dalla massa e naturalmente dalla velocità iniziale della sonda). Mentre dal punto di vista del Sole, che è il modo corretto per determinare la traiettoria di un veicolo spaziale che naviga nel sistema solare, è accaduto qualcos’altro:affinché il veicolo descriva una parabola o un’iperbole regolare attorno al pianeta esso ha dovuto essere trascinato insieme al moto del pianeta attorno al Sole. Ciò significa che il veicolo ha acquistato un componente della velocità del pianeta che ne modifica e aumenta l’energia cinetica. L’assistenza gravitazionale sfrutta il moto del pianeta per aumentare l’energia totale del veicolo spaziale. Se l’assistenza gravitazionale avviene nel piano dell’ellittica, cioè nel piano contenente le orbite della maggior parte dei pianeti, si dice pumping (pompaggio). Se il piano dell’orbita del veicolo si inclina uscendo dal piano dell’ellittica, l'assistenza si dice cranking (far partire con la manovella). In questo caso si invia un veicolo in una diversa direzione rispetto al pianeta in modo tale che la forza gravitazionale applichi al veicolo un momento rispetto al Sole. Il momento della forza gravitazionale può far inclinare il vettore momento della quantità di moto del veicolo spaziale.

NOTA(2): [11.05.2004]- "Una fionda gravitazionale". La stella di Becklin-Neugebauer lascia dietro di sé tracce visibili dalla slingshot

Terra. Una stella massiva che sfreccia attraverso lo spazio alla velocità di quasi 40 chilometri al secondo sarebbe stata scagliata via dal suo luogo di origine, il centro della nebulosa di Orione. Lo sostiene un articolo di prossima pubblicazione sul numero del 20 maggio 2004 della rivista "The Astrophysical Journal Letters". Se questa interpretazione fosse corretta, suggerirebbe che negli ammassi stellari questo tipo di violente fionde gravitazionali si verifica più spesso di quanto molti astronomi pensassero. La stella è nota come oggetto di Becklin-Neugebauer (BN), dai due astronomi che l'hanno scoperta nel 1967. È avvolta nella nebulosa di Orione, una grande regione di formazione stellare che dista 1500 anni luce dal Sole. Nel 1995, osservazioni radio rivelarono l'elevata velocità della stella. Ora Jonathan Tan dell'osservatorio dell'Università di Princeton sostiene di aver scoperto la causa di questa incredibile velocità: la stella sarebbe stata espulsa dal cluster del Trapezio, un gruppo di giovani stelle, circa 4000 anni fa. Seguendo il suo moto indietro nel tempo, Tan ha calcolato che BN è stata fiondata via dall'ammasso del Trapezio come risultato di un incontro ravvicinato con la stella massiva Theta-1 Orionis C. Da allora, BN avrebbe lasciato una scia attraverso lo spazio: passando vicino a una protostella, quasi 500 anni fa, avrebbe innescato un'eruzione gassosa visibile ancora oggi. Secondo Tan, inoltre, le onde d'urto prodotte dalla stella mentre fende il gas interstellare sarebbero visibili nelle immagini dell'osservatorio Chandra della NASA.

Il sistema solare è formato dal Sole e da tutta una serie di corpi celesti che ruotano secondo orbite ben definite attorno ad esso. Primi fra tutti, i nove pianeti con i loro satelliti, cui seguono gli asteroidi, le meteoriti e le comete.

Tutto attorno il mezzo interplanetario, composto da polvere e gas, spazzato continuamente, alla velocità di diverse centinaia di km/sec, da quello sciame di particelle emesso dal Sole, noto come vento solare, che giunge sino alla distanza di circa 100 UA (UA=distanza media fra la Terra ed il Sole pari a circa 149,6 milioni di km), dove si trova l'eliopausa, il confine del sistema solare che delimita la zona di influenza della nostra stella che viene a sua volta chiamata eliosfera.

Tutti questi corpi ruotano su orbite ellittiche attorno al Sole, che rimanendo fermo occupa uno dei due fuochi di ogni ellisse. I pianeti soprattutto, si muovono con orbite poco eccentriche e quasi tutti sullo stesso piano dell'orbita terrestre (per definizione chiamato eclittica), ragion per cui dalla Terra li vediamo attraversare, insieme al Sole, la stessa fascia celeste al centro dello Zodiaco. Viceversa i corpi minori (asteroidi, comete e meteoroidi) sono caratterizzati generalmente da orbite più allungate ed inclinate.Ogni corpo del sistema solare si muove secondo velocità diverse a seconda della distanza dal Sole, più velocemente quando si trova nei pressi della stella, al perielio, e meno velocemente quando si trova nel punto più lontano, all'afelio. Durante il loro movimento, a causa delle orbite che non sono circolari, ma ellittiche, la distanza dal Sole varia infatti fra un minimo ed un massimo. Mercurio ad esempio oscilla da 46 milioni di km al perielio a 69,8 milioni di km all'afelio.

Inoltre, come nel caso dei pianeti, i quali occupano orbite situate a distanze crescenti, con la distanza aumenta anche il tempo impiegato a percorrere una rivoluzione completa, ossia quel periodo che per la Terra vale 1 anno siderale ovvero 365,25 giorni. Tutto ciò è una diretta conseguenza della legge di gravitazione universale, elaborata da I.Newton, che afferma:

"[...]fra due qualsiasi corpi esiste una forza di mutua attrazione direttamente proporzionale al prodotto delle rispettive masse ed inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza.[...]"

Ne deriva dunque, che orbitando attorno al Sole, gran parte dei corpi del sistema solare percorrono orbite quasi circolari, od ellittiche a bassa eccentricità, che per definizione geometrica, così come i cerchi sono il luogo geometrico dei punti di un piano aventi la stessa distanza dal centro, sono il luogo geometrico dei punti di un piano che hanno la stessa somma delle distanze da due punti denominati fuochi. Tuttavia gli scienziati presumono che esistano anche corpi, le comete, che in alcuni casi possano percorrere orbite paraboliche, od addirittura iperboliche, che le porteranno a perdersi nello spazio galattico dopo essere transitate attorno al Sole. Le orbite sono comunque caratterizzate da alcuni parametri che permettono di individuarle nel sistema solare, gli elementi orbitali, grazie ai quali è possibile tracciare e seguire in ogni istante il moto di ogni corpo rispetto al Sole. Così abbiamo:

Secondo le più recenti teorie, il sistema solare si sarebbe formato per l'aggregazione e la condensazione di una nube di materia interstellare circa 4,5 miliardi di anni fà. Questa, entrando in rotazione su se stessa, avrebbe creato un disco concentrando in una sfera, al centro di esso, la stragrande maggioranza della materia per effetto delle forze gravitazionali. Successivamente, con l'aumento della temperatura, si sarebbe innescato il processo di nucleosintesi stellare che diede vita al Sole, mentre la restante materia, accumulatasi in corpi minori, i planetesimi, a sua volta avrebbe dato vita ai pianeti ed agli altri corpi minori. E' probabile quindi che, proprio durante questa fase, l'innesco della stella abbia spazzato via, dai corpi più vicini, la gran parte dei gas che li avvolgeva, creando così i pianeti di tipo terrestre, dall'aspetto solido, ed i pianeti gioviani, avvolti invece da immense quantità di gas allo stato liquido.

Most distant object in Solar System discovered
NASA NEWS RELEASE
Posted: March 15, 2004

NASA-funded researchers have discovered the most distant object orbiting Earth's Sun. The object is a mysterious planet-like body three times farther from Earth than Pluto.

Il ferro metallico proverrebbe dalla collisione di nuclei planetari più antichi. I pianeti del sistema solare, Terra compresa, si sono formati circa quattro miliardi e mezzo di anni fa a partire da un disco rotante di gas e polvere, residuo del Sole appena formato. Tuttavia, non è ben chiaro perché la Terra sia poi risultata differente da altri pianeti di tipo "terrestre" e come si siano sviluppate alcune delle sue caratteristiche, come il nucleo metallico. Una ricerca di Alex Halliday e colleghi dell'Istituto Federale di Tecnologia svizzero (ETH) di Zurigo, pubblicata sulla rivista "Nature", cerca di dare alcune risposte. Si ritiene generalmente che il nucleo metallico terrestre, che genera il campo magnetico, si sia formato per la separazione del denso ferro metallico dall'accumulo di metalli e silicati che costituiva la Terra primitiva. Nuovi modelli hanno fornito le prove che, con ogni probabilità, il nucleo venne in parte prodotto dal mescolamento diretto, in collisioni estremamente energetiche, di nuclei planetari formatisi in precedenza. Sorprendentemente, questi proto-pianeti sembrano non aver avuto la stessa composizione chimica della Terra attuale, e nemmeno della sua vicina più prossima, la Luna. Alcuni di loro, invece, erano più simili a Marte. In effetti Marte potrebbe rappresentare meglio di ogni altro pianeta com'era la Terra nelle sue prime fasi di sviluppo. Halliday e colleghi hanno effettuato studi isotopici per stimare la scala temporale della formazione di questi "embrio-pianeti". I risultati mostrano che alcune porzioni del nucleo terrestre si sarebbero formati in seguito alla collisione di nuclei più antichi, ben prima che il ferro si mescolasse con le rocce terrestri e si stabilisse al centro della Terra a causa della sua maggior densità.

La variazione avviene con velocità diversa a seconda della latitudine. Sin dai tempi di Albert Einstein, i ricercatori hanno cercato di determinare un intervallo temporale stabile nel quale si verificano le inversioni del campo magnetico terrestre. Nel passato geologico, infatti, il campo magnetico ha esibito in tempi irregolari variazioni frequenti e significative, cambiando completamente direzione. Queste inversioni di polarità del campo magnetico terrestre forniscono importanti indizi sulla natura dei processi che lo generano. Dopo uno studio finanziato dalla National Science Foundation (NSF) degli Stati Uniti, un geologo ha forse trovato la risposta: il campo magnetico della Terra si invertirebbe nel giro di poche migliaia di anni alle latitudini basse e in 10.000 anni alle latitudini elevate. Brad Clement della Florida International University ha pubblicato la sua scoperta sulla rivista "Nature". I risultati rappresentano un grande passo in avanti verso la comprensione del comportamento magnetico della Terra. È ormai accertato che, durante un'inversione, il campo geomagnetico diminuisce fino a circa il 10 per cento del suo pieno valore in polarità. Dopo che il campo si è indebolito, le direzioni subiscono un cambiamento di quasi 180 gradi, e poi il campo si rafforza nella direzione di polarità opposta. Restava tuttavia incertezza sulla durata di questo processo. Finora gli scienziati si limitavano senza troppa precisione a indicare un periodo di poche migliaia di anni. Grazie a dati sulle transizioni di polarità ottenuti da sedimenti oceanici, nell'ambito dell'Ocean Drilling Program del NSF, si è dimostrato che gli eventi di inversione si verificano entro determinati intervalli di tempo. Per quanto riguarda le ultime quattro inversioni, la durata media è stata di 7000 anni. Ma la variazione non è casuale, e dipende dalla latitudine. Il cambiamento di direzione impiega la metà del tempo nei siti a bassa latitudine rispetto a quelli a media o elevata latitudine.

Come ho già ribadito, le comete sono soggette a rapido decadimento: ciò si può comprendere facilmente se si pensa alla perdita di gas e polveri in occasione dei passaggi al perielio. Quindi si presume che la vita di una cometa non possa superare alcune centinaia di rivoluzioni e che perciò abbia una durata che varia tra 10000 ed 1 milione di anni, per le comete classificate come periodiche. A poco a poco la cometa, nei suoi passaggi vicino al Sole, esaurisce le proprie riserve di gas divenendo dopo ogni apparizione sempre meno luminosa finchè si riduce ad un insieme di "sassi" che, per l'azione gravitazionale e per il forte riscaldamento del Sole, lentamente si disperdono lungo l'orbita della cosiddetta "cometa madre" riducendosi ad uno sciame di particelle. In questo modo, quando la Terra nel suo moto di rivoluzione, incrocia l’orbita di una di queste comete disintegrate, alcuni di questi "sassi" penetrano nell’atmosfera terrestre dando origine alle piogge di stelle cadenti e alle meteore che cadono al suolo. La loro luminosità è dovuta al fatto che la loro energia cinetica si trasforma, a causa dell’attrito con l'atmosfera terrestre, in calore e luce, mentre le particelle dell'atmosfera vengono ionizzate dando luogo alle caratteristiche scie luminose. Il primo a stabilire scientificamente la relazione comete-sciami meteorici fu G.Schiaparelli intorno al 1866-1867; in alcune lettere ad Angelo Secchi infatti, il grande astronomo di Brera paragonava gli elementi orbitali della cometa 1862 III, la P/Swift-Tuttle, con quelli dello sciame delle Perseidi e ne dimostrava la loro pratica identità. I nuclei delle comete, il cui diametro varia tra 10 e 100 Km, secondo la teoria oggi più accreditata, sono composti oltre che da meteoriti anche da gas solidificati, cioè da ghiacci, e precisamente da ghiaccio d’acqua, di anidride carbonica, di metano, di ammoniaca etc.. (modello a ghiaccio sporco). Questi ghiacci congelerebbero l'insieme meteorico in un conglomerato rigido; in prossimità del Sole i ghiacci sublimerebbero cosicchè il nucleo diverrebbe un insieme di particelle solide immerse in una nube di gas, ed il ghiaccio costituirebbe una riserva di gas tanto grande da bastare per centinaia e centinaia di passaggi al perielio (ad esempio per la cometa di Halley, il cui periodo è di 76 anni circa, si è trovato notizia di apparizioni fino al 239 a.C.). Quando la cometa è lontana dal Sole, a diverse U.A. di distanza, è troppo piccola perché la fioca luce solare possa renderla visibile, ma quando avvicinandosi al Sole giunge a circa 2 U.A. di distanza (all'incirca la distanza di Marte), la temperatura sale in modo che le sostanze cominciano a liberarsi, dando origine ad una nube di gas che avvolge il nucleo e che si rende visibile non solo perché riflette la luce solare ma anche perché le molecole, eccitate dalla radiazione solare, emettono luce per fluorescenza. Ed è proprio analizzando lo spettro di questa luce che è stato possibile stabilire la natura dei gas cometari. La nube di gas sprigionati dal nucleo e resa luminosa per riflessione ed emissione costituisce la chioma della cometa. La chioma è enormemente estesa rispetto al nucleo, raggiungendo in prossimità del perielio diametri che vanno da 10000 a 100000 Km: il gas che la forma è estremamente tenue, perciò, malgrado l’enorme estensione della chioma, la massa di una cometa è tutta concentrata nel nucleo. I gas costituenti la chioma vengono poi sospinti nello spazio dalla radiazione solare: si sa che la luce, per la sua natura anche corpuscolare, esercita una pressione sui corpi che investe, ma ancora più efficiente di quella della luce è la pressione della radiazione corpuscolare del Sole, cioè protoni ed elettroni emessi ad altissima velocità e che si irradiano nello spazio interplanetario (il cosiddetto VENTO SOLARE). Questa pressione è in grado di esercitare una forte azione meccanica sulle molecole della chioma, mal trattenute dalla debolissima attrazione gravitazionale del nucleo, tanto da farle allontanare in direzione opposta a quella del Sole fino a farle disperdere nello spazio. I gas così soffiati via danno forma alla coda della cometa e si capisce quindi, da quanto detto, perché chioma e coda raggiungano la massima estensione in prossimità al perielio. Per quanto riguarda la temperatura delle comete, essa varia con la distanza dal Sole, e addirittura, per particelle meteoriche di piccole dimensioni, la temperatura assoluta (espressa in Kelvin) è inversamente proporzionale alla radice quadrata della distanza dal Sole in U.A. A titolo di esempio la cometa di Halley passa da una temperatura di –224°C all'afelio (35 U.A.), ad una di +100°C al perielio (0.59 U.A.). Con questi violenti sbalzi di temperatura l'evaporazione avviene talvolta con processi violenti di frantumazione dei ghiacci e con liberazione improvvisa di gas occlusi e compressi, e ciò spiegherebbe due fatti: i repentini cambiamenti di forma e di luminosità della coda e la presenza di pulviscolo sia nella coda sia nella chioma.

