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Francesco Manca Osservatorio Astronomico di Sormano IAU code 587

Osservatorio Astronomico Sormano

… molti secoli più tardi la questione della centralità della

Terra viene posta in discussione. Le nuove osservazioni dei

pianeti come ad esempio Marte e Giove avevano uno

“strano comportamento”, muovendosi da est a ovest nella

sfera celeste non in linea con il sistema Tolemaico.

Nicolò Copernico (1473-1543) con rigore matematico enunciò

nel suo trattato “De revolutionibus orbium coelestium” le

posizioni dei pianeti tra cui la Terra avendo come riferimento il

Sole al centro, risolvendo le “stranezze”osservative dovute al

precedente sistema. Da notare che le orbite furono mantenute

perfettamente circolari perché erano figure geometriche

perfette ma forse anche per non scontrarsi con il pensiero della

Chiesa che voleva la Terra al centro dell’universo.


Moto retrogrado nel sistema Copernicano


Per avere un corretto riscontro tra calcolo matematico e osservazioni

dobbiamo attendere la pubblicazione di “Astronomia Nova” nel 1609 da

parte di Johannes Kepler (1571-1630) nel quale si enunciavano le prime

due leggi che regolano il moto dei pianeti (la terza legge sul moto verrà

pubblicata successivamente: il tempo impiegato a compiere un’orbita

aumenta con l’aumentare della distanza dal Sole).

- le orbite che i pianeti

descrivono sono delle ellissi e il

Sole occupa uno dei fuochi

- le aree descritte dai vettori

Sole-pianeta sono proporzionali

al tempo impiegato a percorrerle.

f1 f2


Galileo Galilei (1564-1642), astronomo e fisico, migliora il cannocchiale

inventato in Olanda. Fa appositamente costruire delle lenti da un ottico a Firenze che utilizza

per osservare le fasi della Luna e di Venere. Nel 1610 scopre i satelliti

maggiori di Giove (Io, Europa, Ganimede e Callisto), concludendo che

essi orbitano attorno al grande pianeta. Dedicati inizialmente da Galileo

in onore alla famiglia Medici di Firenze, sono oggi riconosciuti da tutti

come i satelliti galileiani. Queste sue osservazioni sono utilizzate per

confermare ulteriormente la teoria copernicana.

Nel 1610 pubblica i suoi studi e osservazioni nel “ Sidereus Nuncius “


Isaac Newton, nel 1687 pubblicò i suoi studi in cui descriveva

la natura di quella forza invisibile chiamata FORZA di

GRAVITA’ a cui sono soggetti tutti i corpi planetari.


Il primo principio

"Un corpo mantiene il proprio stato di quiete o di moto rettilineo uniforme, finché una

forza non agisce su di esso".

Il secondo principio

"L'accelerazione di un corpo è direttamente proporzionale e nella stessa direzione della

forza che agisce su di esso, mentre invece è inversamente proporzionale alla sua

massa". F= m a

Il terzo principio

"Per ogni forza che un corpo A esercita su di un altro corpo B, ne esiste istantaneamente

un'altra uguale in modulo e direzione, ma opposta in verso, causata dal corpo B che

agisce sul corpo A"


Quale e’ lo scopo di conoscere la posizione

nello spazio e nel tempo di un oggetto?

-Studiarne il suo moto:

moto proprio dell’oggetto

moto apparente rispetto al piano di riferimento

La determinazione della posizione e dei moti propri è

conosciuta come

ASTROMETRIA

Dopo la scoperta del primo asteroide (Cerere) avvenuta il 1 Gennaio 1801 ci si è posto il

problema di come fare per osservarlo nei mesi e negli anni successivi. Non era un

problema di poco conto, infatti, Cerere era stato scoperto e osservato dall’Abate Piazzi,

solo per pochi giorni, un arco troppo breve per quei tempi, per poter tentare di costruire il

suo percorso intorno al Sole.

Johann Carl Friedrich Gauss (1777-1855), un abile

matematico, ha risolto il problema utilizzando una sua teoria

e, con questa ha fornito le posizioni future. Il loro utilizzo ha

permesso di ritrovare Cerere il 31 Dicembre 1801. Il metodo

di Gauss, con molti miglioramenti, è tuttora usato per

calcolare una orbita (percorso intorno al Sole) partendo da

tre misure di posizione.

