Che cosa sono e da dove vengono le comete?

Le comete sono degli oggetti con una lunga tradizione di osservazioni, che spesso si mescola alla storia, alla mitologia ed ai racconti popolari, a causa del loro aspetto spettacolare nel momento in cui sublimano avvicinandosi al Sole. In questo articolo vediamo più precisamente di cosa stiamo parlando, e quali sono le principali comete osservate nel corso della storia e tramite le sonde.

Le comete sono corpi minori del Sistema Solare, categoria a cui appartengono i piccoli oggetti non classificabili come stelle, pianeti o satelliti. Di questa categoria fanno parte principalmente asteroidi (in senso lato, comprendendo anche quelli non appartenenti alla Fascia Principale), pianeti nani (come Plutone o Cerere) e, per l’appunto, le comete.

Conglomerati di ghiaccio“, “palle di neve sporche“, le comete sono differenti dagli asteroidi a causa della presenza di materiali volatili che sublimano quando la cometa si avvicina sufficientemente al Sole, generando la coda brillante che rende questi oggetti visibili anche ad occhio nudo da Terra. Finché si trovano lontane, dal Sole, infatti, le comete risultano invisibili tanto quanto gli asteroidi, e la sublimazione inizia a diventare significativa quando le comete si trovano a meno di 4-6 unità astronomiche (la distanza media Terra-Sole).

La composizione delle comete è ottenuta tramite spettroscopia, ossia tramite lo studio della luce solare che viene modificata dalla riflessione sulla superficie della cometa, o dallo studio dell’emissione delle particelle eccitate della coda.

Presagio di sventura

L’annotazione di osservazioni cometarie risale ad almeno 4.000 anni fa, e generalmente nel corso della storia l’apparizione delle comete in cielo era vista come un presagio di sventure, probabilmente a causa della loro comparsa improvvisa. Ad esempio, Montezuma II nel 1519  vide una cometa, che si ritenne presagisse l’imminente crollo dell’impero azteco. L’arazzo di Bayeux, un arazzo normanno dell’XI secolo lungo circa 70 metri che racconta la conquista dell’Inghilterra da parte di William il Conquistatore, ritrae in un particolare (vedi la parte indicata in figura) la cometa di Halley, apparsa nei cieli nel 1066. Questa sarebbe stata anche in questo caso vista come un segno di sventura per il re inglese Harold II, sconfitto ed ucciso proprio in quell’anno durante la Battaglia Hastings.

Sezione dell’arazzo di Bayeux in cui è visibile la cometa di Halley. Qui l’arazzo completo.

La nomenclatura delle comete

Le comete ricevono una lettera che indica la loro orbita, l’anno di scoperta, ed un nome comune.

“P/” sono le comete periodiche, ossia con periodi minori di 200 anni, “C/” sono le comete non periodiche. Oltre a queste, esistono le “X/”, per le quali non è stata calcolata l’orbita, le “D/” sono le comete distrutte (per esempio perché non sono sopravvissute al passaggio ravvicinato al Sole) o scomparse. Infine, le “A/” sono oggetti inizialmente indicati come comete, ma che poi si è scoperto appartenere ad un’altra categoria. Queste lettere sono precedute da un numero che indica quanti di quegli oggetti sono stati scoperti di quel tipo, a patto che vengano osservati almeno due volte. Delle “P/”, le comete che hanno interagito con Giove sono dette della famiglia di Giove, quelle di tipo Halley hanno periodi tra 20 e 200 anni, quelle che si avvicinano molto al Sole sono dette radenti (sungrazing).

Il nome indica poi gli scopritori, siano essi una persona, un team o una missione spaziale. Le comete molto luminose sono dette “grandi comete“, e quelle estremamente luminosi sono dette “comete del secolo“.

La Nube di Oort

La Nube di Oort è una nube sferica di corpi ghiacciati che si suppone circondi il Sistema Solare in una regione compresa tra 50.000 e 100.000 unità astronomiche. La Nube di Oort è stata nominata in seguito a Jan Oort, che propose che le comete a lungo periodo passino gran parte del loro tempo in questa regione agli estremi del Sistema Solare. Oltre alla Nube di Oort, le comete si trovano anche nella Fascia di Kuiper e nella Fascia Principale di Asteroidi.

Questi oggetti si troverebbero in orbite stabili finché non vengono perturbate gravitazionalmente, per esempio dal passaggio ravvicinato di altre stelle al Sistema Solare. Alcuni di questi oggetti possono quindi essere spinti verso l’interno del Sistema Solare, arrivando vicino al Sole e venendo quindi identificati come comete.

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La composizione e la struttura fisica

Le comete hanno dimensioni comprese da poche centinaia di metri a più di 50 km. La loro struttura può essere anche molto irregolare, come visto dalla sonda Rosetta nel 2004, che ha osservato una forma bilobata per la 67P/Churyumov-Gerasimenko.