Se sostenuta da ulteriori studi, avrebbe profonde implicazioni per lo sviluppo della vita. Alcuni scienziati dell'Arizona State University hanno proposto una nuova teoria, basata su immagini astronomiche e analisi chimiche, a proposito della creazione del Sole, della Terra e del sistema solare. Per anni la maggior parte degli astronomi ha immaginato che il Sole e il sistema solare si fossero formati in un relativo isolamento, sepolti in un angolo buio e tranquillo di una nube interstellare. La nuova teoria sfida questa visione convenzionale, e ipotizza invece che il Sole si sia formato in un ambiente violento, un sottoprodotto del caos dovuto alle intense radiazioni ultraviolette e alle potenti esplosioni che accompagnano la breve ma spettacolare vita delle stelle più massive e luminose. La nuova teoria è descritta in un articolo di un gruppo di astronomi e ricercatori guidati da Jeff Hester, pubblicato sul numero del 21 maggio della rivista "Science", che cita recenti scoperte isotopiche e osservazioni astronomiche. Secondo gli scienziati, la storia dello sviluppo del Sole e del sistema solare potrebbe essere stata significativamente diversa rispetto allo scenario tradizionalmente accettato. Se sostenuta da studi futuri, questa visione potrebbe avere profonde implicazioni per la comprensione dei sistemi planetari simili al nostro, e anche per le caratteristiche geologiche dei pianeti e lo sviluppo della chimica della vita.

Gli asteroidi sono dei corpi molto piccoli, almeno in confronto alle dimensioni dei pianeti, e per questo sono stati individuati solo negli ultimi due secoli. Chiamati anche pianetini, occupano una regione compresa fra Marte e Giove, detta fascia degli asteroidi, dove secondo la legge di Titius-Bode, alla distanza di circa 3 UA, doveva trovarsi un pianeta. E' probabile dunque che possano aver avuto origine da un corpo planetario che si sia disgregato o da uno che non sia riuscito ad aggregarsi. Il loro aspetto, molto irregolare, li fà assomigliare a giganteschi sassi dal diametro massimo di qualche migliaio di km.

Il primo asteroide scoperto è stato Cerere nel 1801 per opera del monaco palermitano Giuseppe Piazzi, a cui seguirono Pallade, Giunone e Vesta. Successivamente ne sono stati individuati diverse migliaia facendo così sorgere il problema di una loro catalogazione. Si è deciso allora di indicare quelli maggiori con un nome proprio ed un numero corrispondente all'ordine della loro scoperta: 1 Ceres, 2 Pallas, 3 Juno, 4 Vesta, .... Tutti gli asteroidi suscitano un particolare interesse vista la loro potenziale pericolosità per il nostro pianeta, dato che le loro traiettorie, spesso molto irregolari, intersecano a volte l'orbita terrestre, anche a causa di perturbazioni derivanti da passaggi in prossimità delle grandi masse planetarie. Sono altresì oggetto di studio perchè rappresentano i detriti del materiale di formazione del sistema solare, studiando i quali è possibile risalire alla composizione ed alle condizioni di quella nube gassosa che 4,5 miliardi di anni fà diede vita al Sole ed a tutti gli altri corpi celesti che orbitano attorno ad esso.

Non tutti sono situati fra Marte e Giove, ve ne sono infatti alcuni, come quelli denominati Troiani (così chiamati perchè portano il nome dei personaggi della guerra di Troia), che si sono sistemati sull'orbita di Giove e dividendosi in due gruppi precedono e seguono il gigante di 60°. A questi se ne aggiungono altri come Hidalgo (una ex cometa), quelli appartenenti ai gruppi Apollo, Aten e Amor (i cosiddetti N.E.A. - Near Earth Asteroids) che comprendono invece quei corpi vicini, e quindi potenzialmente pericolosi per la Terra, i Centauri (fra cui Chirone) che orbitano fra Saturno e Nettuno ed infine, al di là dell'orbita di quest'ultimo, i Transnettuniani.

Anche gli asteroidi, come i pianeti, ruotano attorno ad un asse con un periodo che raramente supera il giorno terrestre e, non avendo una struttura simmetrica, in alcuni casi lungo l'asse polare ed in altri su quello equatoriale. Da questo ne deriva che la loro luminosità, variabile in funzione della superficie rivolta verso il Sole e della loro composizione chimica, raggiunge un massimo od un minimo valore, a seconda che mostrino rispettivamente la zona equatoriale o quella polare. Analizzando questa loro caratteristica è possibile risalire dunque al periodo di rotazione, nonchè alla loro struttura, che in buona parte è costituita da silicati e carbone.

Essendo inoltre soggetti alla forza di gravitazione universale, percorrono orbite ellittiche e, considerando le loro minime dimensioni, sono osservabili esclusivamente con strumenti ottici e nel periodo più favorevole quando sono, relativamente al nostro pianeta, all'opposizione, ossia nella direzione opposta a quella del Sole. [VEDI: KEEPING an EYE on SPACE ROCK (FLASH-MX)]...

The path of asteroid 2004 FH will be bent about 15 degrees by Earth's gravity.

The orbit of asteroid 2004 FH in relation to the rest of the inner solar system.

Planetoid found in Kuiper Belt, maybe the biggest yet
CALIFORNIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY NEWS RELEASE
Posted: February 20, 2004

California Institute of Technology and Yale University on Tuesday night discovered a new planetoid in the outer fringes of the solar system. The planetoid, currently known only as 2004 DW, could be even larger than Quaoar - the current record holder in the area known as the Kuiper Belt - and is some 4.4 billion miles from Earth. According to the discoverers, Caltech associate professor of planetary astronomy Mike Brown and his colleagues Chad Trujillo (now at the Gemini North observatory in Hawaii), and David Rabino Pla 2004 DW: Discovery images.

netary scientists at the Cwitz of Yale University, the planetoid was found as part of the same search program that discovered Quaoar in late 2002. The astronomers use the 48-inch Samuel Oschin Telescope at Palomar Observatory and the recently installed QUEST CCD camera built by a consortium including Yale and the University of Indiana, to systematically study different regions of the sky each night. Unlike Quaoar, the new planetoid hasn't yet been pinpointed on old photographic plates or other images. Because its orbit is therefore not well understood yet, it cannot be given an official name. So far they only have a one-day orbit. In fact the data covers only a tiny fraction of the orbit the object follows in its more than 300-year trip around the sun. From that we know only how far away it is and how its orbit is tilted relative to the planets. The tilt that Brown has measured is an astonishingly large 20 degrees, larger even than that of Pluto, which has an orbital inclination of 17 degrees and is an anomaly among the otherwise planar planets. The size of 2004 DW is not yet certain; Brown estimates a size of about 1,400 kilometers, based on a comparison of the planetoid's luminosity with that of Quaoar. Because the distance of the object can already be calculated, its luminosity should be a good indicator of its size relative to Quaoar, provided the two objects have the same albedo, or reflectivity. Quaoar is known to have an albedo of about 10 percent, which is slightly higher than the reflectivity of our own moon. Thus, if the new object is similar, the 1,400-kilometer estimate should hold. If its albedo is lower, then it could actually be somewhat larger; or if higher, smaller. According to Brown, scientists know little about the albedos of objects this large this far away, so the true size is quite uncertain. Researchers could best make size measurements with the Hubble Space Telescope or the newer Spitzer Space Telescope. The continued discovery of massive planetoids on the outer fringe of the solar system is further evidence that objects even farther and even larger are lurking out there. It's now only a matter of time before something is going to be discovered out there that will change our entire view of the outer solar system. The team is working hard to uncover new information about the planetoid, which they will release as it becomes available. Other telescopes will also be used to better characterize the planetoid's features.

NOTA (07.10.2002): Quaoar planetoid: This is an artist's impression of the icy Kuiper belt object 2002 LM60, dubbed "Quaoar" by its discoverers. Illustration Credit: NASA and G. Bacon (STScI); Science Credit: NASA and M. Brown (Caltech).

Astronomers have discovered a distant body that appears to be the largest object in the Kuiper Belt, a body half the size of Pluto that raises new questions about the definition of a planet. Caltech astronomers Michael Brown and Chad Trujillo announced the discovery of 2002 LM60, unofficially called Quaoar, during a session of the annual meeting of the American Astronomical Society's Division for Planetary Sciences in Birmingham, Alabama. The object was discovered in June in images from the 1.2-meter Oschin Telescope at Palomar Observatory in California. Brown and Trujillo checked the archives of several observatories and found Quaoar in images dating back to 1982, allowing them to calculate the object's orbit. They found that Quaoar was in a near-circular orbit about 43 astronomical units (6.5 billion kilometers) from the Sun, more than 1.5 billion kilometers farther away than the current position of Pluto. The Caltech astronomers followed up their groundbased observations with images from the Hubble Space Telescope. Those observations, carried out in July and August using Hubble's new Advanced Camera for Surveys, found that the object was 40 milliarcseconds across, corresponding to a diameter of 1,300 kilometers. This makes Quaoar the largest object found in the Kuiper Belt, a field of icy objects that extends for billions of kilometers beyond the orbit of Neptune. The largest Kuiper Belt object (KBO) previously found had been 2001 KX76, with a diameter estimated to be between 960 and 1,270 km. Two other KBOs, Varuna and 2002 AW197, are each estimated to be 900 km across. The discovery of large KBOs like Quaoar comes at a time when astronomers are reconsidering calling Pluto a planet. The existence of several large KBOs, part of a population of over 500 KBOs discovered in the last decade, has caused some astronomers to question whether Pluto - still larger than any KBO - should itself be considered a KBO in addition to, or instead of, a planet. Quaoar definitely hurts the case for Pluto being a planet. If Pluto were discovered today, no one would even consider calling it a planet because it's clearly a Kuiper Belt object. Other astronomers point out that Pluto is still quite different than other KBOs. It is still significantly larger than KBO, with a diameter of approximately 2,300 km. This makes Quaoar closer in size to Ceres, at 933 kilometers across the largest asteroid, than Pluto. While several KBOs appear to have moons, only Pluto has a large moon, Charon, which is larger than all but a few other KBOs. Pluto has has a much higher albedo, or reflectivity, than Quaoar or other KBOs, suggesting that the planet undergoes processes that keep the ices on its surface fresh. The flurry of large KBO discoveries in recent years does suggest that there may be a broad continuum of sizes of solar system objects, rather than a sharp break between larger planets and smaller asteroids and KBOs. The International Astronomical Union (IAU) has declined in the last few years to take up the issue of reclassifying Pluto or better defining what a planet is. Because Quaoar was only recently discovered, the IAU has not formally approved its name, and the object is still officially called of 2002 LM60. The name is taken from the Tongva tribe that originally lived in the Los Angeles area; it refers to a creation god who came down from heaven; and, after reducing chaos to order, laid out the world on the back of seven giants. He then created the lower animals, and then mankind.

Nel sistema solare, oltre ai corpi che ben conosciamo (pianeti, asteroidi, comete,....), esiste anche una certa quantità di materiale interplanetario, dalle dimensioni molto varie, che possono andare da un millesimo di grammo ad oltre un centinaio di tonnellate, e che generalmente viene chiamato col nome di meteoroidi. La loro provenienza è da ricondurre a residui della formazione del sistema solare, a disintegrazioni di nuclei cometari od a scontri fra asteroidi, o fra questi ed altri corpi, che causando la frantumazione delle loro superfici hanno successivamente scagliato nello spazio i detriti risultanti. Questi, vagando attorno al Sole, vengono a loro volta attratti occasionalmente dalle masse planetarie con cui vanno ad impattare (meteoriti). La Luna e Mercurio, lo testimoniano i numerosi crateri, sono stati spesso in passato oggetto di scontri con questi oggetti che ne hanno martoriato la superficie, non essendo essi protetti da un'atmosfera come nel caso della Terra.

Sul nostro pianeta infatti, ogni corpo che attraversa gli strati atmosferici viene Mars rock

sottoposto a forze che lo frammentano e lo vaporizzano a causa dell'attrito con essi. Tuttavia vi sono stati dei casi in cui questi corpi, avendo grandi dimensioni, sono riusciti a raggiungere la superficie terrestre. Il Barringer Crater in Arizona, ed i diversi ritrovamenti di materiale meteoritico (di provenienza lunare e marziana), sono l'esempio più eclatante di come anche il nostro pianeta non sia indenne da questi eventi. Comunque, nella maggior parte dei casi, ogni meteoroide entra nell'atmosfera con velocità altissime (max 72 km/sec) consumandosi completamente prima di raggiungere il suolo e dando vita a fenomeni luminosi, le meteore, che lo fanno apparire come una saetta che taglia la volta celeste.

Quando le dimensioni sono tali da impedire una veloce frantumazione, può succedere che tali corpi in caduta libera comprimano l'aria circostante, facendola detonare, e creando ulteriori fenomeni acustici che si compagnano a quelli precedenti. In tal caso si parla allora di bolidi, ed è possibile osservarli anche in pieno giorno. Generalmente, quando questi oggetti sono composti da materiale staccatosi, per effetto della radiazione solare, dai nuclei di diverse comete in prossimità del loro passaggio al perielio, accade che essi si disperdano lungo l'orbita originaria della cometa genitrice, così che ogni qualvolta incrociano il nostro pianeta, danno vita agli sciami meteoritici, detti anche piogge di stelle cadenti.

A causa della rivoluzione terrestre, sono fenomeni che ricorrono annualmente e che vengono denominati dalla costellazione nella quale è situato quel punto della sfera celeste dal quale sembrano provenire: il radiante. Infatti, sebbene tali particelle viaggino paralleli fra loro, dalla superficie terrestre appaiono per effetto prospettico come originate da un unico punto, allo stesso modo di come le nuvole, se osservate in relazione all'orizzonte, appaiono divergere da una stessa direzione e convergere in un altra opposta alla prima.