P1

P2

P3?!!


Cerere ripreso all’Oss di Sormano

Courtesy JPL


Cerere è il primo asteroide catalogato (00001) e il più grande finora conosciuto e orbita nella

fascia principale. Scoperto il 1 Gennaio 1801 dall’Abate Piazzi all’Osservatorio di Palermo, le

sue dimensioni sono di circa 950 Km in diametro.


In un sistema di coordinate astronomiche NON ci poniamo

(…solo in un primo tempo….) il problema “a quale distanza”

si trova l’oggetto che si sta osservando. Essi sono collocati

alla “medesima distanza” su una ipotetica sfera celeste.

Tra questi modelli di coordinate astronomiche si considera:

- Coordinate Alt-azimutali

- Coordinate Equatoriali


Alt-azimutale…i due assi az ed el si muovono di

continuo per compensare il movimento

della Terra.e lo strumento al fuoco deve

ruotare per compensare la rotazione della

Terra Usato sui grandi telescopi

professionali (VLT, LBT, E-ELT)., l’asse

principale risulta essere parallelo al piano

della superficie terrestre

Equatoriale…è il sistema più usato in particolare per

l’astrofotografia e anche il più semplice

dal punto di vista dei sistemi di controllo,

L’asse di ar è inclinato secondo la

latitudine del luogo e punta al Polo Nord

celeste. La declinazione una volta

posizionata non ncessita d1 modifiche.

Non serve il rotatore di campo al fuoco


Near Earth Asteroid

2016 RB1

OSSERVATO IL 6 Settembre 2016

Posizione di una

singola notte

osservativa

Per un asteroide di nuova scoperta e con una singola notte osservativa,

la distanza dall’Osservatore non è correttamente valutata di

conseguenza i possibili percorsi sono molteplici.

D = ?


Osservazione N° 1

Posizione Astrometrica


Osservazione N° 2



Osservazione N° 3



Con tre posizioni astrometriche è possibile calcolare una prima orbita

preliminare. In realtà le orbite possibili sono più di una e solo

continuando ad osservare il pianetino è possibile scartare i percorsi

errati per arrivare alla vera orbita.

Posizioni Astrometriche

P

A

P= perielio,

minima distanza

dal Sole

A= afelio,

massima

distanza dal Sole a

a= semiasse

maggiore

e= eccentricità

se e= 0 l’orbita è

circolare


Possibili percorsi orbitali sulla base di una singola notte osservativa

dove la distanza dall’Osservatore non è ben determinata.

L'orbita di un Astro è caratterizzata da sei parametri o elementi. Cinque

sono statici e determinano la Forma e l'Orientamento dell'orbita, uno è

dinamico e determina

la Posizione dell'Astro

lungo l'orbita in ogni istante.



La posizione dell’oggetto è basata su un sistema di rifermento

Sulla Terra ci si riferisce alle coordinate geografiche (lat/long)

In astrometria la posizione di un Pianeta/Asteroide/Cometa è

ottenuta usando le Stelle come riferimento. Ad oggi, esistono

cataloghi stellari con milioni di Stelle realizzati con l'utilizzo

di satelliti artificiali che hanno permesso di ottenere

misurazioni molto precise delle posizioni delle Stelle. Uno dei

più recenti è quello basato sulle misure del satellite 'Hipparcos'

dal nome del grande scienzato greco che aveva registrato la

posizione di tutte le stelle a lui visibili.

Il sistema di riferimento celeste adottato dalla IAU si basa su

ICRS International Celestial Reference System


USNO A2.0 Catalog:

Status: Superseded by USNO B1.0, UCAC

Caveats: No proper motions

USNO-A2.0 contains entries for 526,230,881 stars

GSC 1.2 (Guide Star Catalog version 1.2):

Status: Effectively superseded by GSC 2.2, USNO, UCAC

Caveats: No proper motions

The Hubble Guide Star Catalog version 1.2 contains positions for 19

million stars down to 16th magnitude

UCAC vers 4 Catalog ---now in use---

UCAC4 does not use any Schmidt plate data. Proper motions of

faint stars north of Dec = -20 deg are now based on NPM data.

Besides 2MASS near-IR photometry (as in previous releases)

UCAC4 now includes APASS 5-band photometry.


