Gli asteroidi

Gli asteroidi sono piccoli corpi rocciosi che si trovano per la maggior parte distribuiti in una lascia posta tra le orbite di Marte e di Giove, detta comunemente "cintura degli asteroidi". Il più grande, Cerere, ha un diametro di circa 1000km e fu scoperto nel 1801 dall'astronomo italiano Giuseppe Piazzi. Pallade e Vesta superano di poco i 500 km, mentre i più piccoli raggiungono dimensioni comparabili con quelle di grossi macigni. E quasi certo che nella cintura degli asteroidi si trovino anche delle particelle non più grandi di granelli di sabbia, come sembra dimostrato anche dalle recenti osservazioni del satellite infrarosso IRAS, che ha scoperto veri e propri anelli di polvere in mezzo alla fascia principale. Questa non è comunque l'unica zona in cui siano reperibili ali asteroidi. Vene sono altri che viaggiano attraverso il Sistema Solare incrociando le orbite di Marte e della Terra. Originariamente, i primi studiosi pensarono che gli asteroidi potessero essere i frammenti di un pianeta, grande circa come la Terra, disintegratosi per una violenta collisione o per qualche altro misterioso meccanismo.

Recentemente, tuttavia, questa teoria è stata abbandonata dalla maggior parte degli studiosi per diversi motivi. Fra l'altro, gli asteroidi che è possibile osservare arriverebbero tutti insieme a malapena a formare un pianeta di piccole dimensioni. Inoltre, le velocità relative tra gli asteroidi sono troppo alte e indicano senza ombra di dubbio l'impossibilità di un accrescimento planetario simile a quello che ha agito per i loro fratelli maggiori. Attualmente lo scenario che sembra il più attendibile è il seguente: durante la fase di costruzione dei pianeti, avvenuta essenzialmente attraverso urti tra particelle a bassa velocità relativa, nella zona dell'attuale Giove il processo di accrescimento era molto più avanzato che nelle zone più interne. Grossi corpi celesti ("planetesimi") erano già presenti nella fascia gioviana ed andavano a disturbare con la loro massa considerevole la zona tra Marte e Giove, dove si stava cercando, più lentamente, di completare la formazione di un pianeta, probabilmente di dimensioni comparabili con quelle della Terra. Il disturbo produsse un drastico cambiamento nelle traiettorie che le particelle seguivano attorno al Sole nell'attuale fascia degli asteroidi, cosicché gli urti tra esse iniziarono a diventare distruttivi anziché costruttivi. La maggior parte

dei corpi già formatisi nella zona tra Marte e Giove fu inoltre costretta a spingersi troppo vicina al gigante tra i pianeti e venne inesorabilmente spazzata via. In tal modo andò probabilmente persa più del 90% della massa iniziale. Ciò che rimaneva, a causa delle alte velocità relative raggiunte, continuò questa evoluzione collisionale di tipo catastrofico. Soltanto i più grandi tra gli asteroidi scamparono a queste catastrofi planetarie e rappresentano ancora oggi l'esempio forse più attendibile dei corpi primitivi del nostro Sistema Solare.

Altri tipi di osservazioni da terra, quali la fotometria fotoelettrica, hanno permesso negli ultimi anni di avere un quadro, ancora preliminare ma già esauriente, delle caratteristiche fisiche e geometriche degli asteroidi. In particolare, la conoscenza delle proprietà rotazionali (periodo di rotazione e forma dell'oggetto) hanno contribuito in modo determinante i definizione dei maggiori processi evolutivi della fascia degli asteroidi ed alla determinazione della loro popolazione alla fine del periodo iniziale in cui i planetesimi gioviani avevano causato - in tempi relativamente molto brevi - l'espulsione della stragrande maggioranza della materia presente originariamente in tale zona. La popolazione attuale degli asteroidi è quasi sicuramente il prodotto finale di una intensa evoluzione collisionale e può essere approssimativamente divisa in tre categorie, fortemente dipendenti dalle dimensioni degli oggetti e, di conseguenza, dalle loro probabilità essere urtati catastroficamente. I più grandi, con diametri maggiori di circa