'Smoking gun' evidence of giant meteor collision
UNIVERSITY OF ROCHESTER NEWS RELEASE
Posted: May 14, 2004

Evidence is mounting that 251 million years ago, long before the dinosaurs dominated the Earth, a meteor the size of Mount Everest smashed into what is now northern Australia, heaving rock halfway around the globe, triggering mass volcanic eruptions, and wiping out all but about ten percent of the species on the planet. The "Great Dying <--[Note: This LINK is a streaming audio]," as it's called, was by far the most cataclysmic extinction event in Earth's history, yet scientists have been unable to finger a culprit as they have with the dinosaur extinction. A new paper published in Science, however, claims to identify the crater made by that meteor, and it builds upon an ongoing body of evidence by researchers at the University of Rochester and the University of California at Santa Barbara (UCSB), that points the finger for the Great Dying squarely at the heavens. This is very likely the impact site we've been looking for. For years we've been observing evidence that a meteor or comet hit the southern hemisphere 251 million years ago, and this structure matches everything we've been expecting. In 2001, Poreda and Luann Becker, research scientist in geological sciences at UCSB, announced that they had detected in 251-million-year-old strata, specific isotopes of helium and argon trapped inside buckyballs-a cage-like formation of carbon atoms-that could only have come from space. Since they were laid down in this same strata around much of the globe, the implication was that a giant meteor had struck the Earth, vaporized, and settled around the southern hemisphere. This past November, the same three authors-Poreda, Becker, and Asish Basu, professor of earth and environmental sciences at the University of Rochester-published another article in Science that found actual pieces of the meteorite that struck the Earth in the same global strata. Many experts scoffed at the idea of a giant meteor causing the mass extinction between the Permian and Triassic periods, but Poreda points out that many also scoffed at the idea that a meteor was responsible for a later and lesser extinction at the Cretatious/Tertiary boundary that marks the end of the dinosaurs. Now, the impact theory is largely accepted. The team knew that the chances of finding the crater, even one from an impact large enough to nearly wipe out life on Earth, would be difficult because the majority of the Earth is covered by ocean. Had the meteor struck there, its telltale crater would have long ago disappeared. As luck would have it, an oil-drilling exploration team in 1970 found a "dome" in the area of Bedout, just off the northwestern coast of Australia. Now covered by 2 miles of sediment, this area was most likely dry land 251 million years ago. Frequently, such domes herald large oil deposits, but in this case the drilling team found only what it labeled as "volcanic rock." The core samples were shelved and forgotten for 25 years, until in 1995 a report in a journal aimed at the oil industry mentioned that the rock might have been formed from a meteor impact. It wasn't until Becker caught wind of the "volcanic" find in 251 million year old rock that the team members began to think they'd found their smoking gun. Poreda and Becker investigated the core samples first hand. "They were unlike any volcanic rocks I've ever seen," says Poreda. "In a volcanic explosion you may find angular pieces of rock that are broken apart mixed with the volcanic melt. In these samples, though, the rocks were shock melted from an impact. We left convinced Bedout was our crater." The clincher was the presence of a feldspar glass in the shape of a feldspar crystal. Such features do not form in volcanic eruptions. Many of the plagioclase samples showed evidence of sustaining an intense shock, meaning the meteor likely hit a bed that contained feldspar crystals, shock-melted their interiors, melting their insides the way a microwave oven might bake a potato's inside while leaving the outer areas cool. Once we looked at Bedout with the understanding that it was likely a crater, the geophysics just fell into place. Geophysical analysis shows the rock strata underlying the dome at Bedout is fractured exactly the way the team expected-showing rock strata older than 251 million years old broken apart, with younger rock above laid down without the fractures. Simulations of a six-mile wide rock striking the area suggest a crater rim should be visible about 60 miles from the central dome, and despite the extreme age of the impact site and the rearrangement of continental plates since then, there is evidence of a rim at that distance. The team has plans to explore the geophysical outlay of the region with more scrutiny. Coincidentally, the Bedout crater, at 120 miles across, is almost exactly the same size as the Chicxulub crater in the Caribbean that has been identified as the impact site of the meteorite that dealt the dinosaurs their death blow. It's likely that the bodies that struck at each site were of the same size and traveling at similar speeds. Along with both impacts correlating strongly with two of the greatest extinctions in Earth's history, the team has found that massive lava flows in two different parts of the world have similar corrolations. Basu showed that massive lava flows in India date back precisely to the Chicxalub impact, and recently he also reported that similar giant lava flows in Siberia coincide exactly with the Bedout impact. There have been five mass extinctions throughout the Earth's history. Now we have very strong evidence that massive meteor impacts happened precisely at two of those extinctions.

NOTA: Riassunto in lingua italiana: Campioni di rocce fuse spiegherebbero i motivi di una grande estinzione di massa. La scoperta di un gigantesco cratere, che sembra risalire al periodo della peggiore estinzione di massa della Terra, ha dato nuova linfa alla teoria secondo cui l'impatto di un asteroide ne sarebbe stato la causa. 250 milioni di anni fa, alla fine dell'era permiana, scomparvero il 95 per cento degli abitanti dei mari e il 70 per cento di tutte le specie di terra. Che cosa provocò l'estinzione è tuttora fonte di accesi dibattiti, e le due teorie prevalenti ipotizzano una forte attività vulcanica in Siberia o una collisione con una meteora simile a quella che sterminò i dinosauri 65 milioni di anni fa. Ora la scoperta di un possibile cratere al largo delle coste australiane potrebbe far pendere la bilancia dalla parte della teoria dell'impatto. In un articolo pubblicato sulla rivista "Science", Luann Becker dell'Università della California di Santa Barbara e colleghi descrivono i campioni scavati negli anni settanta e ottanta da una compagnia petrolifera in una struttura geologica chiamata Bedout High nei pressi della costa australiana. I ricercatori avrebbero individuato uno strato di minerale fuso che si sarebbe formato in seguito all'urto di una meteora. I campioni risalirebbero esattamente a 250 milioni di anni fa. Ma altri esperti non sono convinti e dubitano addirittura che il sito sia un cratere di un impatto.

NOTA: Estinzione dei dinosauri. L'impatto avvenne molto prima del limite KT fra Cretaceo e Terziario. Nuovi indizi suggeriscono che il cratere di Chicxulub in Messico, spesso considerato come la prova che un singolo asteroide avrebbe spazzato via i dinosauri dalla faccia della Terra, risalga in realtà almeno a 300.000 anni prima dell'estinzione di massa. I dinosauri e molti altri organismi scomparvero approssimativamente 65 milioni di anni fa, nel passaggio fra i periodi del Cretaceo (K) e del Terziario (T). Il limite K-T è visibile in formazioni rocciose quali un sottile strato di argilla ricco di iridio, un elemento comune agli asteroidi. Per determinare l'età dell'impatto del Chicxulub rispetto al limite K-T, Gerta Keller dell'Università di Princeton e colleghi hanno esaminato gli strati all'interno del cratere. Quando l'asteroide colpì il terreno, fuse la roccia che si risolidificò per formare uno strato geologico distinto chiamato "breccia d'impatto". Sopra e sotto la breccia d'impatto, i ricercatori hanno trovato 50 centimetri di calcare stratificato che si è accumulato nel corso di centinaia di migliaia di anni. Dentro il calcare c'erano microbi fossilizzati del tardo Cretaceo: questi risultati suggeriscono che l'impatto di Chicxulub si sia verificato ben prima del confine K-T. In un articolo pubblicato sulla rivista "Proceedings of the National Academy of Sciences", gli autori ipotizzano che l'estinzione di massa possa essere stata causata da una serie di eventi più complessa, come un ulteriore impatto, il vulcanismo e il riscaldamento per effetto serra. Una nuova ricerca riapre il dibattito sulle cause d'estinzione dei dinosauri. Potrebbe essere stato il marcato squilibrio fra i due sessi a determinarne la scomparsa. La nuova ipotesi arriva dall'università britannica di Leeds con uno studio pubblicato su Fertility and Sterility. Secondo il gruppo di ricercatori coordinati da David Miller, i dinosauri, come i coccodrilli, determinavano il sesso della prole per mezzo della temperatura a cui veniva sottoposta la covata: gli esemplari femminili nascevano a temperature più basse di quelle necessarie a generare esemplari di sesso maschile. La caduta di un enorme meteorite avrebbe implicato, fra l'altro, un repentino aumento della temperatura che secondo i ricercatori britannici ha sconvolto il normale equilibrio biologico di procreazione dei dinosauri. Nel giro di poche generazioni gli esemplari di sesso femminile furono in netta minoranza e ciò ne avrebbe causato l'estinzione. Ma serie critiche vengono mosse alla teoria di Miller da esperti in dinosauri che da una parte non concordano sulla ipotesi della temperatura come metodo utilizzato dai dinosauri per determinare il sesso della prole, e dall'altra non si spiegano perché si sarebbero estinti solo i dinosauri e non anche altre specie che adoperano la temperatura come discriminante sessuale.

Il Periodo Cretaceo (così chiamato per i caratteristici depositi di calcare bianco e terroso, comunemente chiamato creta), ebbe inizio circa 135 milioni di anni fa e durò circa 70 milioni di anni. Fu uno dei periodo geologici di maggior importanza, caratterizzato da un considerevole estendersi degli oceani al di sopra dei continenti in molto parti del mondo e dal grande spessore delle stratificazioni sedimentarie degli oceani e dei continenti stessi. Un progressivo immergersi della superficie del continente americano provocò l'unione dell'Oceano Artico con il Golfo del Messico; l'Europa centrale risultò anch'essa sommersa quasi completamente, eccetto una piccola sona centrale. Verso la fine di questo periodo, i movimenti tellurici provocarono il sorgere di catene montuose, come le Ande e le Montagne Rocciose, insieme alle montagne dell'Antartide e della parte nord-orientale dell'Asia. Il periodo cretaceo caratterizza il concludersi della vita del Mesozoico e la comparsa di animali e piante destinati in seguito ad imporre la propria supremazia nell'ambito della terraferma. La comparsa delle piante con fiori (angiosperme) costituì uno dei più importanti eventi di quel periodo. Esse apparvero per la prima volta nel Cretaceo inferiore, ma al termine del Mesozoico avevano raggiunto una così larga diffusione da poter essere considerate le piante predominanti sulla superficie di ogni continente. Durante il periodo cretaceo apparvero per la prima volta molti familiari alberi ed arbusti attuali, tra cui pioppi, magnolie, quercie, aceri, faggi, agrifogli, edere, allori. La diffusione delle piante con fiori provocò effetti notevoli anche nei confronti della vita animale dato che rappresentavano nuove fonti di nutrimento per mammiferi, uccelli, rettili ed insetti. I dinosauti estesero la propria supremazia anche a gran parte del Cretaceo. Erano diffusi in tutti i continenti e comprendevano i dinosauri forniti di corna (ceratopi), gli anchilosauri, provvisti di una robusta corazza, e i bizzarri esseri con la bocca foggiata a becco d'anitra e con molte caratteristiche dei primitivi anfibi. I grandi dinosauri quadrupedi si estinsero quasi completamente durante il periodo cretaceo, ma feroci carnivori, come il Tirannosauro, sopravvissero fino al termine del Mesozoico. I rettili volanti erano rappresentati dal Pteranodonte, strana creatura priva di denti, con un'apertura alare di quasi otto metri, il più grande rettile volante conosciuto. Anche negli oceani esistevano rettili di enormi dimensioni. ne costituiscono un esempio le tartarughe giganti (archelon), che raggiungevano una lunghezza di più di quattro metri, e alcuni plesiosauti di più di dodici metri. Gli ittiosauri erano in via di estinzione, mentre giganteschi e selvaggi mosasauri, vagavano ancora per gli oceani in considerevoli quantità, nutrendosi di pesci e rettili. Nelle rocce del Cretaceo si trovano solamente due specie di uccelli fossili: l'Ichthyornis, uccello di piccole dimensioni, buon volatore, simile all'attuale sterna, che raggiungeva quasi i venti centimetri di altezza, e l'Hesperornis, uccello acuquatico di quasi un metro e mezzo di altezza, dotato di potenti zampe atte al nuoto, ma con ali esili e di dimensioni molto ridotte, fornito inoltre di robuste mascelle armate di denti. I mammiferi erano di piccole dimensioni e relativamente insignificanti. I loro resti fossili sono principalmente costituiti da denti e da parti della mascella inferiore, che, data la loro particolare struttura, ci rendono in grado di distinguerli dai fossili di rettili simili ai mammiferi stessi. I principali ritrovamenti interessano solamente forme primitive che si perpetuarono dal periodo giurassico, oltre a due nuovi gruppi originari del periodo cretaceo, rappresentati da marsupiali simili all'attuale opossum e da alcuni insettivori predecessori dei toporagni. Nei mari poco profondi viveva una grande varietà di invertebrati, il cui gruppo più rappresentativo era costituito dalla ammoniti, che si presentavano nelle più svariate forme. Trovarono larga diffusione, oltre agli odierni pesci a scheletro osseo (teleostei), belemniti, bivalvi e gasteropodi, coralli, ricci di mare e foraminiferi. I crinoidei svilupparono nuove specie, tra cui una forma liberamente natante, priva del consueto peduncolo, dotata di sottilissime braccia che potevano raggiungere una lunghezza di quasi un metro e mezzo, mentre i molluschi trovarono larga diffusione con la specie Inoceramus, che poteva raggiungere i due metri di diametro. La fine del Cretaceo vide la quasi totale estinzione di molti degli animali che avevano raggiunto larga diffusione nell'era mesozoica. Si estinsero i dinosauri, gli pterosauri, gli ittiosauri, i mosasauri, gli ammoniti, i belemniti vari e proprio e gran parte dei bivalvi e dei coralli. Era veramente la fine di un'epoca nella storia della vita e le cause che condussero a un tale declino non sono facili da identificare. È tuttavia probabile che i grandi mutamenti geologici che si verificarono durante quel periodo abbiano esercitato una profonda influenza su molte specie di animali e piante. Il Cretaceo, che va da 135 a 65 milioni di anni fa, è il periodo durante il quale gli antichi continenti si separarono per formare quelli attuali. Nella sua prima parte, la vita subì pochissimi cambiamenti. L'Inghilterra meridionale e l'Europa occidentale erano occupate da vaste estensioni pianeggianti, con vegetazione a equiseti (vegetali molto coriacei) e attraversate da una fitta rete di corsi d'acqua. I torrenti erano abitati da pesci, tartarughe e coccodrilli. C'erano anche branchi di Iguanodonti, dinosauri ornitopodi erbivori che furono tra i primi a essere riconosciuti come tali e vennero descritti da Gideon Mantell nel 1825. I loro denti assomigliavano a quelli dell'attuale Iguana in versione gigante, per cui l'animale venne chiamato Iguanodonte. Tra i primi resti fossili furono scoperti anche alcuni spuntoni ossei, e poichè l'lguana attuale ne possiede uno sul muso, si pensò che tale fosse la posizione anche per l'iguanodonte; quando però, nel 1877, furono ritrovati in Belgio alcuni scheletri completi, ci si rese conto, che si trattava di speroni che l'animale presentava al posto dei pollici. I denti dell'Iguanodonte, sempre molto consunti, indicano che la dieta principale di questo rettile era a base di equiseti.