Data Giuliana – Julian Date (JD)

I giorni sono contati uno dopo l'altro iniziando da una data

molto indietro nel tempo (1°gennaio 4713 a.C.). Questo

particolare calendario assume che il giorno inizia a

mezzogiorno in modo che la notte appartenga tutta allo stesso

giorno……..è indipendente dai calendari

T0= ore 12 (tempo di Greenwich)


Linear -704-

Loneos -699-

Mt. Palomar/Neat -644-Neat/Mssss -608-

Catalina -703-

Spacewatch II -291-

Attualmente in discussione

la possibilità di posizionare

un telescopio per la ricerca

dei NEAs.

F51 Pan-STARRS

Eseguire una ricerca a “caccia” di asteroidi, equivale a riprendere zone del cielo con camera CCD. Sono necessari 3 o più passaggi nella stessa zona al fine di evidenziare eventuali spostamenti di oggetti rispetto alle stelle di campo che rimangono fisse. Con 3 pose opportunamente shiftate si possono evidenziare “falsi”

Individuato un oggetto in movimento nelle immagini possiamo calcolare la posizione apparente rispetto alle stelle presenti nel

campo e per le quali disponiamo delle misure nei cataloghi stellari.

Posizione astrometrica in

Ascensione retta e Declinazione

Stella 1

Stella 2

Stella 3 Stella 4

Stella 5

Stella 6


Se si è in presenza di un asteroide NEA (Near Earth Asteroids)

abbiamo l’aggravante della possibile intersezione con l’orbita della

Terra e quindi un possibile avvicinamento ad essa. In questo caso il

pianetino prende il nome di PHA (Potential Hazardous Asteroid)

Terra


Come riconosciamo un “Asteroide potenzialmente pericoloso?

Ci viene in aiuto la geometria

o per meglio dire la

Trigonometria sferica


Il MOID è uno dei due parametri riconosciuti per identificare un asteroide PHA (Potential Hazardous Asteroid). L'altro parametro da considerare è la cosidetta magnitudine assoluta H che ci da una indicazione sulle dimensioni. Quando un pianetino presenta un MOID inferiore o uguale a 0.05 UA (calcolato rispetto ai parametri orbitali),circa 7.5 milioni di Km e un valore di H minore di 22.0 (diametri maggiori di 110-240 mt) siamo in presenza di un ipotetico oggetto a rischio per la Terra.


Uno degli obiettivi primari nella ricerca di asteroidi PHA (Potential Hazardous

Asteroids) è la scoperta di tutti gli oggetti di 1 Km di diametro. Questa è la

minima dimensione per cui una collisione con la Terra provocherebbe

conseguenze su scala planetaria.

Tra gli asteroidi conosciuti che hanno avvicinamenti importanti alla Terra si

vuole ricordare :

1999 AN10 (~ 1 Km di diametro) con un minimo avvicinamento pari a 388.960

Km il 7 Agosto 2027

2001 WN5 (~ 1 Km di diametro) con un minimo avvicinamento pari a

249.828 Km il 26 Giugno 2028

(35396) 1997 XF11 (~ 1.5 Km di diametro) con un minimo avvicinamento

pari a 930.349 Km il 26 Ottobre 2028

Distanza Terra - Luna 384.400 Km

…….e nel 1994 abbiamo avuto le prove oggettive che le collisioni

tra i corpi minori del Sistema Solare e i pianeti potevano accadere.

La cometa SL9 fu attratta e spezzata da Giove. Infine i frammenti,

dalle dimensioni anche di 1-2 km di diametro,si schiantarono sul

grande pianeta.


… Luglio 2009, viene registrato un nuovo impatto su Giove

Negli ultimi anni l'attenzione si anche concentrata sulla ricerca e il follow-up

di asteroidi di piccole dimensioni (H>22.0). Questi pianetini non vengono

considerati dal Minor Planet Center dei PHA cioè Asteroidi potenzialmente

pericolosi ma il danno che provocherebbero a livello locale nel caso di un

ipotetico impatto sarebbe comunque devastante.

Si vuole ricordare che la devastazione di circa 2000Kmq di foresta e della taiga

Siberiana a Tunguska nel 1908, è stato stimato sia stata provocata da un

oggetto (cometa o asteroide) di circa 50 mt di diametro.

