Le comete: storia, nomi e modelli delle stelle

Le comete: storia, nomi e modelli delle stelle A cura di Francesca Cusa.

Le comete: storia, ciclo vitale e nomi delle stelle, con approfondimento sui modelli cometari e sulla più famosa delle comete periodiche, la Cometa di Halley

1Le comete: premesse

La Cometa di Hale-Bopp
La Cometa di Hale-Bopp — Fonte: getty-images

Le comete sono considerate tra gli oggetti più antichi del Sistema Solare in quanto solo marginalmente coinvolte nel suo processo di formazione. Lo scopo delle numerosissime missioni è proprio quello di avere la possibilità di studiare la struttura delle comete, le loro origini, il nucleo e la sua composizione.

2La storia delle comete

Nel corso della storia, il passaggio di spettacolari scie luminose nel cielo ha contribuito a numerose interpretazioni: gli astrologi e gli indiani d’America, ad esempio, consideravano il passaggio delle comete come un presagio di disgrazie, morte, guerre, pestilenze.  
Il filosofo greco Aristotele, nel IV secolo a. C., sosteneva che le comete non facessero parte del Sistema Solare, ordinato e perfetto, ma fossero la manifestazione di emissioni emanate dalla Terra e giunte al cielo. 

La credenza che le comete potessero preannunciare eventi catastrofici nacque nel 44 a. C. quando fu assassinato Giulio Cesare. In quell’occasione venne invocata la manifestazione dell’anima di Giulio Cesare che, secondo le credenze dell’epoca, si realizzò nel mese di Luglio con l’apparizione di una cometa. È proprio per questo motivo che il senato romano decise di far coniare una moneta in onore di Giulio Cesare. Gli inglesi, invece, subirono una rovinosa sconfitta ad opera di Guglielmo il Conquistatore e considerarono fatale l’apparizione della cometa di Halley nel 1066.

Gli esempi che la storia ci fornisce sugli avvenimenti nefasti “collegati” alle spettacolari scie luminose nel cielo sono molteplici. Solo intorno al 1577 l’astronomo Tycho Brahe, studiando il moto dei pianeti e i corpi celesti, riuscì a dimostrare che le comete fossero dei corpi celesti mentre Newton dedusse che la cometa apparsa nel 1680 seguisse un’orbita parabolica. Nel 1705, invece, l’astrologo Halley affermò che le comete del 1531, 1607 e 1682 fossero apparizioni di una stessa cometa e ne predisse il ritorno nel 1758, previsione confermata dall’apparizione della cometa il 25 Natale 1758.

3Cosa sono le comete

Le comete sono dei corpi celesti di piccole dimensioni composte in prevalenza da ghiaccio. Esse sono formate da un nucleo, una chioma ed una coda. 

  • Il nucleo cometario è solido, è spesso alcuni chilometri ed è costituito da metalli, metano, ammoniaca, acqua (circa 80%), silicati ed anidride carbonica congelati. Quando le comete riducono la distanza col Sole, il nucleo, a causa del calore che il Sole emette, aumenta la sua temperatura ed i materiali volatili presenti tendono ad evaporare sviluppando una chioma di dimensioni variabili.
  • La chioma consiste di una nube densa di acqua, biossido di carbonio e vari gas intorno al nucleo. Sotto l’effetto del vento solare, la chioma si sposta nella parte opposta al Sole dando origine ad una coda.
  • La coda è lunga diversi milioni di chilometri ed è costituita da due differenti tipologie di materiali: la coda di polvere e la coda di ioni.
La coda di polvere della cometa Siding Spring, nella galassia Andromeda
La coda di polvere della cometa Siding Spring, nella galassia Andromeda — Fonte: istock

La coda di polvere è la parte predominante della cometa ed è quella visibile anche ad occhio nudo. Essa si estende per diversi milioni di chilometri ed è composta da particelle di polvere, in prevalenza silicati e composti del carbonio, provenienti dal nucleo. Solitamente la coda di polvere si presenta con una forma ricurva ed aperta a ventaglio e si contraddistingue da quella di ioni per il suo colore arancione o rosso.

La coda di ioni, invece, si estende per oltre 100 milioni di chilometri ed è caratterizzata da un colore blu o azzurro dovuto alla presenza dell’anidride carbonica. La coda ioni si contraddistingue per la sua forma tubolare, con l’asse in direzione opposta rispetto a quello del Sole, ed è costituita in prevalenza da gas ionizzati come anidride carbonica, ammoniaca, metano, formaldeide, etc.

4Il ciclo vitale delle comete e la loro classificazione

Le comete, secondo le ipotesi attuali, hanno origine in una zona ai confini del Sistema Solare, chiamata Nube di Oort, caratterizzata da miliardi di corpi celesti. I nuclei cometari di tali corpi, in seguito a delle perturbazioni gravitazionali generate dalla Via Lattea o al passaggio di stelle nei pressi della zona solare, si muovono in direzione del Sole e generano le comete di lungo periodo.  

Le comete di lungo periodo presentano una forma allungata e sono visibili soltanto una volta nel Sistema Solare a causa dell’eccessiva lentezza di movimento (circa un migliaio di anni) intorno al Sole. Esse si differenziano da quelle a corto periodo sia per le caratteristiche che per l’origine.

Le comete a corto periodo, infatti, si presume abbia origine in una zona localizzata oltre Nettuno e nota come fascia di Kuiper, caratterizzata dalla presenza di migliaia di corpi ghiacciati e da miliardi di comete. Le comete a corto periodo ruotano intorno al Sole in tempi nettamente ridotti (circa 200 anni) rispetto a quelle a lungo periodo e, a causa degli effetti perturbativi di pianeti come Giove, Nettuno, Saturno e Urano, percorrono traiettorie molto più corte rispetto a quelle d’origine e descrivono orbite paraboliche o ellittiche.