Lasciato il Mesozoico, caratterizzato da un clima prevalentemente caldo, in alcune aree relativamente mite, senza glacialismi e sconvolgenti eventi tettonici. Circa 66 milioni di anni fa ha inizio l’Era Terziaria, caratterizzata da complessi eventi sia per quanto riguarda l’intensità di fenomeni orogenetici e, cosa di maggior rilievo, l’evoluzione della fauna e della flora per la presenza di numerosi esemplari che, attraverso importanti mutazioni, sono arrivate fino a noi, offrendoci quello stupendo panorama di varietà che gli ingrati Uomini hanno sotto i nostri occhi, come mai si era verificato nelle Ere precedenti.Cosa ha maggiormente caratterizzato il passaggio dal Mesozoico al Terziario ? Lo stesso fenomeno che segnò marcatamente la transizione dal Paleozoico al Mesozoico: la decimazione di quasi tutti gli esseri viventi (sparirono il 90% delle specie marine), salvo pochi gruppi ai quali fu affidata la continuazione della vita sul nostro pianeta, i quali, sviluppandosi maggiormente rispetto ad altri, permisero ad alcuni gruppi di caratterizzare e dominare l’Era successiva. Il ruolo svolto dai rettili nel Mesozoico, in particolare i Dinosauri, sarà assunto durante il Terziario dai Mammiferi, che culminerà con la presenza dell’Uomo. Ma ancora ci si interroga sulla causa di così marcate ecatombi, in particolare quali eventi straordinari possono essere accaduti da portare all’estinzione di interi gruppi in pochi anni (pochi sempre dal punto di vista geologico) ? Le normali mutazioni, che sono alla base dell’evoluzione, sono sempre state, e lo sono tuttora, presenti nello sviluppo della Vita sulla Terra, ma non sono state mai la causa di ecatombi, pertanto le possibili cause vanno cerate in eventi esterni di straordinaria potenza e diffusione in tutto il globo, tali da coinvolgere l'intera fauna e flora. Tutte le ipotesi partono dal principio che, qualunque sia stato l'evento scatenante, debbono essersi verificate variazioni climatiche da rendere impossibile la vita alla maggioranza delle specie, in particolare quelle che avevano raggiunto un'alta specializzazione nello stato evolutivo tale da non poter permettere alle specie di adattarsi a nuove condizioni. Alcuni hanno invocato eruzioni vulcaniche di tale intensità da creare nubi di ceneri, che rimanendo in sospensione nell'atmosfera per lunghi periodi, hanno ridotto le irradiazioni solari alterando i parametri climatici, ma resta difficile spiegare come, per quanto possano essere state intense tali eruzioni, la nube possa aver avvolto tutto il globo. Ecosì via per tante altre ipotesi, come quella che presuppone l'esplosione in prossimità della Terra di una stella, in modo da provocare intense radiazioni con facilmente intuibili conseguenze sugli organismi. L'azione della deriva dei continenti che comportava per le varie placche della crosta terrestre cambiamenti climatici, ma non così repentini da giustificare improvvise scomparse di interi gruppi in breve tempo.

65 milioni di anni fa la Terra subì un improvviso raffreddamento. Anche se la catastrofe che ha sterminato i dinosauri potrebbe essere cominciata con un fuoco avvampante, è probabilmente terminata in una fredda oscurità. Questo, almeno, è quanto sostiene un gruppo di ricercatori che, analizzando alcuni reperti fossili, ha trovato le prove di un improvviso raffreddamento globale verificatosi 65 milioni di anni fa e durato forse qualche millennio. I campioni geologici fossili estratti da un ben noto sito archeologico in Tunisia mostrano che minuscoli organismi oceanici amanti del freddo, dinoflagellati e organismi bentonici, fecero improvvisamente la loro comparsa in un antico mare che in precedenza era molto caldo. Molti scienziati hanno da tempo ipotizzato che l'estinzione di massa di molte specie di dinosauri sia stata causata dalla tremenda collisione con un meteorite, e questa scoperta fornisce le prime prove fisiche del raffreddamento globale che con ogni probabilità seguì l'impatto. Per la prima volta un fossile dimostra che la Terra a quel tempo subì un raffreddamento significativo. È probabile che l'oggetto che colpì il pianeta sollevò grandi quantità di aerosol di solfati nell'atmosfera, oscurando e raffreddando la superficie terrestre per numerosi anni. Lo studio, descritto in un articolo pubblicato sul numero di giugno 2004 della rivista "Geology", è stato condotto dal geologo Matthew Huber della Purdue University, negli Stati Uniti insieme a Simone Galeotti dell'Università di Urbino e Henk Brinkhuis dell'Università di Utrecht, in Olanda. La scoperta, oltre che per le teorie sull'estinzione dei dinosauri, è importante anche perché conferma alcuni modelli al computer del clima terrestre che prevedono come questo risponderebbe in determinate circostanze.

Misurate con i satelliti le emissioni termiche vulcaniche. I vulcani liberano solo una minuscola frazione di energia in confronto a quella prodotta dagli esseri umani. Lo affermano alcuni scienziati in un articolo pubblicato sulla rivista "Geology", dopo aver effettuato misurazioni delle emissioni di calore della Terra con un satellite. Nel 2001, la quantità di energia termica prodotta da tutti i vulcani è stata di 1000 volte inferiore all'energia consumata negli Stati Uniti. I ricercatori hanno assunto che la maggior parte dell'energia prodotta dall'uomo, compresa quella usata per l'illuminazione, il lavoro e i trasporti, si trasformi infine in calore. Robert Wright e Luke Flynn dell'Università delle Hawaii di Honolulu hanno usato il satellite MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) della NASA per misurare il calore emesso dai 45 vulcani più attivi della Terra, responsabili della maggior parte del calore vulcanico terrestre. Nel 2001 e nel 2002, questi vulcani hanno generato circa 5x10¹⁶ joule ogni anno, quanto basterebbe solo per fornire energia a New York per qualche mese. Gli scienziati hanno anche scoperto che singole eruzioni di uno o due vulcani possono produrre gran parte del calore di tutto l'anno. Nel 2001, l'Etna in Italia e il Nyamuragira nella Repubblica Democratica del Congo hanno contribuito per circa il 40 per cento del totale. E quando il monte St. Helens eruttò il 18 maggio del 1980, liberò più di 10¹⁸ joule in una volta sola, quasi 20 volte il calore totale di tutti i vulcani studiati nel 2001. Vedi [LINK].

Era	Period	Sub-Period	Epoch	Age	Ma	Intervals	My
Cenozoic	Quaternary		Holocene		0,01	0,01	22
	Quaternary		Pleistocene		1,64	1,63
	Tertiary	Neogene	Pliocene	Piacenzian	3,4	3,6
			Pliocene	Zanclian	5,2	3,6
			Miocene	Messinian	6,7	5,2
				Tortonian	10,4	5,2
				Serravallian	14,2	5,9
				Langhian	16,3	5,9
				Burdigalian	21.5	7
				Aquitanian	23,3	7
		Paleogene	Oligocene	Chattian	29,3	6	42
			Oligocene	Rupelian	35,4	6,1
			Eocene	Priabonian	38,6	3,2
				Bartonian	42,1	11,4
				Lutetian	50	11,4
				Ypresian	56,5	6,5
			Paleocene	Thanetian	60,5	4
			Paleocene	Danian	65	4,5
Era	Period	Sub-Period	Epoch	Age	Ma	Intervals	My
Mesozoic	Cretaceous		Senonian	Maastrichtian	71,3>	6,3	79,2
				Campanian	83,5	12,2
				Santonian	85,8	2,3
				Coniacian	89,9	4,1
			Gallic	Turonian	93,5	3,6
				Cenomanian	98,9	5,4
				Albian	112,2	13,3
				Aptian	121	8,8
				Barremian	127	6
			Neocomian	Hauterivian	132	5
				Valanginian	137	5
				Berriasian	144,2	7,2
	Jurassic		Malm	Tithonian	150,7	6,5	61,5
				Kimmeridgian	154,1	3,4
				Oxfordian	159,4	5,3
			Dogger	Callovian	164,4	5
				Bathonian	169,2	4,8
				Bajocian	176,5	7,3
				Aalenian	180,1	3,6
			Lias	Toarcian	189,6	9,5
				Pliensbachian	195,3	5,7
				Sinemurian	201,9	6,6
				Hettangian	205,7	3,8
	Triassic		Tr3	Raethian	209,6	3,9	42,5
				Norian	220,7	11,1
				Carnian	227,4	6,7
			Tr2	Ladinian	234,3	6,9
			Tr2	Anisian	241,7	7,4
			Scythian	Spathian	241,9	0,2
				Nammalian	243,4	1,5
				Griesbachian	248,2	4,8
Era	Period	Sub-Period	Epoch	Age	Ma	Intervals	My
Paleozoic	Permian		Zechstein	Changxingian	247,5	2,5	45
				Longtanian	250	2,5
				Capitanian	252,5	2,5
				Wordian	255	2,5
				Ufimian	256,1	1,1
			Rotliegendes	Kingurian	259,7	3,6
				Artinskian	268,8	9,1
				Sakmarian	281,5	12,7
				Asselian	290	8,5
	Carboniferous	Pennsylvanian	Gzelian	Noginskian	293,6	3,6	33
			Gzelian	Klazminskian	295,1	1,5
			Kasimovian	Dorogomilovskian	298,3	3,2
				Chamovnicheskian	299,9	1,6
				Krevyakinskian	303	3,1
			Moscovian	Myachkovskian	305	2
				Podolskian	307,1	2,1
				Kashirskian	309,2	2,1
				Vereiskian	311,3	2,1
			Bashkirian	Melekesskian	313,4	2,1
				Cheremshanskian	318,3	4,9
				Yeadonian	320,6	2,3
				Marsdenian	321,5	0,9
				Kinderscoutian	322,8	1,3
		Mississipian	Serpukhovian	Alportian	325,6	2,8	40
				Chokierian	328,3	2,7
				Arnsbergian	331,1	4,5
				Pendleian	332,9	4,5
			Visean	Brigantian	336	17
				Asbian	339,4
				Holkerian	342,8
				Arundian	345
				Chadian	349.5
			Tournaisian	Ivorian	353,8	13
			Tournaisian	Hastarian	362,5	13
	Devonian		D3	Famennian	367	15	46
			D3	Frasnian	377,4	15
			D2	Givetian	380,8	9
			D2	Eifelian	386	9
			D1	Emsian	390,4	22
				Prgian	396,3
				Lochkovian	408,5
	Silurian		Pridoli	*******	410,7	2	31
			Ludlow	Ludfordian	415,1	13
			Ludlow	Gorstian	424	13
			Wenlock	Gleedonian	425,4	6,5
				Whitwellian	426,1
				Sheinwoodian	430,4
			Llandovery	Telychian	432,6	8,5
				Aeronian	436,9
				Rhuddanian	439
	Ordovician	Bala	Ashgill	Hirnantian	439,9	4	71
				Rawtheyan	440,1
				Cautleyan	440,6
				Pusgillian	443,1
			Caradoc	Onnian	444	21
				Actonian	444,5
				Marshbrookian	447,1
				Longvillian	449,7
				Soudleyan	457,5
				Harnagian	462,3
				Costonian	463,9
		Dyfed	Llandeilo	Late	465,4	4,5
				Mid	467
				Early	468,6
Llanvirn			Late	472,7	7,5
Llanvirn			Early	476,1	7,5
Canadian		Arenig	*******	493	17
Canadian		Tremadoc	*******	510	17
Cambrian		Merioneth	Dolgellian	514,1	7	60
		Merioneth	Maentwrogian	517,2	7
		St. David's	Menevian	530,2	19
		St. David's	Solvan	536	19
		Caerfai	Lenian	554	18
			Atdabanian	560	16
			Tommotian	570	16
Era	Period	Sub-Period	Epoch	Age	Ma	Intervals	My
Sinian	Vendian		Ediacara	Poundian	580	20	40
			Ediacara	Wonokan	590	20
			Varanger	Mortensnes	600	20
			Varanger	Smalfjord	610	20
	Sturtian				800	190	*
Riphean			Karatau		1050	250
			Yurmatin		1350	300
			Burzyan		1650	300
Animikean					2200	550
Huronian					2450	250
Randian					2800	350
Swazian					3500	700
Isuan					3800	300
Hadean			Early Imbrian		3850	50
			Nectarian		3950	100
			Basin Groups 1-9		4150	200
			Cryptic		4560	410
Era	Period	Sub-Period	Epoch	Age	Ma	Intervals	My

23.04.2004 Tre antiche glaciazioni

Nel Criogeniano la Terra fu più volte ricoperta dal ghiaccio. Nel periodo fra 750 e 600 milioni di anni fa, un intervallo di tempo geologico noto come "periodo Criogeniano", il ghiaccio strinse in una gelida morsa il pianeta Terra. Un team di geologi della Cina e degli Stati Uniti ha ora trovato le prove di almeno tre ere glaciali succedutesi durante quel tempo. Il periodo Criogeniano è caratterizzato da alcune delle peggiori glaciazioni nella storia della Terra. Ma i dati disponibili sono così pochi che i geoscienziati non sanno nemmeno quante glaciazioni si siano verificate in quel periodo. Ora riteniamo di avere le prove che nel Criogeniano ci siano state almeno tre glaciazioni, e forse anche di più. In un articolo pubblicato sul numero di maggio 2004 della rivista "Geology", Xiao e i colleghi Chuanming Zhou del Virginia Tech, Robert Tucker e Zhanxiong Peng dell'Università di Washington di St. Louis, e Xunlai Yuan e Zhe Chen dell'Istituto di Geologia e Paleontologia di Nanjing, spiegano di aver individuato almeno tre livelli di depositi glaciali risalenti al Criogeniano nel sud della Cina. I geologi cinesi chiamano questi depositi, in ordine geocronologico, formazioni di Changan, Tiesiao e Nantuo. Nel 2002 Zhou si era recato nella provincia di Guizhou, nella Cina meridionale, e aveva scoperto un sottile strato di cenere vulcanica depositato fra le rocce glaciali di Tiesiao e Nantuo. Questa scoperta ha permesso di datare la cenere e di avere un'idea di quando si sono formati i depositi soprastanti e sottostanti. Isolando minerali di zircone dai campioni di cenere e analizzandoli con misure radioisotopiche, i ricercatori hanno determinato che gli zirconi si sono cristallizzati e depositati circa 663 milioni di anni fa. Questa data suggerisce che la glaciazione di Tiesiao è terminata prima di allora, e che la glaciazione di Nantuo è cominciata in seguito.

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THE ORIGIN of LIFE

The origin of life is one of the great mysteries in the Universe. To determine the origin of life, scientists are investigating the problem in several different way. Some scientists are studying life on our own planet. Some scientists are seeking out life or fossil life on other planets or moons in our solar system. And other scientists are trying to detect life in other solar systems, either by measuring life's effects on the atmospheres of distant planets or by measuring artificial radiation like radio signals that may be produced by advanced life. Thus far, the most fruitful approach has been to examine life on our own planet. However, even in our own backyard, it is difficult to determine life's origins because it began at least 3.5 billion years ago. We know that life began at least 3.5 billion years ago, because that is the age of the oldest rocks with fossil evidence of life on Earth. These rocks are rare because subsequent geologic processes have reshaped the surface of our planet, often destroying older rocks while making new ones. Nonetheless, 3.5 billion year old rocks with fossils can be found in Africa and Australia. They are usually a mix of solidified volcanic lavas and sedimentary cherts. The fossils occur in sedimentary cherts.

