Contenuto
- Tutto è iniziato in una nuvola di polvere
- Le comete non sono asteroidi
- Fatti della cometa: non tutti vengono da qui
- Un caso di studio: Halleys Comet
- Indizi di origine cometa
Per apprezzare veramente le orbite delle comete, aiuta ad avere una comprensione delle orbite planetarie. Anche se non c'è mancanza di spazio disponibile intorno al sole, i pianeti si limitano tutti a una banda abbastanza sottile, e nessuno di loro, tranne Plutone, si allontana più di qualche grado all'esterno.
L'orbita di una cometa, d'altra parte, può avere un ampio angolo di inclinazione rispetto a questa banda e può persino orbitare perpendicolarmente ad essa, a seconda della sua provenienza. Questo è solo uno dei tanti fatti interessanti sulla cometa.
Secondo la prima legge di Keplero, tutti gli oggetti orbitano attorno al sole in percorsi ellittici. Le orbite dei pianeti, ad eccezione di Plutone, sono quasi circolari, così come quelle degli asteroidi e degli oggetti ghiacciati nella cintura di Kuiper, che è appena oltre l'orbita di Nettuno. Le comete che hanno origine nella cintura di Kuiper sono conosciute come comete di breve periodo e tendono a rimanere nella stessa banda stretta dei pianeti.
Le comete di lungo periodo, che hanno origine nella nuvola di Oort, che si trova oltre la cintura di Kuiper e alla periferia del sistema solare, sono una questione diversa. Le loro orbite possono essere così ellittiche che le comete possono scomparire completamente per centinaia di anni. Le comete al di là della nuvola di Oort possono anche avere orbite paraboliche, il che significa che fanno una sola apparizione nel sistema solare e non tornano più.
Nessuno di questi comportamenti è misterioso una volta capito come pianeti e comete siano arrivati lì. Tutto ha a che fare con la nascita del sole.
Tutto è iniziato in una nuvola di polvere
Lo stesso processo di nascita stellare che gli scienziati oggi sono in grado di osservare accadendo nella Nebulosa di Orione si è verificato nelle nostre vicinanze dell'universo circa 5 miliardi di anni fa. Una nuvola di polvere spaziale, fluttuante senza incidenti nel vasto nulla, cominciò gradualmente a contrarsi sotto la forza di gravità. Si formarono piccoli ciuffi, che si unirono, formando grumi più grandi che furono in grado di attirare ancora più polvere.
A poco a poco, uno di questi gruppi predominava e, mentre continuava ad attrarre più materiale e crescere, la conservazione del momento angolare lo faceva girare e tutta la materia circostante si formava in un disco che ruotava nella stessa direzione.
Alla fine, la pressione al centro dell'ammasso predominante divenne così grande che si accese e la pressione esterna creata dalla fusione dell'idrogeno impedì l'accumulo di più materia. Il nostro giovane sole aveva raggiunto la sua massa finale.
Che cosa è successo a tutti i piccoli gruppi che non erano rimasti intrappolati in quello centrale? Continuarono ad attrarre la materia che era abbastanza vicina alle loro orbite e alcuni di loro si trasformarono in pianeti.
Altri cluster più piccoli, all'estremità del disco rotante, erano abbastanza lontani da evitare di essere catturati nel disco, sebbene fossero ancora soggetti a una forza gravitazionale sufficiente per tenerli in orbita. Questi piccoli oggetti divennero pianeti e asteroidi nani e alcuni diventarono comete.
Le comete non sono asteroidi
La composizione delle comete è diversa da quella degli asteroidi. Mentre un asteroide è principalmente roccia, una cometa è essenzialmente una palla di neve sporca piena di sacche di gas spaziale.
Un gran numero di asteroidi si trova nella fascia degli asteroidi tra le orbite di Marte e Giove, che è anche sede del pianeta nano Cerere, ma orbitano anche nella periferia del sistema solare. Le comete, d'altra parte, tendono a provenire esclusivamente dalla cintura di Kuiper e oltre.
Una cometa che è lontana dal sole è praticamente indistinguibile da un asteroide. Quando la sua orbita lo avvicina al sole, tuttavia, il calore vaporizza il ghiaccio e il vapore si espande formando una nuvola attorno al nucleo. Il nucleo può essere largo solo pochi chilometri, ma la nuvola può essere migliaia di volte più grande, facendo apparire la cometa molto più grande di quanto non sia in realtà.
