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Facciamo il punto su Florence

Immagini radar di Florence e i suoi satelliti, riprese a intervalli di 2.5 ore
Immagini radar di Florence e i suoi satelliti, riprese a intervalli di 2.5 ore Credit: Patrick Taylor (Arecibo Observatory) - Processing: M. Di Lorenzo

Le osservazioni ottiche e radar di questo grosso NEO ci svelano un oggetto triplo craterizzato, poco denso e con una composizione simile al bolide di Chelyabinsk.

 Lo scorso 1 Settembre, come si ricorderà, c'è stato un importante incontro ravvicinato con uno dei più grandi asteroidi NEO: si trattava di 3122 Florence, in passato noto anche come 1981 ET3 oppure come 1983 CN1; queste erano le due designazioni provvisorie date nell'anno della scoperta e della successiva "riscoperta", prima che la IAU decretasse il nome ufficiale (nome dedicato a Florence Nightingale, fondatrice dell'infermiera moderna). L'asteroide, in base alle ultime stime, è passato a una distanza di 7066524.5 (± 5.4) km dal centro del nostro pianeta, dunque non particolarmente vicino rispetto a tanti altri NEO che, quasi quotidianamente, passano a distanze inferiori; l'eccezionalità dell'evento è legata alle dimensioni dell'oggetto, che ne hanno permesso uno studio approfondito sia con strumenti ottici che con i radar.

 Le prime immagini radar dell'asteroide, ottenute con l'antenna di Goldstone a fine agosto, ne hanno rivelato la natura tripla con due piccole lune che ruotano intorno a un corpo centrale tondeggiante di circa 4,5 km di diametro. Altre immagini radar a risoluzione più alta (circa 15 metri) sono state ottenute dall'Osservatorio di Arecibo (NRAO) tra il 2 e il 5 settembre e nell'immagine di apertura riportiamo 5 di queste immagini radar, opportunamente processate per ridurre il rumore; si vedono chiaramente le due piccole lune che danzano attorno al corpo principale in rotazione (il filmato completo è visionabile nel link in fondo a questo articolo). Queste immagini, in cui la forma dell'asteriode viene ricostruita sulla base dei ritardi temporali e degli spostamenti Doppler delle onde radio riflesse, suggeriscono che la luna più interna misuri circa 180-240 m mentre quella esterna sia di 300-360 m. Entrambe sono leggermente allungate e sembrano avere una rotazione sincrona in modo da mostrare sempre lo stesso emisfero a Florence, proprio come la nostra Luna. Qualche appassionato ha notato che nelle immagini radar il satellite più interno sembra avere una struttura bi-lobata, come il nucleo di Churymov-Gerasimenko, ma non c'è alcuna conferma ufficiale al riguardo.

 Le stime preliminari dei periodi orbitali forniscono un periodo di rivoluzione di 21-23 ore per la luna esterna e 7-8 ore per quella interna (il periodo orbitale più breve su circa 60 NEO con satelliti noti). Queste stime sono importanti per valutare la massa totale e la densità dell'asteroide; nel caso della luna interna, indicano per Florence una densità di circa 1,4 g/cm3, talmente bassa da suggerire una marcata porosità interna; ulteriori stime al riguardo sono ancora in corso.

 Come si sono formati i due satelliti? La spiegazione generale è che il materiale sparso viene spinto lontano dall'equatore di un asteroide, quando la sua velocità di rotazione accelera a causa dell'assorbimento della luce solare e della riemissione del calore in una direzione preferenziale (Effetto Yarkovsky), ma i dettagli del meccanismo sono ancora ignoti e le osservazioni su Florence potrebbero aiutare a comprenderli; in effetti, il rapido periodo di rotazione e il suo diametro indicano che le regioni in prossimità dell'equatore ruotano abbastanza velocemente perché il materiale si sollevi quasi dalla superficie a causa della forza centrifuga.

 Il corpo principale del sistema Florence ha un aspetto generalmente arrotondato, non la forma allungata posseduta da parecchi altri asteroidi NEO. Le immagini radar indicano che il corpo centrale è un pò schiacciato ai poli e più ampio all'equatore. Sono stati osservati molti altri NEO con questa forma generale, tra cui 101955 Bennu, obiettivo della missione OSIRIS-REx. Si ritiene che una forma di questo tipo dimostri che l'interno del corpo centrale è costituito da un "mucchio di macerie" di molti piccoli blocchi, piuttosto che da un corpo unico e coeso.