Chemical traces of life have also been detected in slightly older rocks. In Greenland, a series of ancient metamorphosed sediments have been found. Analyses indicate the sediments were deposited about 3.8 billion years ago. They also revealed carbon isotope signatures that appear to have been produced by organisms that lived when the sediments were deposited. In all cases, life as we understand it must have water. This general rule is true on Earth and is thought to be true elsewhere in the solar system. Currently, life is being sought on Mars where water may have once flowed on the surface and Europa where a subterranean sea of water may exist beneath its icy surface. If one analyzes the genetic information in a variety of modern organisms living on Earth, one can begin to group and separate organisms based on their common (or disparate) properties. This type of analyses is intuitive at some levels. For example, most people recognize that mule deer and white tail deer are more closely related than mule deer and grizzly bears. Consequently, in a tree of life, mule deer would appear closer to white tail deer than grizzly bears. This same process can be applied to all organisms and has led to three large domains of life: Bacteria, Archaea, and Eukarya. Humans, as well as other complex mammals, are part of the Eukarya group. If one traces the genetic information in organisms in all three groups, it appears they have a common ancestor or at least ancestors that share a common set of traits. In either case, it appears the earlist form of life in the tree of life were thermophilic or hyperthermophilic organism, which means they lived in systems composed of hot water.

Examples of modern thermophilic organisms.

Examples of modern thermophilic organisms

Hot water systems are called hydrothermal systems. These can be found in areas of volcanic activity where hot molten rock beneath the surface heats groundwater. Hydrothermal systems produce hot springs and geysers at the surface. Good examples include Yellowstone on the United States and Rotorua in New Zealand.

Yellowstone hot springs.

Yellowstone hot springs.

Recently, scientists at the University of Arizona have been investigating impact-generated hydrothermal systems. The energy deposited by an impact event is so great that it can easily heat water and cause it to circulate through the Earth's crust. Examples of impact-generated systems have been found at several impact craters around the world. And although none of them are active today, they likely produced hot springs and geysers similar to those produced by magmatic activity beneath the surface of the Earth. Early in Earth's history, both volcanism and impact cratering were very common processes. So both may have provided the environments needed to transform disparate chemical compounds into living organisms and may have provided a suitable habitat for that life to evolve. Was the origin of life connected to the lunar cataclysm ?

NOTE: Onset of Impact-Generated Hydrothermal Systems: Hydrocode Modeling. Mars is the most Earth-like of the solar system's planets, and the first place to look for any sign of present or past extraterrestrial life. Its surface shows many features indicative of the presence of surface and sub-surface water, while impact cratering and volcanism have provided temporary and local surface heat source throughout Mars geologic history. Impact craters are ubiquitous indicators for the presence of sub-surface water or ice on Mars. In particular, the presence of significant amounts of ground ice or water would cause impact-induced hydrothermal alteration at Martian impact sites. The realization that hydrothermal systems are possible sites for the origin and early evolution of life on Earth has given rise to the hypothesis that hydrothermal systems may have had the same role on Mars. A better understanding of the evolution of material's thermal state underneath impact craters is necessary for more realistic models for the formation of hydrothermal systems on Mars. We present preliminary results of two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) simulations of impacts on Mars aimed at constraining the initial conditions for modeling the onset and evolution of a hydrothermal system on the red planet. Simulations of the early stages of impact cratering provide an estimate of the amount of shock melting and the pressure-temperature distribution in the target caused by various impacts on the Martian surface. Modeling of the late stage of crater collapse is necessary to characterize the final thermal state of the target, including crater uplift, and the distribution of the heated target material (including the melt pool) and hot ejecta around the crater.

EARLY STAGE

We use the 3D hydrocode SOVA to model spherical comets and asteroids of various sizes impacting Mars' surface at 15.5 and 8 km/s, respectively. These velocities roughly correspond to median impact velocities for short-period comets and asteroids. Simulations model 90° (vertical), and 45° (most probable impact angle) impacts. A spatial resolution of 20 to 25 cells-per-projectile-radius (cppr) is maintained over a central region around the impact point, followed by regions of progressively lower resolution, extending to about 13 km downrange (5 km uprange), and 15 km below (9 km above) the surface. Over 500,000 Lagrangian tracers are used to mark each computational cell of the target around the impact point (of given volume), and record the maximum shock pressure experienced by the material in each cell. Melt volume estimates are determined by adding up the volume of tracers experiencing shock pressures above a given threshold. We use 46 and 56 GPa as threshold pressures for incipient and complete melting of pure granite.

Table 1: Shock melting associated with various 3D impact simulations on Mars.

Type	D_pr (km)	v_imp (km/s)	Impact Angle	D_rim (km)	V_m (km³)
Comet	2	15.5	90°	26-34	31.6
Asteroid	2	8	90°	26-34	4.1
Comet	2.32	15.5	45°	26-34	32.5
Asteroid	2.32	8	45°	26-34	3.7
Comet	8	15.5	45°	69-90	444
Asteroid	8	8	45°	69-90	91

Table 1 shows melt volumes associated with impacts producing final craters (rim to rim) of about 33 and 80 km, according to Pi-scaling laws, for vertical and/or 45° impacts of comets and asteroids. These results indicate that impact velocity plays an important role in the total volume of melt produced in the impact. In particular, because of their larger impact velocities cometary imapcts are much more efficient in creating larger melt pools whose longer cooling time may contribute to a longer duration of the impact-generated hydrothermal system. The effect appears to be stronger for the smaller craters. While the initial simulations use a single material (granite) target, a more realistic target is one in which the basic crystalline crust contains a component of ice and/or liquid water. Initial simulations model a 2-km asteroid impacting at 10 km/s and 45°. Four different targets have been modeled:

1)- Dry granite target;

2)-target with 10% ice distributed in regularly spaced horizontal layers (1 every 10 rows are made of water);

3)-target with 10% ice distributed in regularly spaced vertical layers (1 every 10 columns are made of water); 4) target with 10% water mixed throughout (every cell contains 10% of ice).

The figure shows volume of target material compressed above a given shock-pressure normalized by projectile volume. It is evident that the presence of water ice in the target does not affect the overall shock decay for shock pressures above about 20 GPa. Below 20 GPa the various cases differ by up to 15%, but this may be an artificial effect, due to the cutoff in tracers distribution away from the impact point. On the other hand, mixed materials in the target may affect shock propagation and consequently the final estimate of melting. If the target is a mixture of materials with very different impedances, as is the case for rocks and water, the shock wave propagation may be affected by the interaction of the original shock wave with shocks reflected at material boundaries. In shock events it is only the first shock that heats the material, while secondary reflected shocks increase the final shock pressure, with a minor contribution to the temperature. As a result, single- and multiple-shocked materials experiencing the same peak shock pressure will reach substantially different thermodynamic states, with the multiple-shocked material having lower shock temperature and shock entropy. Therefore, for mixtures of materials with very different impedances the maximum shock pressure alone may not be the best criterion for estimating melting and vaporization. We are planning to carry out a more detailed series of simulations to investigate the pressure-temperature conditions in compression and decompression, to estimate melting in mixed targets.

LATE STAGE

The final temperature field around an impact crater depends both on the shock compression/decompression cycle and on friction heating due to plastic deformation. As the geothermal heat flow gradient is responsible for an increase in temperature downward, material uplifted from below during the formation of the central peak/peak ring in complex craters is at higher temperatures that surrounding material, thus providing a further source of heat. For a complete picture of the thermal field underneath an impact crater it is thus necessary to follow the entire crater-forming event, from impact to the final crater. We use the 2D hydrocode SALE2B to model crater collapse and the formation of a final crater around 30 km in diameter (rim-to-rim), using the 2D hydrocode SALE2B, which has already been used to model the formation and thermal evolution of several terrestrial impact structures of various sizes. The simulations covered both asteroid (granite), and cometary impacts (ice), at 8 and 15.5 km/s. The target is modeled as crystalline granite, with a thermal gradient of 13 K/km (Babeyko & Zharkov -PEPI 117:421-435, 2000- assume 14 K/km as an "average" gradient estimate for Mars) and a starting surface temperature of 298K (typical cited Mars surface temperature is around 220K), which are characteristic terrestrial conditions, and a typical Martian gravity of 3.72 m/s². Assuming that the pore water has the same temperature as the surrounding material, we use the pure water/ice phase diagram to identify the final phase of water underneath the crater.

The figure shows that the resulting thermal fields underneath same size craters created by asteroid and comet impacts are similar: the combination of shock/plastic heating and the structural uplift of initially deeper strata create a water-bearing zone at depths where water is in the liquid stability field. The main difference is that there is a larger volume of hot rocks in the central peak of the comet produced crater, which is a natural result of larger initial shocks near the impact point due to the larger comet impact velocity. In the central uplift the high temperatures cause water to evaporate (steam-driven circulation). The liquid and vapor water stability zone characterizes the onset of a hydrothermal circulation cell. The figure suggests that for a mid-sized crater (rim diameter around 30 km) the hydrothermal circulation is probably restrictred to a "column" limited to about one-half of the final crater. These results are to be considered preliminary, as much testing is still necessary to characterize the best crater collapse model parameters for Martian conditions.

The Planetary Science Institute

Pierazzo E., N.A. Artemieva, B.A. Ivanov

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Che la vita potesse essere nata altrove nello spazio, e avesse attecchito sulla Terra dopo esservi stata trasportata da meteoriti e comete cadute sul nostro primordiale pianeta, è una teoria avanzata da tempo, già dai primi anni '80 ad opera dell'astronomo inglese Sir Fred Hoyle. Dapprima non accettata e addirittura derisa da molti astronomi e astrobiologi, questa teoria aveva iniziato pian piano a prendere piede e ad essere accettata sempre più dalla comunità scientifica. Ora, lo studio di alcuni ricercatori dell'Università di Napoli forniscono una valida prova a sostegno dell'idea di Sir Hoyle (chiamata panspermia). Infatti, come hanno affermato gli autori della scoperta, i professori Bruno D'Argenio e Giuseppe Geraci della Facoltà di Scienze dell'Università Federico II di Napoli, in collaborazione con la dottoressa Rosanna del Gaudio della Federico II e l'Istituto Geomare-Sud del CNR di Napoli, all'interno di rocce e meteoriti antichissime, vecchie fino a 4,5 miliardi di anni, sono stati trovati diversi tipi di microbi. E la già importante scoperta diventa ancora più sensazionale quando gli autori affermano che i microbi, dopo essere stati estratti dalla loro matrice rocciosa e immersi in una soluzione fisiologica, erano rapidamente in grado di riacquistare mobilità e capacità di riproduzione.Gli studiosi hanno analizzato una cinquantina di diversi campioni di rocce sedimentarie, ignee e metamorfiche, minerali, vetri vulcanici e altri materiali solidi naturali, con età comprese tra meno di un milione e 2,3 miliardi di anni. In esse hanno individuato 7-8 diversi tipi di batteri battezzati "cryms", o "cristallo-microbi", di dimensioni dell'ordine del millesimo di millimetro o meno, straordinariamente resistenti alle più ostili condizioni ambientali, quali temperature estreme e pressioni elevatissime.Gli stessi microbi sono stati ritrovati poi anche in alcune meteoriti vecchie di circa 4,5 miliardi di anni. Le loro caratteristiche li fa rientrare nella famiglia degli "archeobatteri", cioè quegli organismi vecchi di 3,5 miliardi di anni costituenti la più antica testimonianza di vita esistita sul nostro pianeta. Infatti, i cryms rinvenuti sulle meteoriti dispongono dello stesso DNA degli archeobatteri, dimostrandosi solo più primitivi per il fatto di essere sprovvisti degli anticorpi di cui dispongono i batteri attuali. La capacità dei cryms di sopravvivere per un tempo indefinito in condizioni ambientali estreme è una chiara indicazione del fatto che la vita - seppure allo stato quiescente - può esistere ovunque nel sistema solare e, allo stato attivo, su tutti quei corpi dove è ipotizzabile la presenza di acqua allo stato liquido. La scoperta dei ricercatori napoletani si inserisce nel dibattito sull'origine della vita sulla Terra, che deve combattere con la constatazione che l'intervallo di tempo trascorso tra la formazione della crosta terrestre e l'apparizione delle prime forme di vita appare troppo breve (poche centinaia di milioni d'anni). Una delle ipotesi avanzate per risolvere tale contraddizione è, appunto, quella di Hoyle, cioè che la vita non si sia formata sulla Terra ma altrove nell'Universo, dove avrebbe avuto a disposizione una quantità di tempo adeguata, e che sarebbe poi stata seminata ovunque da meteoriti e comete. E la scoperta di molecole organiche complesse nelle chiome delle comete e nelle grandi nubi molecolari dello spazio interstellare supporterebbero anch'esse tale teoria. Ovviamente, prima di gridare alla presenza di vita ovunque nell'Universo, è doveroso aspettare delle conferme agli esperimenti dei ricercatori napoletani.

NOTA: Aarcheobatteri. Il nome di questo gruppo di microrganismi (dal greco archanios, antico) fa riferimento all'antichità della loro origine. Molti archeobatteri vivono in ambienti estremi (le cui condizioni non permettono l'esistenza di tutte le forme di vita moderne) probabilmente molto simili alle condizioni che erano presenti sulla Terra durante le prime fasi dell'evoluzione dei procarioti. Infatti sono stati ritrovati archeobatteri nelle acque molto calde in prossimità delle spaccature della crosta terrestre nei fondali oceanici. Esistono tre sottogruppi di archeobatteri.

I metanogeni prendono il nome dal loro peculiare metabolismo energetico, in cui per ridurre l'anidride carbonica a metano, viene utilizzato l'idrogeno. Sono tra gli organismi più strettamente anaerobi (vivono in assenza di ossigeno) e solitamente vivono in paludi ed acquitrini dove gli altri microrganismi hanno consumato tutto l'ossigeno disponibile. Esistono anche altre specie di metanogeni che abitano gli ambienti anaerobi presenti all'interno del tratto intestinale degli animali, dove giocano un importante ruolo nella nutrizione del bestiame, delle termiti e di altri animali erbivori, la cui dieta è costituita soprattutto da cellulosa.

Gli alofili (dal greco hals, sale e philos, amico) vivono in habitat salini quali il Grande Lago Salato degli Stati Uniti o il Mar Morto. Alcune specie si limitano a tollerare un elevato grado di salinità, mentre altre per crescere richiedono la presenza di un ambiente con una salinità 10 volte maggiore di quella dell'acqua marina. Le colonie di alofili formano pellicole rosa il cui colore è dovuto alla presenza di un pigmento fotosintetico detto batteriorodopsina.

I termoacidofili necessitano di habitat molto acidi e molto caldi, condizioni solitamente proibitive per quasi tutti gli organismi. Le condizioni ottimali per questi archeobatteri sono temperature tra i 60-80 °C e valori di pH compresi tra 2 e 4. Ad esempio Sulfobolus abita nelle calde acque delle sorgenti termali sulfuree del Parco di Yellowstone, dove si procura l'energia ossidando lo zolfo presente in grandi quantità in queste sorgenti.

Si è trovato che gli Eubatteri e gli Archeobatteri, nonostante siano entrambi procarioti, sono diversi dal punto di vista genetico quanto lo sono gli Eubatteri e gli Eucarioti. Le profonde differenze evolutive che dividono gli eubatteri dagli archeobatteri non erano evidenti sulla base del fenotipo, mentre divenne chiaro solo dopo il confronto delle loro sequenze nucleotidiche. L’ipotesi che esistano tre gruppi evolutivi principali in seno agli organismi è confortata anche dalle sequenze di altri geni come quelle dei geni per alcune proteine di base, per alcuni RNA ribosomiali (tra cui gli rRNA 5S) e i grossi rRNA.