La coda di una cometa è la sua caratteristica più distintiva. Può essere abbastanza lungo da coprire la distanza tra la Terra e il sole, e punta sempre lontano dal sole, indipendentemente dalla direzione in cui la cometa sta viaggiando. Questo perché è stato creato dal vento solare, che sta soffiando gas lontano dalla nuvola di vapore che circonda il nucleo.
Fatti della cometa: non tutti vengono da qui
Le comete di lungo periodo possono avere orbite altamente ellittiche che possono essere così eccentriche che il periodo tra gli avvistamenti dalla Terra può essere più di una vita. La seconda legge di Keplers implica che gli oggetti si muovono più lentamente quando sono più lontani dal sole rispetto a quando sono vicini ad esso, quindi le comete tendono ad essere invisibili molto più a lungo di quanto siano visibili. Tuttavia, non importa quanto tempo impiega, un oggetto in orbita ritorna sempre, a meno che qualcosa non lo salti fuori dalla sua orbita.
Alcuni oggetti non ritornano mai, comunque. Provengono dal nulla apparentemente, viaggiando a velocità atipiche di corpi in orbita, frustando il sole e sparando nello spazio. Questi oggetti non hanno origine nel sistema solare; provengono dallo spazio interstellare. Piuttosto che un'orbita ellittica, seguono un percorso parabolico.
Il misterioso asteroide a forma di sigaro Oumuamua era uno di questi oggetti. È apparso nel sistema solare nel gennaio 2017 ed è scomparso un anno dopo. Forse era un UFO, ma più probabilmente, era un oggetto interstellare attratto dal sole ma che si muoveva troppo velocemente per essere indotto in orbita.
Un caso di studio: Halleys Comet
La cometa di Halleys è forse la più conosciuta di tutte le comete. È stato scoperto da Edmund Halley, un astronomo britannico che era amico di Sir Isaac Newton. Fu la prima persona a postulare che gli avvistamenti di comete nel 1531, 1607 e 1682 fossero stati tutti della stessa cometa, e ne predisse il ritorno nel 1758.
Fu dimostrato proprio quando la cometa fece un'apparizione spettacolare nella notte di Natale del 1758. Quella notte, sfortunatamente, avvenne 16 anni dopo la sua morte.
La cometa di Halleys ha un periodo tra 74 e 79 anni. L'incertezza è dovuta alle influenze gravitazionali che incontra lungo il suo cammino - in particolare il pianeta Venere - e al sistema intrinseco di propulsione che tutte le comete possiedono. Quando una cometa come la cometa di Halley si avvicina al sole, le sacche di gas nel nucleo si espandono e sparano attraverso punti deboli nel nucleo, fornendo una spinta che può spingerla in qualsiasi direzione e creare perturbazioni nella sua orbita.
Gli astronomi hanno mappato l'orbita della cometa di Halley e l'hanno trovata altamente ellittica, con un'eccentricità di quasi 0,97. (Eccentricità in questo caso significa quanto è lunga o rotonda un'orbita; il più vicino a zero l'eccentricità, più rotonda è l'orbita.)
Considerando che l'orbita terrestre ha un'eccentricità di 0,02, il che la rende quasi circolare, e che l'eccentricità dell'orbita di Plutos è solo 0,25, l'eccentricità della cometa di Halleys è estrema. A Afelion, è ben al di fuori dell'orbita di Plutone, e al perielio, è a soli 0,6 UA dal sole.
Indizi di origine cometa
L'orbita della cometa di Halley non è solo eccentrica, ma è anche inclinata di 18 gradi rispetto al piano dell'eclittica. Questa è la prova che non si è formata nello stesso modo in cui si sono formati i pianeti, anche se potrebbe essersi coalizzata nello stesso periodo. Potrebbe anche aver avuto le sue origini in un'altra parte della galassia e semplicemente essere stato catturato dalla gravità del sole mentre passava.
La cometa di Halley mostra un'altra caratteristica diversa dai pianeti. Ruota in una direzione opposta a quella della sua orbita. Venere è l'unico pianeta che lo fa e Venere gira così lentamente che gli astronomi sospettano che si sia scontrato con qualcosa del suo passato. Il fatto che la cometa di Halleys ruoti nella direzione in cui fa è più prova che non si è formata allo stesso modo dei pianeti.