Si rende necessario operare una suddivisione in 3 diverse sezioni delle comete: il nucleo, la chioma e la coda.

Il nucleo: è la struttura centrale e solida della cometa. Si tratta di una miscela di roccia, polvere, e ghiaccio d’acqua e di altre sostanze volatili, come il diossido di carbonio, il monossido di carbonio, il metano e l’ammoniaca. Sono presenti anche composti organici. Si ritiene generalmente che i nuclei siano composti da una strato superficiale di polveri e roccia, che riveste un nucleo più interno composto di ghiaccio e volatili. La superficie esterna è molto scura, tanto che le comete sono tra i corpi con l’albedo minore nel Sistema Solare.

La chioma: è il flusso di polveri e gas che genera una sottile atmosfera attorno al nucleo della cometa. Da questa si estende la coda a causa della pressione di radiazione dei venti solari. La chioma è in generale composta di acqua (fino al 90%) e polveri.

La coda: è in realtà la sovrapposizione di due code, una di gas che punta in direzione opposta al Sole ed è data effettivamente dalla sublimazione dei volatili, ed una di polveri che segue invece l’orbita della cometa. La differenza di direzione delle due code è legata al fatto che gli ioni di gas sublimato sono molto più affetti dalla pressione di radiazione solare.

Comete famose

La cometa di Halley

Si tratta della cometa più famosa nella storia dell’umanità. 1P/1682 Q1, o 1P/Halley, è stata scoperta dall’astronomo inglese Edmund Halley nel 1705, che comprese che le comete osservate nel 1531, 1607 e 1682, erano in realtà la stessa cometa, e predisse perciò il passaggio del 1758. Le osservazioni di questa cometa erano state inoltre annotate dagli astronomi cinesi fino al 240 a.C., e ce ne sono possibili tracce anche in alcune tavole di argilla babilonesi. La cometa di Halley ha un periodo di 75.3 anni, ed è l’unica nota ad essere potenzialmente visibile due volte nella vita di un uomo. Nel 1986 avvenne l’ultimo suo passaggio, e fu uno dei fenomeni astronomici più seguiti di sempre, ed il prossimo avverrà nel 2061.

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Nel 1986 è stata visitata dalle sonde sovietiche Vega-1 e Vega-2, e dalla sonda dell’ESA Giotto. Le due Vega lanciarono dei lander su Venere e poi proseguirono alla volta della Halley, che osservarono da circa 8000 km di distanza; la Giotto, dopo averla vista da una distanza di soli 600 metri, proseguì per la cometa Grigg-Skjellerup (raggiunta nel 1990).

La cometa di Halley vista dalla sonda Giotto. Credits: ESA

La cometa Swift-Tuttle

Scoperta indipendentemente dagli astronomi Lewis Swift e Horace Parnell Tuttle, è nota soprattutto per essere la sorgente dei meteoroidi perseidi, le “stelle cadenti” della notte di S. Lorenzo. Ha un periodo orbitale di 133.3 anni, ed il suo prossimo passaggio avverrà nel 2126, anche se dopo il 188 d.C. non è più stata osservata ad occhio nudo perché troppo debole.

La cometa Shoemaker-Levy 9

Scoperta da Carolyn ed Eugene Shoemaker e David Levy nel 1993 usando il telescopio da 0.46 metri situato sull’osservatorio del Monte Palomar. La Shoemaker-Levy si era in realtà distrutta durante un incontro ravvicinato con Giove nel 1992 e nel 1994 fu osservato l’impatto sul gigante gassoso da parte di alcuni frammenti di questa cometa.

Hubble Space Telescope

La cometa Hale-Bopp

Scoperta da Alan Hale e Thomas Bopp nel 1995, e fu una bella fortuna, perché ha un periodo di 2534 anni. Si tratta di una delle comete più studiate, in quanto la sua grande luminosità ne ha favorito lo studio spettroscopico.

La cometa Churyumov-Gerasimenko

67P/Churyumov-Gerasimenko è uno dei nomi impronunciabili più in voga negli ultimi anni, perché è stato l’oggetto della missione Rosetta, operata dall’ESA nel 2004 e che ha avuto un forte contributo italiano. La cometa è stata scoperta da Klim Ivanovich Churyumov e da Svetlana Ivanovna Gerasimenko nel 1969, ed ha un periodo di soli 6.4 anni. Rosetta ha inviato fotografie in alta risoluzione della superficie della cometa, fornendo preziosissimi risultati riguardo la struttura e la composizione di queste comete.

Rosetta chiude il dibattito sul ghiaccio nelle comete

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Fonti:
Asteroids, astronomical and geological bodies
Encyclopedia of the Solar System

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