Sono il risultato di una simbiosi di procarioti a scopo di sopravvivenza. Secondo un nuovo studio (18.09.2004), le cellule complesse come quelle del corpo umano sarebbero probabilmente il risultato della fusione dei genomi di un antico batterio e da un microbo più semplice, un Archaea, noto per la sua capacità di resistere a temperature estreme e ad ambienti ostili. La scoperta fornisce nuove prove a sostegno dell'ipotesi secondo cui le cellule complesse sono sorte da combinazioni di organismi più semplici nel tentativo simbiotico di sopravvivere. Jim Lake e Maria Rivera, ricercatori dell'Università della California di Los Angeles, hanno pubblicato i risultati dello studio sul numero del 9 settembre della rivista "Nature". Sia i batteri sia gli Archaea sono "procarioti", un tipo di cellula che non possiede un nucleo distinto contenente il materiale genetico (DNA) e pochi altri componenti specializzati. Le cellule più complesse, dette "eucarioti", contengono invece un nucleo ben definito e anche "organelli" a compartimenti, indispensabili per il metabolismo, che trasportano molecole attraverso la cellula. Uno dei principali misteri della biologia è capire da dove provengono gli eucarioti. La risposta è che hanno due genitori, e ora sappiamo anche chi sono. Lake e Rivera hanno analizzato e confrontato i genomi di 30 microorganismi di tre categorie (eucarioti, batteri e Archaea), che contenevano circa lo stesso numero di geni. I risultati mostrano che due antichi procarioti - uno simile a un batterio, un'altro a un Archaea - hanno combinato i propri genomi per ottenere un vantaggio nella lotta per la sopravvivenza (un fenomeno chiamato endosimbiosi).

Luogo: la Caserma di Tatouine in Tunisia vicino all'isola di Djerba. Tempo: mezzanotte del 27 giugno 1931. Un lampo rischiara il cielo, la sentinella alza lo sguardo e vede una scia di fuoco. Segue il rumore di un forte impatto vicino. Attacco aereo ? No, una pioggia di meteoriti. In uno spiazzo sabbioso vicino alla caserma ce ne sono migliaia, ancora fumanti. Dodici chilogrammi di quei sassi spaziali vengono raccolti e inviati al Museo di Storia Naturale di Parigi, dove il professor Lacroix li classifica come "diogeriti". Queste sono meteoriti molto speciali: si ritiene, per motivi che in questa sede sarebbe troppo lungo da spiegare, che vengano dal pianetino Vesta in seguito ad una collisione con un altro asteroide. Tramite un commerciante di minerali parigino, Alain Carion, nel 1980 un pezzo della "meteorite di Tatouine" finisce tra le mani di Jean-Alix Barrat, ricercatore del Laboratorio di Scienze della Terra ad Angers. Estate 1996: con grande clamore, la NASA annuncia la scoperta di probabili "microorganismi" nella meteorite marziana ALH 84001: in una foto diffusa (vedi figura più sopra) dall'ente spaziale americano si vedono i microfossili, in forma di bastoncelli con struttura vermiforme, che misurano una sessantina di nanometri. Jean-Alix Barrat si ricorda della sua meteorite e la esamina al microscopio: incredibile, anche lì ci sono strutture simili ai "fossili" sbandierati dalla NASA. Possibile ? Gli stessi batteri su Marte e su Vesta ? Per vederci chiaro nel 1999 un altro ricercatore francese, Thierry Heulin del CEA di Cadroche (bocche del Rodano), parte per la Tunisia e va a raccogliere una manciata di sabbia vicino alla caserma di Tatouine. Quando la esamina al microscopio, con grande stupore vi scopre dei batteri, che battezza Ramilibacter tatouinensis. Sono identici a quelli della "diogenite", ma più grandi: misurano 200 nanometri anzichè 60. Tre scoperte in un colpo: una nuova specie di microbi, una nuova tecnica di sopravvivenza (rimpicciolirsi quando le condizioni ambientali si fanno troppo dure) ed un buon motivo per dire che la meteorite ALH84001 non contiene fossili marziani ma molto più probabilmente contaminazioni terrestri. Con buona pace della NASA ed un requiem per la sua esasperata ricerca di pubblicità.

Fin dalla più remota antichità l'uomo aveva imparato a distinguere sulla volta stellata fra le innumerevoli stelle che non mutano mai le posizioni reciproche alcune poche "stelle" che invece si spostano continuamente secondo complicate traiettorie: questi pochi astri "erranti" nel cielo erano i pianeti (che significa appunto viandanti) e gli altri, immobili, stelle fisse. Si trattava allora di ideare un modello geometrico e cinematico che spiegasse i moti osservati; fu ideato quindi il sistema geocentrico che trovò la sua massima espressione nell'Almagesto dell'astronomo alessandrino Claudio Tolomeo, e da allora prese il nome di sistema tolemaico. Tutto appariva regolato da rigorose, immutabili leggi, nella suprema armonia di un ordine perfetto. Tuttavia di quando in quando questa immutabilità veniva turbata da strani fenomeni: eclissi solari e lunari, apparizioni di comete. La scomparsa del Sole o della Luna destò spavento nell'uomo primitivo, così come accadde per la comparsa di un astro fiammeggiante. Il sopravvenire nel cielo di un'apparizione di aspetto diverso da quello dei consueti astri, che percorre il cielo senza rispettare le regole dei moti dei pianeti e che dopo una rapida corsa attraverso la volta celeste e dopo esser divenuta anche più luminosa di qualsiasi pianeta, a poco a poco diminuisce di splendore fino a scomparire per sempre senza lasciare traccia, dette adito a motivazioni di annunci misteriosi e pronostici terribili. Nella concezione aristotelico-tolemaica del mondo, era talmente inconcepibile che un astro non seguisse le regole del moto circolare perpetuo ed uniforme, che fosse turbata la "perfezione" del cielo e l’armonia delle sfere celesti, che i dotti dell’antichità e del medioevo, seguendo l'autorità di Aristotele, negarono che le comete fossero astri e le ritennero fenomeni del mondo sub-lunare (cioè il mondo terreno) ritenuto corruttibile e imperfetto. Aristotele pensava infatti che le comete fossero originate dalle esalazioni delle paludi salite nelle più alte regioni dell'atmosfera dove si condensavano, si accendevano e venivano trasportate dai venti: questa teoria fu accettata come dogma fino all'epoca di Galileo. Si pensi che addirittura nella maggior parte dei paesi europei nessun dotto poteva ottenere la cattedra di Astronomia e Astrologia in un’Università senza aver prima dichiarato la sua convinzione nella dottrina aristotelica ed in particolare nelle idee di Aristotele sulle comete. Fu soltanto nel 1473 che un europeo fece qualcosa di più che rabbrividire alla comparsa di una cometa. In quell'anno infatti, un astronomo tedesco, Regiomontano, osservò una cometa e ne registrò la posizione rispetto alle stelle. Poi nel 1532 due astronomi, l'italiano Girolamo Fracastoro e il tedesco Peter Apian, studiarono una cometa comparsa in quell’anno, e fecero notare come la sua coda puntasse sempre in direzione opposta al Sole. Poi, verso la fine del ‘500, il grande astronomo danese Tycho Brahe dall'osservazione di alcune comete apparse tra il 1577 e il 1596 rilevò che apparivano nella stessa posizione rispetto alle stelle quando venivano osservate contemporaneamente da due località molto distanti tra loro; Tycho trasse subito da questa constatazione la conseguenza che le comete sono assai più lontane della Luna. Ma fu solo parecchi decenni più tardi, quando il sapere scientifico si liberò dalle teorie teologiche e filosofiche, che fu universalmente accettato ciò che Tycho aveva mostrato. Verso la fine del ‘600 Newton, sulla base della sua legge gravitazionale e applicando i metodi del calcolo infinitesimale da lui stesso ideati, trovò un procedimento per calcolare, in base allo spostamento sulla volta celeste, le orbite che le comete descrivono attorno al Sole ammettendo che gravitassero attorno ad esso su orbite paraboliche. Inoltre Newton, osservando la cometa di Kirch del 1680 (la prima cometa scoperta col cannocchiale), stabilì la relazione sulla coda, maggiore dopo il perielio e tanto più grande quanto minore è la distanza perielica. Edmund Halley, direttore dell’osservatorio di Greenwich ed amico di Newton, applicò il metodo escogitato da questi a tutte le comete apparse fino ad allora e delle quali erano state registrate e conservate le osservazioni delle posizioni nel cielo. Ottenne così le orbite paraboliche di diverse comete e tra queste notò che le parabole descritte da tre comete apparse nel 1531, 1607 e 1682 risultavano identiche: subito pensò che queste tre comete non fossero altro che le successive apparizioni di una stessa cometa che segue attorno al Sole anziché una parabola, un'ellisse tanto allungata da passare vicino alla Terra nel punto più vicino al Sole e di allontanarsi al di là di Saturno nel punto più lontano dal Sole (questa cometa si porta addirittura al di là di Nettuno, ma all'epoca di Halley, Nettuno ed Urano non si conoscevano ancora). A tale enorme distanza la cometa sarebbe divenuta invisibile e sarebbe riapparsa ad ogni passaggio al perielio: il tempo impiegato a percorrere quest'orbita risultava 76 anni. Halley rimase così convinto della sua ipotesi che predisse il ritorno della cometa per il 1759. La cometa infatti, luminosissima, ricomparve puntuale alla data prevista e nella posizione indicata, quando Halley era morto da 34 anni. La cometa, che da allora porta il suo nome, è ancora riapparsa nel 1835, nel 1910 e nel 1986.

Tutta la fenomenologia di una cometa trae origine da un nucleo monolitico poco coerente, avente albedo (rapporto percentuale tra luce riflessa e luce incidente) e densità piuttosto basse e dimensioni dell’ordine della decina di chilometri. Per esempio, il nucleo della Halley, dopo il passaggio ravvicinato della sonda Giotto nel 1986, è risultato una sorta di "patata" lunga circa Sonda GIOTTO.

16 Km e larga circa 8 Km * 7 Km. La bassa coesione dei nuclei cometari si è manifestata in diverse occasioni, nel passato, con la loro facile frammentazione (per esempio la cometa West del 1975, o la Schoemaker-Levy 9 tra il 1993 e il 1994) causata da effetti mareali del Sole o dei pianeti. Un nucleo cometario è composto di polveri e di ghiacci volatili, nel senso che sono capaci di passare facilmente allo stato di vapore. Questi ghiacci comprendono come composto principale l'acqua che da sola ne costituisce fino all’80% della massa. Le molecole d'acqua hanno l'esigenza di formare tra loro il numero massimo di legami "a idrogeno", e questo è vero specialmente allo stato solido, tanto che il ghiaccio presenta una struttura cristallina ricca di cavità ed ha un volume maggiore del liquido da cui deriva, per cui galleggia sull’acqua. Tali cavità costituiscono come una "gabbia" nella quale possono restare intrappolate piccole molecole quali monossido di carbonio (circa il 10% della massa), diossido di carbonio (circa il 10% della massa) e quantità minori di ammoniaca, metano, cianuro di idrogeno. Questi aggregati prendono il nome di "clatrati" dal latino clatratus che significa "ingabbiato". La disgregazione dei clatrati di un nucleo cometario avviene quando esso dista dal Sole meno di 5 U.A., ma diventa veramente significativa entro 3 U.A., quando il calore solare è abbastanza intenso da provocare la sublimazione del ghiaccio (passaggio diretto dalla fase solida a quella gassosa). In questa situazione si verifica la contemporanea vaporizzazione delle molecole intrappolate e dell'acqua che le circonda; nel caso della Halley fu misurato un flusso di 500 Kg di acqua e di 50 Kg di diossido di carbonio al secondo. Nelle comete che per la prima volta nella loro vita si avvicinano al Sole il ghiaccio d'acqua potrebbe esistere in una struttura disordinata, non cristallina e perciò amorfa, che si trasformerebbe nella struttura cristallina ordinata durante l'avvicinamento al Sole, tra circa 6 e 3 U.A. di distanza. La trasformazione, se si realizza, porta alla liberazione di calore, che potrebbe essere tra le cause dell’attività eruttiva osservata in nuclei cometari Nucleo della cometa Halley.

distanti dal Sole più di 3 U.A. La superficie del nucleo della Halley è ricoperta da uno strato di materiale molto scuro al quale si deve la bassa albedo. L'assorbimento della radiazione solare da parte di questo strato scurissimo determina un riscaldamento del nucleo tale da portarne la temperatura a livelli imprevisti. Nel caso del nucleo della Halley, la temperatura registrata alla distanza di 0.83 U.A. dal Sole fu di 320 K (circa 47 °C), ben più elevata di quella prevista che si aggirava attorno ai 190 K. La composizione di questo materiale superficiale non è nota, ma è probabilmente simile a quello della polvere rilasciata dal nucleo e che forma una delle due code, ricca di carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto. La morfologia del nucleo della Halley ha rivelato crateri e lunghe colline, certamente nate in seguito ai numerosi impatti ai quali è andato soggetto durante la sua formazione, avvenuta nella regione del sistema solare dove sono nati i pianeti giganti. I nuclei cometari sono tra i corpi più antichi che possiamo studiare, dai quali possiamo ricavare informazioni sugli avvenimenti di 4.6 miliardi di anni fa, quando i pianeti e la terra si sono formati dalla nebulosa primordiale da cui era già nato il Sole. Le comete quindi conserverebbero pressochè inalterati i minerali e i ghiacci che si sono aggregati spontaneamente nella regione dei pianeti giganti e questo giustifica l'interesse che suscitano. Il nucleo della cometa di Halley, come probabilmente la maggior parte dei suoi consimili, è dotato di un moto di rotazione, alquanto complesso e non ancora conosciuto nei dettagli attorno ai propri assi. Non tutta la superficie di un nucleo cometario è interessata dall’eruzione di gas e polveri che producono la chioma e la coda. Sul nucleo della Halley è stato possibile identificare un numero ristretto di regioni attive (circa il 10% della superficie) e anche queste diventano tali solo quando sono Cometa WILD2: fly-by.

direttamente illuminate dal Sole. La combinazione di pochi centri attivi con fasi intermittenti di eruzione e con la complessa rotazione del nucleo, genera intorno a questo una serie di getti spiraliformi la cui morfologia è in diretto rapporto con quei fenomeni. Nel concludere questa parte dedicata ai nuclei cometari è necessario segnalarne l'inosservabilità, infatti un corpo di 10 Km di diametro è risolvibile con un telescopio di 120 mm se si trova ad una distanza inferiore ai 2 milioni di Km circa. D'altra parte un avvicinamento a tale distanza rappresenterebbe uno "sfioramento" del nostro pianeta, un avvenimento che, sebbene non impossibile, è in realtà molto raro. Le distanze Terra-cometa sono di solito maggiori così che un nucleo cometario generalmente non è osservabile. Alla distanza di 1 U.A. la minima formazione osservabile con un 120 mm ha dimensioni di circa 700 Km, di circa 1400 Km a 2 U.A. e così via. Ciò significa che con strumenti amatoriali non si può sperare di studiare altro che la regione circumnucleare a grande scala, detta chioma. Spesso però, al centro della chioma è osservabile un "falso nucleo" di apparenza molto compatta, ma tale struttura è collegata alla regione di massima densità eruttiva che si trova immediatamente attorno al nucleo vero e proprio.