300 km, sono probabilmente "fossili" pianetari, esempi quasi intatti dei "planetesimi: primordiali, i "mattoni" attraverso cui sono stati costruiti i pianeti maggiori. Il loro aspetto è essenzialmente quello di minipianeti, e forma pressoché sferica o leggermente schiacciata ai poli, profondamente craterizzati da impatti con meteoriti. Alcuni tra essi potrebbero aver subito, almeno parzialmente processi di differenziazione del loro interno comuni a tutti i pianeti e satelliti di tipo terrestre.

Gli asteroidi con dimensioni inferiori ai 100 150 km sono invece frammenti delle collisioni catastrofiche che hanno caratterizzato l'intera popolazione durante i 4 miliardi e mezzo di anni della loro esistenza. Essi potrebbero perciò essere delle vere e proprie "schegge", dalle forme più irregolari, e di composizione superficiale alquanto diversificata. LE loro gravità è molto bassa, per cui le forze che regolano la loro forma sono essenzialmente quelle di "stato-solido", ossia quelle d coesione della materia.

Molto più interessante la popolazione di oggetti con diametri compresi tra i 150 e i 300 km. Essi hanno probabilmente subito impatti con altri asteroidi tali da essere frantumati completamente. Tuttavia la forza di gravità era tale da non permettere ai frammenti di disperdersi e di vivere una loro vita autonoma, bensì da costringerli a ricadere gli uni sugli altri, in modo da riformare una struttura composta da un insieme di macigni di dimensioni molto variabili, ma tenuti assieme dalla reciproca attrazione gravitazionale. Anche la forma ditali oggetti peculiari è dominata dall'autogravitazione che è superiore alle forze di stato-solido. In particolare, durante l'impatto catastrofico, è più che plausibile che l'urti abbia causato un incremento notevole al loro "momento angolare", ossia alla loro "capacità di ruotare". Come conseguenza essi hanno modellato le loro forme secondo li leggi tipiche dell'equilibrio rotazionale, quali ellissoide a due o tre assi, o, addirittura, non è improbabile che alcuni si siano scissi in due corpi orbitanti uno intorno all'altro. In realtà una larga percentuale di questi oggetti si presenta oggi sotto forma di asteroidi molto allungati e con periodi di rotazione molto brevi (4-6 ore). Essi sembrano perciò rappresentare un esempio tangibile e reale di quelle forme di equilibrio particolari ipotizzate prima d'ora solo teoricamente. Attraverso complicati calcoli statistici, questo interessantissimo gruppo di oggetti ha permesso di stimare la massa che era rimasta nella fascia degli asteroidi agli inizi dell'evoluzione collisionale. Essa è risultata solo di poche volte superiore quella attuale.

Come già accennato, particolare scalpore ha destato la possibilità che tra gli asteroidi non fossero del tutto infrequenti casi di sistemi doppi o multipli. Alcune osservazioni di occultazioni stellari sembrano confermare tali ipotesi: solo l'applicazione di nuove tecnologie d'avanguardia o, ancor meglio, la visione attraverso telescopi spaziali, potranno perciò risolvere definitivamente questo nuovo stimolante problema planetario.

Sempre collegata all'evoluzione collisionale sembra essere l'origine delle cosiddette "Famiglie Dinamiche". Esse sono formate da gruppi di asteroidi aventi caratteristiche orbitali (distanza dal Sole, inclinazione ed eccentricità) estremamente simili. La loro formazione deve ricondursi ad un impatto catastrofico, in cui però i frammenti originatisi nella collisione non sono stati né espulsi ad alta velocità e quindi andati dispersi, nè sono ricaduti a formare un ammasso di detriti come descritto precedentemente.

Essi sono rimasti su orbite molto simili e possono ancora oggi essere identificati facilmente rispetto alla popolazione normale della fa scia asteroidale.