Purtroppo questi asteroidi vengono scoperti il più delle volte quando sono

vicini alla Terra poichè si rendono più visibili proprio in funzione delle loro

piccole dimensioni. Alcune volte sono stati scoperti dopo il loro minimo

passaggio con il nostro pianeta. Si rende quindi sempre più necessaria una

ricerca mirata a questi oggetti con strumentazioni adeguate e il loro

monitoraggio, in particolare durante i brevi periodi di visibilità per calcolare il

più accuratamente possibile la loro orbita e prevederne le future traiettorie.


Nel caso dei Near Earth Asteroids può accadere che una

delle orbite teoriche calcolate per i futuri passaggi ,

posizioni l’asteroide nelle immediate vicinanze della Terra.

Asteroide


Di solito per un asteroide di nuova scoperta l’orbita è

basata su un set di osservazioni non sufficiente a calcolare

con precisione la distanza dalla Terra.


Uno dei problemi fondamentali è quindi determinare la

vera distanza sempre che l’orbita in oggetto sia reale. Si

rende quindi necessario in questi casi l’inseguimento

continuo di questi asteroidi.


Se l’area di incertezza sulla possibile posizione calcolata per

l’asteroide comprende anche la Terra, siamo in presenza di un Virtual

Impactor (VI).

AREA di INCERTEZZA sulla posizione calcolata


Le posizioni astrometriche eseguite durante il follow-up ci

permettono quindi di migliorare l’orbita e di ridimensionare l’area di

incertezza (sempre che l’avvicinamento venga confermato)

verificando la vera pericolosità del NEA.

La Scala di Torino, così chiamata perché presentata a Torino nel 1999 durante il

Meeting internazionale “Impact” dal Dott. Binzel ( MIT ), è usata per segnalare ai

mass-media il grado di pericolosità dei VI (come la scala Richter per i terremoti).

Viene anche utilizzata una seconda scala ma cura gli aspetti tecnici ed è stata

denominata “scala di Palermo” .


E' importante sottolineare che presso alcuni Osservatori Astronomici viene

eseguita la spettroscopia di asteroidi e comete. Questo lavoro è molto importante

per comprendere la composizione chimica dell'oggetto che si sta studiando anche

in previsione di una azione di deflessione dello stesso.

Statistica basata sulla spettroscopia di 300 NEAFonte: Asteroids III - 2003

C: Silicati Idratati, Carbonio Basso Albedo (riflettività)

Q: Olivina, Pyroxene, Metalli Albedo moderatamente Alto

S: Roccioso Metalli, +/- Pyroxene, +/- Olivina Albedo Moderato


Da alcuni anni vengono utilizzati i radiotelescopi di Goldstone ed

Arecibo per osservare gli Asteroidi, La tecnica Radar permette di

ottenere misure molto precise sulla distanza, posizione, tempi di

rotazione e forma. E’ però possibile utilizzarli solo per i pianetini

che si trovano vicini al nostro pianeta. Gli Osservatori ottici

posizionati a terra vengono chiamati a collaborare per ottenere

accurate misure astrometriche tali da avere un preciso percorso

orbitale e puntare con la minima incertezza le antenne.

Ricostruzione grafica sulla base di dati radar dell’asteroide Toutatis

Courtesy JPL-NASA

Ricerca

Pianetini

Follow-up

di asteroidi

NEA -PHA

Calcolo

avvicinamenti

alla Terra

AstrofotografiaPagine storiche,

di attualità (spacemission)

e galleria di immagini

http://www.brera.mi.astro.it/sormano

Codice MPC: 587

Internet

Neo Confirmation

page DOU

Osservatorio Astronomico di Sormano (configurazione base)

Calcolo avvicinamenti alla Terra

E' possibile consultare nella pagina web dell'Osservatorio di Sormano:


la lista con gli avvicinamenti reali alla Terra da parte di asteroidi PHA (Potential

Hazardous Asteroids) secondo i criteri di priorità descritti nella stessa. Per ogni

asteroide presente viene inoltre calcolato il parametro MOID usato come filtro

per evidenziarne la soglia di attenzione.

Questo "progetto" iniziato nel 1998 è stato fatto seguire dalla lista di avvicinamenti

da parte asteroidi con dimensioni minori ai 200 mt di diametro (H>22.0) non considerati

PHA ma sostanzialmente molto pericolosi a livello locale (vedi il caso Tunguska del 1908).

Successivamente sono state calcolate le minime distanze rispetto ai pianeti interni

del Sistema Solare.

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