La misura dell'intensità luminosa (fotometria) della chioma, fornisce preziose indicazioni sulla distribuzione di materia eiettata da nucleo. A poche centinaia di chilometri di distanza dal nucleo, gas e polveri, assorbendo la radiazione solare, realizzano il cosiddetto effetto ombra (indicato con S dall’inglese shadow); questa porzione di chioma costituisce l'atmosfera del nucleo cometario ed è sede di reazioni causate dalla luce solare (reazioni fotochimiche) tra le molecole liberate dai clatrati e dalle polveri, con formazione di nuove molecole e di idrogeno atomico che si avvolge attorno al nucleo formando un alone ampio anche migliaia di chilometri. Le polveri esercitano un'azione catalitica nel senso che accelerano certe reazioni invece di altre: si ha perciò una certa evoluzione chimica dell'atmosfera all'aumentare della distanza dal nucleo. Quando poi l'espansione dell'atmosfera cometaria ne causa una sufficiente rarefazione, si hanno tre risultati: le reazioni tra molecole diventano poco importanti; le radiazioni ultraviolette del Sole decompongono i grani di polvere e allo stesso tempo ionizzano le molecole esistenti; cominciano le reazioni tra ioni e molecole e le interazioni del materiale col vento solare. I flussi di materiale che derivano dalla sublimazione del nucleo, combinati con la sua stessa rotazione, possono dare origine a strutture curve ben distinguibili con fotografie ad alta risoluzione, simili a quelle effettuate per i pianeti. Se poi la rotazione del nucleo è piccola le strutture appaiono come fontane (indicate con F) altrimenti subiscono una forte deformazione e danno luogo ai cosiddetti getti (indicati con la lettera J, dall’inglese jet). Col passare del tempo questi getti si avvolgono a spirale attorno al nucleo formando degli aloni quasi concentrici (indicati con H, dall’inglese halo). C'è poi la radiazione solare che spinge le particelle di polvere in direzione anti-solare a formare la coda. D'altra parte la radiazione solare non si limita a questa azione dinamica, ma provoca anche delle reazioni fotochimiche che, a partire dalle poche molecole originarie provenienti dai clatrati e dalla disgregazione delle polveri, producono numerose molecole e ioni: proprio queste nuove specie costituiranno la "ionosfera" cometaria che inizierà a risentire fortemente del campo magnetico interplanetario insieme al vento solare. Il campo magnetico subirà una specie di drappeggio che circonderà la ionosfera cometaria formando un fronte d'urto quasi parabolico e una coda magnetica.

I fotoni solari esercitano una certa pressione sulle particelle della polvere, detta "pressione di radiazione", che è pari a 5 milionesimi di Pascal ad 1 U.A. dal Sole e diminuisce col quadrato della distanza. Addirittura questa pressione, per una particella di piccole dimensioni, può superare l'attrazione gravitazionale della cometa stessa e del Sole. Infatti la spinta centrifuga della radiazione cresce con il quadrato del raggio della particella, mentre l’attrazione gravitazionale cresce di pari passo con il cubo del raggio, quindi l’efficienza della pressione di radiazione diminuisce all’aumentare delle dimensioni delle particelle di polvere: i più grandi, essendo meno spinti degli altri, rimarranno vicini al nucleo, spargendosi lungo l’orbita a costituire il materiale delle stelle cadenti; quelli più piccoli invece si allontaneranno dal nucleo e dall'orbita, spargendosi in ampie regioni complanari con l'orbita stessa e formando la coda di polveri. Per le particelle che si allontanano dal nucleo esistono fondamentalmente due possibilità riguardo alle traiettorie che possono seguire: le particelle rilasciate nello stesso istante si allontanano dal nucleo formando delle curve poco accentuate chiamate sincrone; quelle di uguali dimensioni, ma rilasciate in tempi diversi, si dispongono lungo linee molto curve chiamate sindinamiche, definite dal rapporto tra pressione di radiazione e gravità solare. Quindi nel loro insieme sincrone e sindinamiche possono spiegare le forme delle code di polveri, le quali sono funzione, oltre che delle forze esaminate, anche della velocità di espulsione del materiale dal nucleo della cometa. Un'ultima osservazione da fare a proposito delle code di polveri è che in particolari condizioni geometriche, quando cioè la Terra attraversa il piano orbitale della cometa e quest'ultima è già passata al perielio, è possibile osservare una coda che punta in direzione del Sole: si parla in tale caso di anticoda, la quale risulta composta dai granuli di polvere più grossi (essi percorrono infatti i tratti di sincrone più brevi); questo è comunque un effetto legato esclusivamente alla prospettiva.

Gli ioni e le molecole della chioma e della coda gassosa, assorbendo energia elettromagnetica dal Sole, la riemettono poi in tutte le direzioni, in particolare verso l’osservatore, sotto forma di radiazione quantizzata (a righe) che, in parte, cade nella regione della luce visibile. A causa delle reazioni tra ioni e molecole si formano ancora nuovi ioni che, diseccitandosi da un precedente stato di eccitazione energetica, emettono altre radiazioni anch’esse in parte visibili. Entrambi i fenomeni prendono il nome di emissione di fluorescenza e sono responsabili dello spettro a righe delle comete. Le molecole che maggiormente emettono nel visibile sono CN (388 nm), C₃ (406 nm), CH (435nm), C₂ (514 nm), con CN e C₂ certamente più abbondanti delle altre nel contribuire alla luminosità della chioma. Per quanto riguarda invece gli ioni, quelli che maggiormente contribuiscono all'osservabilità della coda, sono CO+ (426 nm) e H3O+ (700 nm). Poiché tra le lunghezze d’onda di 388 e di 514 nm si va dall’estremo violetto, attraverso il blu fino al blu-verde, la testa e la coda gassosa, detta di tipo I, appaiono con una tonalità azzurrina.

04.02.2004 A Comet Tale: At Last, Europe's Rosetta Mission is Ready for Flight

After a year of delays and a completely reworked mission, the European Space Agency (ESA) is gearing up for Rosetta, an international effort to send two spacecraft on a cosmic date with one of the snowballs of the universe. Set for a Feb. 26 launch, with two potential windows spaced 20 minutes apart, Rosetta should finally begin its trek to Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko, a ball of ice, dirt and dust that sweeps through the Solar System almost every six years or so. The mission is twofold, consisting of an orbiter expected to circle the comet upon arrival and a small lander to touchdown on the icy traveler shortly thereafter. All systems are green…and we are all go now. I think we have a wonderful spacecraft here. The upcoming launch is a redemption of sorts for Rosetta planners, who saw their original plans evaporate last year after the Ariane-5 rocket booster for a separate mission failed. ESA officials delayed Rosetta's launch indefinitely, a setback that kept Rosetta from visiting its initial target, the Comet Wirtanen.

Rosetta takes its name from the Rosetta Stone, which gave archaeologists the tools

Rosetta stone. Il 2 luglio 1798, un potente esercito francese sbarcò in Egitto, al comando di Napoleone Bonaparte. L'Egitto era alleato dell'Inghilterra e l'imperatore francese tentava con questa spedizione di colpire duramente la sua mortale nemica. Al seguito dell'imperatore viaggiavano scienziati -arheologi- con l'incarico di scoprire e studiare i resti delle antiche civiltà egiziane. Fra gli oggetti raccolti durante la spedizione napoleonica c'era un blocco di basalto nero su cui era incisa una dedica al faraone Tolomeo V Epifore in tre differenti caratteri: geroglifica, la prima scrittura usata in Egitto, demotica e in lingua greca, parlata dalla dinastia regnante, e che ebbe grande importanza per interpretare la scrittura egiziana. Poiché la pietra fu ritrovata presso la città di Rosetta, sul Nilo, venne chiamata Stele di Rosetta. Dopo molti anni di faticoso e duro lavoro, mediante accurati confronti con altri testi, lo studioso Jean Francois Champollion (vero genio linguistico che cominciò lo studio delle lingue orientali ad undici anni, conoscendo già quelle europee diventando professore a diciannove), fu in grado nel 1822 di decifrare i geroglifici basandosi su un'altra lingua utilizzata nel tardo egizio: il copto. Ad ottenere il merito fu una successiva scoperta avvenuta nel 1815, quando furono rinvenuti nell'isola di Philae, due piccoli obelischi: erano una seconda stele in quanto vi era inciso il doppio testo geroglifico e greco; inoltre vi compariva il nome di un altro faraone Tolomeo (Evergete II) con la consorte Cleopatra III. Lo scienziato, leggendo il testo greco, aveva notato che per otto volte ricorreva un anello ovale chiamato cartiglio, contenente numerosi geroglifici e comprendente due segni che non vengono letti: uno determinativo che indica la categoria maschile o femminile cui il nome appartiene e un altro indicante la desinenza dello stesso. Champollion mise in ordine le lettere del nome riportato, osservando la posizione degli ideogrammi, sotto i corrispondenti segni del cartiglio e potè comprendere ad ogni segno quale lettura del nostro alfabeto corrispondessero. Lo stesso fece per Cleopatra, l'altro nome raffigurato. Percepì dunque che per ciascun geroglifico non corrispondeva necessariamente una parola; inoltre essi non erano pittogrammi o ideogrammi in quanto non rappresentavano esclusivamente oggetti o concetti ma all'interno di un identico testo, essi, potevano avere sia valore simbolico sia fonetico. Proseguendo Champollion, trascrisse un alfabeto che pubblicò in seguito: Le Lettre à M. Dacier. Le basi per la nascita di una moderna scienza dell'egittologia sono poste.

to decipher Egyptian hieroglyphics. Project scientists hope their orbiter-lander mission is the astronomical equivalent of its namesake, giving astronomers the tools they need to decipher the nature of comets. We know very little, ultimately, about comets. We are going to be learning very fast then. Altogether, Rosetta is taking 21 scientific instruments to Comet Churyumov-Gerasimenko, which breaks down to 11 on the orbiter and 10 on the lander. Among the instrument suit are cameras to take high-resolution images of the comet's surface and shape, various spectrophotometers to study its chemical composition, as well as instruments to measure the gases and dust that spew from Churyumov-Gerasimenko as it approaches the Sun. The mission's flight profile calls for the orbiter-lander combo to meet up with Comet Churyumov-Gerasimenko about 4.5 astronomical units (AU) from the Sun. One AU, or astronomical unit, is the distance from the Earth to Sun, about 93 million miles (150 million kilometers). The comet should still be relatively inactive at the start of the mission, Schwehm said, allowing project scientists a ringside seat to Churyumov-Gerasimenko when it begins to expel gas and form its tail. Rosetta planned mission runs about two years, following the comet until it reaches its closest point to the Sun. However, mission planners were able to find a suitable replacement, Churyumov-Gerasimenko, a 2.5-mile (four-kilometer) wide collection of ice and dirt that speeds through the Solar System at about 83,800 miles (135,000 kilometers) an hour. Today, Rosetta's orbiter and lander is one of ESA's most complex scientific payloads ever designed for Solar System research. But the two spacecraft still have a 10-year journey ahead of them before reaching their final destination. If everything goes as planned, the mission should meet up with Comet Churyumov-Gerasimenko in 2014.

NOTA: Stele di Rosetta. Il 2 luglio 1798, un potente esercito francese sbarcò in Egitto, al comando di Napoleone Bonaparte. L'Egitto era alleato dell'Inghilterra e l'imperatore francese tentava con questa spedizione di colpire duramente la sua mortale nemica. Al seguito dell'imperatore viaggiavano scienziati con l'incarico di scoprire e studiare i resti delle antiche civiltà egiziane. Fra gli oggetti raccolti durante la spedizione napoleonica c'era un blocco di basalto nero su cui era incisa una dedica al faraone Tolomeo V Epifore in tre differenti caratteri: geroglifica, la prima scrittura usata in Egitto, demotica e in lingua greca, parlata dalla dinastia regnante, e che ebbe grande importanza per interpretare la scrittura egiziana. Poiché la pietra fu ritrovata presso la città di Rosetta, sul Nilo, venne chiamata Stele di Rosetta. Dopo molti anni di faticoso e duro lavoro, mediante accurati confronti con altri testi, lo studioso Jean Francois Champollion (vero genio linguistico che cominciò lo studio delle lingue orientali ad undici anni, conoscendo già quelle europee diventando professore a diciannove), fu in grado nel 1822 di decifrare i geroglifici basandosi su un'altra lingua utilizzata nel tardo egizio: il copto. Ad ottenere il merito fu una successiva scoperta avvenuta nel 1815, quando furono rinvenuti nell’isola di Philae, due piccoli obelischi: erano una seconda stele in quanto vi era inciso il doppio testo geroglifico e greco; inoltre vi compariva il nome di un altro faraone Tolomeo (Evergete II) con la consorte Cleopatra III. Lo scienziato, leggendo il testo greco, aveva notato che per otto volte ricorreva un anello ovale chiamato cartiglio, contenente numerosi geroglifici e comprendente due segni che non vengono letti: uno determinativo che indica la categoria maschile o femminile cui il nome appartiene e un altro indicante la desinenza dello stesso. Champollion mise in ordine le lettere del nome riportato, osservando la posizione degli ideogrammi, sotto i corrispondenti segni del cartiglio e potè comprendere ad ogni segno quale lettura del nostro alfabeto corrispondessero. Lo stesso fece per Cleopatra, l'altro nome raffigurato. Percepì dunque che per ciascun geroglifico non corrispondeva necessariamente una parola; inoltre essi non erano pittogrammi o ideogrammi in quanto non rappresentavano esclusivamente oggetti o concetti ma all’interno di un identico testo, essi, potevano avere sia valore simbolico sia fonetico. Proseguendo Champollion, trascrisse un alfabeto che pubblicò in seguito: Le Lettre à M. Dacier. Le basi per la nascita di una moderna scienza dell'egittologia sono poste.

A few months after its 2014 arrival at Comet Churyumov-Gerasimenko, Rosetta's lander is designed to self-eject and start its own studies. Since the lander doesn't use a rocket engine to control the descent, just a small reaction control system, its survival depends on the orbiter matching the relative speed of the comet, allowing it to trace a slow, ballistic trajectory to Churyumov-Gerasimenko's surface. Three landing struts are designed to absorb any impact shock, and can lift or tilt the lander to keep it in an upright position.We have harpoons that will anchor the lander to the comet. The comet [has] a low gravity, so if you come at it with a propulsion system, you'll jump right off again. The lander is expected to fall toward the planet slowly, and should hit the comet surface at a speed of about three feet (one meter) per second. It's something like a pedestrian walking into a wall, but we really don't know for sure. This [unknown] is something we have to cope with, because nobody knows what the comet is like up close. Unlike Rosetta's orbiter, the lander was built specifically for its first target, Comet Wirtanen, which is smaller than Churyumov-Gerasimenko and has less gravity. While mission planners believe the lander can handle the additional stresses, they can only find out once Rosetta reaches its target. Rosetta engineers included a drilling system among the lander's instruments, some of which mirror those on the orbiter, to study sample materials from beneath the comet surface. Data from the lander can only reach Earth after being relayed through the orbiter.

