Gli scienziati sostengono che i risultati controversi delle osservazioni delle comete sono coerenti


Immagine della cometa 41P/T-G-K ottenuta con il telescopio AZT-8 di 70 cm sulla stazione di osservazione Lisnyky dell’Osservatorio Astronomico dell’Università Nazionale di Taras Shevchenko di Kyiv (Ucraina) del 25 aprile 2017.

Gli astrofisici dell’Università Federale dell’Estremo Oriente (FEFU) si sono uniti al team di ricerca internazionale per spiegare la differenza nei risultati dell’osservazione della cometa 41P/ Tuttle – Giacobini – Kresak. I ricercatori ritengono che i dati ottenuti da tre team indipendenti siano complementari e la loro complessa analisi aiuta a svelare il mistero della composizione chimica delle polveri della cometa 41P e di altri enigmi dell’Universo. Un articolo correlato appare su Astronomy & Astrophysics.


L’attività delle comete è più complessa di quanto sembri, dice uno dei risultati della ricerca. La composizione chimica di un coma cometario (ambiente gassoso e polveroso del nucleo) è in grado di cambiare molto rapidamente, letteralmente durante il giorno. Ciò è dovuto al fatto che il Sole influenza il nucleo di una cometa che si avvicina.

I ricercatori di tutto il Globo cercano di ottenere dati sulla composizione chimica delle comete attraverso l’analisi della luce rifratta dalle sue particelle di polvere. Tuttavia, le informazioni sullo spettro dei colori delle comete differiscono ogni volta, a seconda delle diverse epoche di osservazione e dei diversi angoli di fase (angolo Terra-comet-Sole).

Il presente documento di ricerca postula i controversi set di dati ottenuti a causa di diversi set di filtri fotometrici e le aree (aperture) di ricerca sono costanti.

“Almeno tre gruppi di ricercatori che hanno osservato la cometa 41P nel 2017 hanno ottenuto risultati diversi. Il colore della cometa variava dal rosso al blu. Abbiamo spiegato in dettaglio il perché di ciò che è accaduto”, dice Anton Kochergin”, uno degli autori dello studio, un giovane scienziato del FEFU. “Di solito il colore finale viene normalizzato tenendo conto delle diverse larghezze di banda dei filtri fotometrici applicati. Tuttavia, in molti studi, il colore dei corpi celesti viene interpretato indipendentemente da una particolare serie di filtri fotometrici. Dimostriamo che questo non è valido per tutti i casi. La ragione per cui il colore della cometa differisce è esattamente l’insieme dei vari filtri fotometrici. Inoltre, la scelta della dimensione dell’area di calcolo, cioè l’apertura, è di grande importanza. Si tratta di un certo raggio intorno al coma cometario nelle immagini degli osservatori, che gli scienziati definiscono come un’area di ricerca. Avendo deciso l’apertura, analizzano solo il segnale all’interno di questo campo”.

Quattro esempi di particelle di detriti agglomerati (in alto) e la risultante pendenza del colore in funzione dell’indice in una distribuzione di potenza r-n (centro e fondo) di pirossene di Mg-pirossene (Dorschner et al. 1995). Le curve rosse solide corrispondono alla modellazione delle particelle di detriti agglomerati nei filtri B e R; mentre le linee tratteggiate blu corrispondono a quelle dei filtri R e I.

La scelta dell’apertura determina quali processi e risultati sono inclusi nell’analisi. Per esempio, un gas da una molecola di carbonio biatomico (C2): ci sono molecole madri (chiamate particelle CHON in letteratura), che diventano una fonte di C2 al momento della fotodissociazione. Questa dissociazione avviene ad una certa distanza dal nucleo della cometa, che a sua volta dipende dalla distanza della cometa dal Sole. Con la giusta apertura scelta, si può escludere la maggior parte dei segnali che le molecole di C2 danno concentrandosi sulle analisi della componente di polvere del coma.

Il Dr. Kochergin ha sottolineato che i dati opposti sul colore della cometa, raccolti da diversi gruppi utilizzando diversi set di filtri fotometrici, vanno a beneficio solo dei ricercatori. È impossibile dare una descrizione completa del colore (il colore è direttamente correlato alla composizione chimica della polvere di una cometa), e la composizione chimica dopo una sola osservazione. È necessario osservare e determinare le caratteristiche in dinamica. Più misure vengono effettuate, più le conclusioni sono accurate.

“In pratica, questo ci permette di sondare le proprietà microfisiche della polvere di cometa, e i processi che si svolgono in un cometa. Con queste informazioni, faremo luce sui processi evolutivi del sistema solare. Molti gruppi scientifici in tutto il mondo stanno lavorando all’interno di questo settore fondamentale”, spiega Anton Kochergin.

Gli scienziati sono stati in grado di modellare i risultati delle misurazioni del colore della cometa 41P, riceve quasi simultaneamente attraverso diversi filtri fotometrici in luoghi diversi. Anche se il colore blu è stato ottenuto in un caso e il rosso nell’altro, i ricercatori hanno trovato che entrambi i risultati erano coerenti con l’effettivo comportamento delle particelle di polvere cometa in coma 41P. Si possono copiare questi risultati simulando la dispersione della luce da parte delle particelle di polvere del minerale pirosseno. Il pirossene è un materiale silicato che fa parte del suolo lunare ed è stato anche consegnato dall’asteroide Itokawa e scoperto nella cometa 81P / Wild 2. I pirosseni sono una parte della materia cometaria e sono ben studiati in laboratorio.

I ricercatori cooperano ulteriormente nell’osservazione di corpi celesti provenienti da diverse località della Terra. La routine aiuta a raggiungere l’oggetto in esame in caso di condizioni meteorologiche avverse nel luogo in cui si trova uno degli osservatori. Questo porta anche dati aggiuntivi nel caso di diverse serie di filtri applicati da diverse squadre. Nel programma di osservazione dei collaboratori internazionali, tutte le comete e gli asteroidi sono in grado di tracciare il loro equipaggiamento.

I risultati attuali sono stati possibili grazie alla collaborazione degli scienziati dell’Osservatorio Astronomico, dell’Università Nazionale Taras Shevchenko di Kyiv, dell’Humanitas College, dell’Università Kyung Hee (Corea del Sud), dell’Istituto di Scienze Spaziali (USA), dell’Istituto Astronomico dell’Accademia Slovacca delle Scienze, dell’Osservatorio Astronomico Principale dell’Accademia Nazionale delle Scienze, della Scuola di Scienze Naturali, dell’Università Federale dell’Estremo Oriente, dell’Osservatorio Ussuriysk dell’Istituto di Astronomia Applicata dell’Accademia Russa delle Scienze.

In precedenza, gli astrofisici del FEFU hanno collaborato con colleghi russi e di altri paesi per osservare la cometa ATLAS, che si è disintegrata quando si è avvicinata al Sole. Hanno portato alla conclusione che il carbonio trovato nel nucleo della cometa avrebbe aiutato a determinare l’età delle comete nel sistema solare.

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