 Le immagini radar ad alta risoluzione Arecibo mostrano un crinale complesso presso l'equatore e rivelano più dettagli di quanto si vedeva nelle immagini di Goldstone; queste creste equatoriali sono state osservate su molti altri asteroidi NEO, sia quelli in rapida rotazione con delle lune, sia su alcuni che apparentemente non lo sono. Le caratteristiche della regione equatoriale variano con la longitudine e includono depressioni e altopiani, con due regioni adiacenti relativamente piatte. Le immagini di Arecibo mostrano un gruppo di quattro depressioni che potrebbero essere crateri; la più grande di queste strutture misura 700-800 metri ed è chiaramente visibile nella prima immagine a sinistra.  Diversi candidati di crateri più piccoli sono visibili, come pure numerose macchie piccole e luminose che potrebbero essere piccole colline o grandi massi. 

 Passando alle osservazioni ottiche, diversi osservatori, con una serie di telescopi situati, tra l'altro, in Cile e negli Stati Uniti, hanno misurato le variazioni di luminosità (curva di luce) durante il passaggio ravvicinato, per stimare il periodo di rotazione di Florence. Hanno ottenuto un periodo di 2,4 ore che è coerente con i valori precedentemente pubblicati e con la stima indipendente ottenuta delle immagini radar. Tutte queste osservazioni saranno utilizzate per stimare con precisione anche la direzione dell'asse di rotazione dell'asteroide e produrre una mappa tridimensionale della sua forma.

florence lc1

Esempio di curva di luce, ottenuta il 20 Agosto su un intervallo di tempo di circa 10 ore (una notte intera) usando lo strumento PROMPT a Cerro Tololo, in Cile. Le oscillazioni periodiche sono dovute alla rotazione di Florence mentre il progressivo aumento di luminosità è imputabile al suo avvicinamento alla Terra. Credit: J. Pollock 

 

 Determinare la direzione precisa del polo rotazionale (nota solo per una cinquantina di NEO fino ad oggi) è importante per comprendere l'evoluzione orbitale di Florence dalla sua presunta origine all'interno della cintura asteroide principale tra Marte e Giove nella sua orbita corrente che attraversa l'orbita terrestre. 

 Infine, lo spettro di Florence. Utilizzando i telescopi infrarossi della NASA nelle Hawaii, la composizione è risultata molto simile a quella delle "condriti ordinarie" ovvero i meteoriti rocciosi più comuni rinvenuti sulla Terra; anche l'asteroide che esplose sopra Chelyabinsk nel febbraio 2013 aveva una composizione simile, come mostrato nel grafico sottostante.

florence spec

 

 Lo spettro di Florence nel visibile e nel vicino infrarosso mostra evidenti analogie con quello dei frammenti del bolide di Cheliabinsk, Russia. - Credits: J. V. Reddy e J. Sanchez , NASA's Infrared Telescope Facility.

 Ormai l'asteroide si è allontanato a circa 27 milioni di km e la sua magnitudine apparente si è indebolita a 13,2 contro la magnitudine 8,7 raggiunta poco prima del massimo avvicinamento; questo significa che adesso è circa 60 volte più debole, raggiungibile solo con telescopi amatoriali di medie dimensioni. Consultando la pagina JPL dedicata a Florence, scopriamo che il numero di osservazioni ottiche è salito oltre quota 3040, sparse su un arco di tempo di quasi 36 anni. Se consideriamo anche le recenti osservazioni Doppler effettuate con il radar, questo lo rende uno dei NEO con l'orbita meglio conosciuta e sappiamo che, nei prossimi 2 secoli, ci sarà solo un altro incontro ravvicinato simile a quello appena avvenuto: succederà tra 40 anni (il 2 Settembre 2057) a 7,47 milioni di km.

 

Riferimenti:
https://cneos.jpl.nasa.gov/news/news200.html

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Marco Di Lorenzo (DILO)

Sono laureato in Fisica e insegno questa materia nelle scuole superiori; in passato ho lavorato nel campo dei semiconduttori e dei sensori d'immagine. Appassionato di astronautica e astronomia fin da ragazzo, ho continuato a coltivare queste passioni sul web, elaborando e pubblicando numerose immagini insieme al collega Ken Kremer. E naturalmente amo la fantascienza e la fotografia!

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