In addition to being the first mission to land on a comet, Rosetta is expected to debut a few new instruments in space, one of which is from the mission's American contingent. Researchers at NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) in California have built the first microwave instrument to be used for planetary science. The instrument, aptly named the Microwave Instrument for the Rosetta Orbiter (MIRO) will be used to analyze Comet Churyumov-Gerasimenko's rate of outgassing, as well as the temperature just below the surface of the comet's nucleus. There have been some of these instruments used on Earth for terrestrial science and atmospheric studies, but they are enormous and costly. Those Earth instruments can each weigh up to 440 pounds (200 kilograms), more than Rosetta's entire scientific payload. JPL scientists were able to cut MIRO's weight down to about 44 pounds (20 kilograms). NASA also contributed in part to ROSINA [ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis) contains two sensors which will determine the composition of the comet's atmosphere and ionosphere, the velocities of electrified gas particles, and reactions in which they take part. It will also investigate possible asteroid outgassing.], one of the most sophisticated mass spectrometers ever to fly in space. Led by investigators in Switzerland, Rosetta will use the ROSINA instrument to determine the composition of Comet Churyumov-Gerasimenko's atmosphere, ionosphere and the speeds of individual gas particles. ROSINA should also be able to carbon date comet fragments, which could tell scientists how long the icy traveler has existed. We're going to be able to tell the age of the comet !!

NOTE: MIRO (Microwave Instrument for the Rosetta Orbiter) is a scientific Artist's Rendition of MIRO.

instrument on the ROSETTA Spacecraft. MIRO will measure the near surface temperatures of the asteroids OTAWARA and SIWA, and the comet WIRTANEN, thereby allowing scientists to estimate the thermal and electrical properties of these surfaces. In addition, the spectrometer portion of MIRO will allow measurements of water, carbon monoxide, ammonia, and methanol in the gaseous coma of comet WIRTANEN. These measurements will allow scientists to study how the comet material sublimates (changes from its frozen state, ice, to a gas) in time and distance from the sun. The data from MIRO, along with data from other instruments on the orbiter and the comet lander, will give scientists a better idea of how comets formed, what they are made of and how they change with time.

The key to Rosetta's success ultimately depends on its power supply, two massive solar panels that stretch out 45 feet (14 meter) from each side of the orbiter. Project engineers specially designed the panels to operate at low temperatures and cull the most power from the low-intensity sunlight it will receive during its mission. I think they're setting a record for the farthest use of solar panels from the sun. [NASA's] Stardust used them from outside 2 AU, but we will reach out even farther. Rosetta's solar panels are responsible for keeping the spacecraft primed for its cometary rendezvous for its 10-year transit through the Solar System, generating about 395 watts of power at the low end and 850 watts at the high. At its farthest point form the Sun, the orbiter/lander duo will be about 5.25 AU away - to the orbit of Jupiter - before it falls back Sunward towards its date with Comet Churyumov-Gerasimenko. Through much of the pre-rendezvous trip, Rosetta will be in a hibernation mode, generating only enough power keep its sensitive instruments from freezing in the cold of space. Mission controllers plan to awaken the spacecraft briefly in 2008 during its pass through the asteroid belt to study nearby space rocks, though definite targets won't be announced until later.

Despite its upcoming launch, Rosetta has certainly had its share of mission headaches.

The spacecraft's original flight plan called for a 2003 launch with a Comet Wirtanen in Rosetta's crosshairs. But ESA scrubbed that launch after an Ariane-5 rocket failed in December 2002. The launch failure cast a pall over ROSETTA scientists after their mission was put on indefinite delay, cutting their chances of a successful Wirtanen rendezvous. After some quick number crunching, mission planners settled on Churyumov-Gerasimenko, one of a number of original targets they had to choose from, as a viable alternative target. Last year we were pretty glum knowing that we were facing launch delay. But now we're really there and I'm really looking forward to the extended mission. The years in between are going to go by fast. The comet target switcheroo, however, was not without cost. To get to Churyumov-Gerasimenko, Rosetta has to swing by Earth not once but three times, starting in 2005 with subsequent passes every two years after. A Mars flyby in 2007 is also required to fling the spacecraft through the asteroid belt. The first step is to get into orbit and have an excellently working spacecraft. But even if it takes 10 years, [the science] is worth waiting for. After such a long launch delay, our scientists deserve it. Rosetta is ESA's second dedicated comet rendezvous. The first, Giotto, visited two of the icy space snowballs starting with a historic pass by the famed Comet Halley in 1986. Six years later Giotto made its second cometary rendezvous during a flyby of Comet Grigg-Skjellup.

Rosetta 3D Model...

The second attemp of the launch of Flight 158 with the Rosetta spacecraft has been delayed for technical reasons. A piece of foam became detached from the main stage and technical inspections are in progress. The Rosetta spacecraft is safely under control and no interventions are required. Launch is tentatively rescheduled for early next week. Update: Today's launch of Flight 158 with the Rosetta spacecraft will be delayed by a few days to allow for a minor repair to the external thermal protection on Ariane 5's core cryogenic stage. Arianespace reports that a visual inspection of the cryogenic core stage detected that a 10 X 15-cm piece of the protection was missing, giving reason for the countdown to be stopped. The inspection was made prior to the start of the stage’s fuelling. This thermal protection insulates the stage's cold cryogenic propellants against the warmer external environment. To replace the missing piece of insulation, Ariane 5 will be moved on its mobile launch table back to the Spaceport's Final Assembly Building, where a new block of thermal protection will be installed. Once the new piece is in place, the adhesive requires approximately 36 hours for its drying/curing process. Both the launcher and the Rosetta spacecraft remain in a 'safe' mode.

Evry, Monday, March 1st,, 2004 - Following the completion of the corrective actions on the main cryogenic stage (EPC) and the final inspection, Arianespace has decided to resume the final count-down for Flight 158. Liftoff of the Ariane 5 launcher is planned in the morning of Tuesday, March 2nd, with two launch opportunities:

7:17:44 am or 7:37:44 am GMT
4:17:44 am or 4:37:44 am, Kourou time
8:17:44 am or 8:37:44 am, Paris time
2:17:44 am or 2:37:44 am, Washington time

Ariane 5 successfully carried out a complex mission today that placed the European Space Agency's Rosetta deep space probe on an 11-year mission for an intercept of Comet Churyumov-Gerasimenko. Flight 158's Vulcain main cryogenic engine ignited at 44 seconds past 4:17 a.m. (local time in French Guiana) - the first of two precise launch instances that were set for today's mission. This very specific timing was determined by the mission's unique trajectory. The Ariane 5 Generic lifted off from its launch table at the Spaceport's ELA-3 complex and climbed through cloud layers in the French Guiana morning sky. Following a standard ascent and initial flight profile, the Ariane 5's EPS upper stage entered a prolonged ballistic phase, followed by its delayed ignition at almost 2 hours after liftoff. Rosetta was then separated from the stage approximately 14 minutes later, embarking on an Earth escape trajectory that will lead to its encounter with Comet Churyumov-Gerasimenko in 2014. As part of its mission, Rosetta will deploy a lander for a soft touchdown on the comet's surface. The Rosetta spacecraft was developed in a European Space Agency-sponsored program and was built by an industrial team involving more than 50 contractors from 14 European countries and the United States. The prime spacecraft contractor is Astrium Germany, and major subcontractors are Astrium UK (for the spacecraft platform), Astrium France (spacecraft avionics) and Alenia Spazio (assembly, integration and verification). "I would like to express my most sincere thanks to the European Space Agency, which once again placed its trust in us," Arianespace CEO Jean-Yves Le Gall said in post-launch comments at the Spaceport's control center. "My thanks also go to the technical teams at the CNES French space agency, the European Space Agency, as well as our own Arianespace personnel. With today's success, the future is very bright for Ariane!" Speaking by telephone from Paris, European Space Agency Director General Jean-Jacques Dordain said signals from the Rosetta spacecraft were quickly acquired by the agency's operations center in Darmstadt, Germany - confirming that the deep-space probe was well on its way. "We now have a long trip ahead of us, and I want to congratulate Arianespace," Dordain added. He added that with the other missions already underway to Mars, the Moon and Titan (Saturn's largest moon), ESA already is a significant partner in international exploration of the universe, and the agency is ready to be even more significant partner in the framework of the future international vision. Flight 158 was the 14th commercial Ariane 5 mission performed under Arianespace management.

Evry, France, March 2nd, 2004 - Arianespace today successfully launched the European Space Agency's Rosetta probe, placing it on an Earth-escape trajectory for a rendezvous with the comet 67P/Churyumov-Gerasimenko following a ten-year trip through the solar system. With its 14h successful mission, the standard Ariane 5G ("Generic") launcher continues to demonstrate its technical and operational maturity. Furthermore, Ariane 5 has proven its ability to handle a complete spectrum of missions, from commercial launches into geostationary transfer orbit to scientific missions requiring special orbits. Rosetta was placed into a hyperbolic liberation orbit - the first time an Ariane 5 has been used for this type of mission. It was able to carry out the mission thanks to the delayed ignition capability of Ariane 5's storable propellant upper stage, allowing it to perform a 1 hour 46 minute ballistic "coast" phase that optimized the stage's performance to place Rosetta on the correct trajectory.

Built by EADS Astrium, the Rosetta spacecraft weighed 3,065 kg at launch. It is shaped like a cube, measuring 2.8 x 2.1 x 2.0 meters; its upper part carries the instruments making up the payload, while the bottom part has the platform's subsystems. Two solar panels, each measuring 32 square meters, will give this interplanetary probe an in-orbit span of over 34 meters. To build up sufficient energy to reach its orbit, the spacecraft will "fly by" the Earth three times, and once by Mars, using the gravitational fields of these two planets to modify its trajectory. During its ten-year voyage, Rosetta will cross the asteroid belt twice. Because of the time needed for the voyage, the onboard instruments will be have to be placed in "hibernation" for long periods. Maneuvers to rendezvous with the comet 67P/Churyumov-Gerasimenko are slated for May 2014. Rosetta's primary mission is to study the core of the comet and its environment. In November 2014, a "lander" carried by the spacecraft will touch down on the comet's surface.

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ROSETTA: A space sophisticate
EUROPEAN SPACE AGENCY NEWS RELEASE
Posted: February 16, 2004

The European Space Agency's ROSETTA mission will be getting under way in February 2004. The ROSETTA spacecraft will be pairing up with Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko and accompanying it on its journey, investigating the comet's composition and the dynamic processes at work as it flies sunwards. The spacecraft will even deposit a lander on the comet.

Artist's concept of Rosetta orbiting a comet with its lander on the surface. Credit: Astrium/Erik Viktor.

This will be our first direct contact with the surface of a comet. The trip is certainly not short: ROSETTA will need ten years just to reach the comet. This places extreme demands on its hardware; when the probe meets up with the comet, all instruments must be fully operational, especially since it will have been in "hibernation" for two-and-a-half years of its journey. During this 'big sleep', all systems, scientific instruments included, are turned off. Only the on-board computer remains active.

ROSETTA's hardware fits into a sort of aluminium box measuring just 12 cubic metres. The scientific payload is mounted in the upper part, while the subsystems - on-board computer, transmitter and propulsion system - are housed below. The lander is fixed to the opposite side of the probe from the steerable antenna. As the spacecraft orbits the comet, the scientific instruments will at all times be pointed towards its surface; the antenna and solar panels will point towards the Earth and Sun respectively. For trajectory and attitude control and for the major braking maneuvers, Rosetta is equipped with 24 thrusters each delivering 10 N. That corresponds to the force needed here on Earth to hold a bag containing 10 apples. ROSETTA sets off with 1650 kg of propellant on board, accounting for more than half its mass at lift-off. Just 20 percent of total mass is available for scientific purposes. So when developing the research instruments the same rule applied as for supermodels: make every gram count. The calculation seems to have worked out right: the main probe will be carrying 11 scientific instruments and the ROSETTA lander a further ten. They will analyse the composition and structure of the comet's nucleus and study its interaction with the Solar wind and the interplanetary plasma.

To provide the probe with the power it needs in space, we have given it the biggest Solar panels ever carried by a European satellite. These cells are its only source of electricity. They span 32 metres tip to tip while, at 64 m² the surface area is comparable to that of a two-bedroom flat. The panels may be rotated through 180 degrees to catch the maximum amount of sunlight. These dimensions are also essential because when ROSETTA meets Churyumov-Gerasimenko it will be 675 million kilometres away from the Sun. At that distance solar radiation is very weak and the solar collectors will supply only 440 W of power - compared with 8000 W towards the end of the mission when the two companions come closest to the Sun (at some 150 million kilometres from our star distance). The probe is also equipped with a set of four 10-amp-hour batteries to maintain power supply while ROSETTA flies in the shadow of the comet.

The ROSETTA lander is another of the mission's technical highlights. Using its scientific instruments, its job will be to investigate the comet's surface on location. Thanks to a mechanical arm, the lander will operate in a two-metre radius. The soft landing is a particular problem given the extremely weak gravitational force exerted by the very small comet nucleus; the lander, weighing in at 100 kg on Earth, will on the comet be as light as a sheet of paper. If there were the slightest recoil, it would bounce back uncontrollably like a rubber ball. To make sure this doesn't happen, the lander's three legs are equipped with special shock-absorbers which take up most of the kinetic energy. The legs are also fitted with ice pitons; these bore into the ground immediately on touchdown. At the same moment, the lander fires a harpoon to anchor it to the ground - an opportunity also to investigate the mechanical properties of the surface. If everything goes according to plan, the mission results could well fundamentally expand our knowledge of comets, just as the ROSETTAa Stone, after which the probe is named, helped unravel the mystery of Egyptian hieroglyphics.

Comet blamed for 6th century 'nuclear winter'
CARDIFF UNIVERSITY NEWS RELEASE
Posted: February 7, 2004

Scientists at Cardiff University, UK, believe they have discovered the cause of crop failures and summer frosts some 1,500 years ago - a comet colliding with Earth. The team has been studying evidence from tree rings, which suggests that the Earth underwent a series of very cold summers around 536-540 AD, indicating an effect rather like a nuclear winter. The scientists in the School of Physics and Astronomy believe this was caused by a comet hitting the earth and exploding in the upper atmosphere. The debris from this giant explosion was such that it enveloped the earth in soot and ash, blocking out the sunlight and causing the very cold weather. This effect is known as a plume and is similar to that which was seen when comet Shoemaker-Levy-9 hit Jupiter in 1995. Historical references from this period - known as the Dark Ages - are sparse, but what records there are, tell of crop failures and summer frosts. The work was carried out by two Cardiff undergraduate students, Emma Rigby and Mel Symonds, as part of their student project work under the supervision of Dr Derek Ward-Thompson. Their findings are reported in the February issue of Astronomy and Geophysics, the in-house magazine of the Royal Astronomical Society. The surprising result of the new work is just how small a comet is needed to cause such dramatic effects. The scientists calculate that a comet not much more than half a kilometre across could cause a global nuclear winter effect. This is significantly smaller than was previously thought. One of the exciting aspects of this work is that we have re-classified the size of comet that represents a global threat. This work shows that even a comet of only half a kilometre in size could have global consequences. Previously nothing less than a kilometre across was counted as a global threat. If such an event happened again today, then once again a large fraction of the earth's population could face starvation. The comet impact caused crop failures and wide-spread starvation among the sixth century population. The timing coincides with the Justinian Plague, widely believed to be the first appearance of the Black Death in Europe. It is possible that the plague was so rampant and took hold so quickly because the population was already weakened by starvation.