Stelle cadenti
Stelle cadenti — Fonte: getty-images

Esiste infine un’ulteriore classificazione delle comete in comete non periodiche o extrasolari: esse seguono orbite paraboliche o iperboliche, si trovano oltre Giove ed attraversano la zona prossima al Sole ma non fanno parte del Sistema Solare.

A prescindere dalla tipologia, le comete sono caratterizzate da un ciclo vitale: hanno un’origine ed una fine.
La fine delle comete è spesso causata dal vento solare e dalle alte temperature a cui sono soggette quando orbitano intorno al Sole: ciò causa la dispersione di materiali volatili e polveri e trasforma le comete in asteroidi, difficilmente identificabili dalla Terra. Il nucleo di tali comete, costituito esclusivamente da materiali non volatili, continuerà il suo moto fino alla sua disgregazione in piccoli frammenti.  Le polveri che le comete emettono si dispongono lungo un’orbita e, una volta a contatto con l’atmosfera terrestre, vengono bruciate provocando una scia luminosa nel cielo. Questo è il fenomeno delle Stelle cadenti.

5I nomi delle comete

In passato gli astronomi studiavano i corpi celesti senza alcuna regola e alcun tipo di accordo nazionale o internazionale mentre al giorno d’oggi tutti gli astronomi fanno riferimento all’UAI (Unione Astronomica Internazionale).
In base alle istruzioni suggerite dall’UAI, ogni cometa è caratterizzata dai nomi dei suoi scopritori (non più di tre) o di un gruppo e da una sigla composta da un numero e una lettera minuscola che la identifica nelle tabelle e nei cataloghi.   
La stessa simbologia viene utilizzata per le comete che “ritornano” dopo periodi più o meno lunghi (per questo motivo si definiscono comete periodiche), considerando ogni ritorno come se fosse la loro prima apparizione.  

La classificazione delle comete in base alla tipologia
La classificazione delle comete in base alla tipologia — Fonte: redazione

Un’eccezione a queste regole riguarda le grandi comete visibili ad occhio nudo che vengono classificate con un nome proprio o con quello dello scopritore o con una breve espressione. Un esempio viene fornito dalla Kohoutek, nota come “cometa di Natale”, visibile nel Natale del 1973.
Nei cataloghi, oltre alle sigle identificative delle comete, sono riportati i dati utili per determinare le orbite e calcolare le effemeridi delle comete. Le effemeridi sono delle tabelle di numeri che forniscono le coordinate di tutti i corpi celesti  per intervalli di tempo stabiliti.  

6I modelli cometari

Cometa immortalata dalla Nasa
Cometa immortalata dalla Nasa — Fonte: ansa

I modelli cometari noti al giorno d’oggi sono fondamentalmente due: il modello a mucchio di ghiaia, abolito, e il modello a palla di neve sporca, ritenuto attendibile.

All’inizio del secolo le comete erano considerate dei corpi celesti costituiti da un insieme di particelle di materiale meteoritico poroso in cui era presente una notevole quantità di gas che, liberato dal calore del Sole, formava la chioma. Tale modello era noto come modello a mucchio di ghiaia. In seguito ad approfonditi studi, Whipple si rese conto che questo modello non poteva essere considerato attendibile perché la chioma poteva essere alimentata solo per un giorno per la limitatezza dei gas.

Nel 1950 egli decise di proporre un nuovo modello detto a palla di neve sporca considerando il nucleo come un centro compatto di materiali non volatili e ghiaccio. Nel descrivere il suo modello, Whipple specificò la temperatura di fusione dei materiali non volatili (ammoniaca, metano, anidride carbonica, acqua, etc.) che avrebbero costituito la chioma.

In questo modello, quando la distanza con il Sole diventava minima (perielio), il ghiaccio tendeva a vaporizzare nello spazio circostante, il nucleo diminuiva la sua temperatura ed il materiale volatile veniva espulso formando una coda di polveri. Talvolta però potevano verificarsi dei fenomeni caratterizzati da un “effetto – razzo”, un fenomeno in cui si presentavano delle velocissime espulsioni di materiale nucleare a causa della sublimazione del ghiaccio presente.

7La Cometa di Halley

Cometa di Halley
Cometa di Halley — Fonte: ansa

La più famosa delle comete periodiche è la Cometa di Halley, nota anche come 1P/ Halley. Essa proviene dalla Fascia di Kuiper e deve il suo nome all’astronomo inglese Edmond Halley che la osservò nel 1682.
La cometa di Halley passa vicino al Sole ogni 76 anni perdendo, ad ogni suo passaggio, un decimillesimo della sua massa: si stima quindi che la sua vita dovrebbe durare meno di un milione di anni prima che la cometa si dissolva o si consumi.

L’ultimo passaggio che la cometa ha compiuto vicino al Sole è stato nel 1986 ed è stata osservata e studiata dalla sonda Giotto lanciata dall’Agenzia Spaziale Europea. Dai dati raccolti è emerso che la cometa ha un diametro di pochi chilometri, è composta da roccia, ghiaccio e composti del carbonio. Essa ha un’orbita ben definita e regolare ed è caratterizzata da un nucleo molto scuro e poco denso, probabilmente poroso.
La cometa di Halley dà origine a due sciami meteoritici: le Eta Aquaridi, visibile da Aprile a Maggio, e le Orionidi, visibile da Ottobre a Novembre. Si suppone che la cometa di Halley tornerà nel Sistema Solare nel 2061.

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