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Ryugu, la trottola col buco!

Le quattro immagini appena pubblicate, nella versione interpolata da JAXA ed ulteriormente elaborata dal sottoscritto
Le quattro immagini appena pubblicate, nella versione interpolata da JAXA ed ulteriormente elaborata dal sottoscritto Credit: JAXA - Processing: M. Di Lorenzo

Pubblicate nuove fantastiche immagini riprese da Hayabusa-2 a circa 250 km di distanza. Ora l'asteroide mostra chiaramente la sua forma curiosa, con un enorme cratere equatoriale e probabilmente uno polare, più numerosi nuovi dettagli.

  Sono passati solo 2 giorni da quando avevo commentato le prime immagini dell'asteroide Ryugu con qualche dettaglio superficiale. All'epoca, la sonda era a poco meno di 700 km dall'asteroide e i dettagli visibili misurano almeno 70 metri, però era già evidente la forma peculiare con rigonfiamento all'equatore e punte polari (una specie di "ellissoide prolato"); si intuiva la presenza di grossi crateri, qualche rilievo e forse un crepaccio. Poco fa, l'agenzia spaziale giapponese ha rilasciato quattro nuove strabilianti immagini, riprese l'altroieri dalla camera telescopica ONC-T e, stavolta, la scala è di soli 30 m/pixel, permettendo di vedere molti più dettagli. Questa la versione "quasi" originale:

180619ae

 Come si vede dalle didascalie, le foto sono state riprese in tempi diversi e a distanze diverse ma sono riscalate in modo da fornire la stessa scala fisica e poterle confrontare direttamente; a dire il vero, quella in basso a destra andrebbe ulteriormente rimpicciolita del 10% circa (ne parlo anche nell'appendice in fondo all'articolo), cosa che è stata fatta dal sottoscritto nella versione presentata in apertura di articolo. L'ordine è tale da mostrare il moto rotatorio dell'asteroide e, confrontando le immagini con il video precedente della rotazione completa, si deduce che le longitudini al centro di ogni immagine sono quelle indicate nell'immagine qui sopra.

 Le versioni sottostanti sono quelle realizzate dalla stessa JAXA tramite un "sovracampionamento" che elimina l'"effetto pixel" e conferisce alle immagini un aspetto più naturale, anche se sfocato. Sono stati applicati anche dei filtri (spesso usati dagli esperti di image processing) per aumentare i dettagli e accentuare il microcontrasto.

180619b

 A questo punto, ho utilizzato queste ultime immagini per effettuare una ulteriore operazione di "sharpening" e miglioramento del contrasto e il risultato è quello mostrato in apertura; i dettagli sono veramente tanti e, oltre al grande cratere equatoriale (oltre 200 metri, con un interno più scuro), se ne intravede un altro di dimensioni simili in vicinanza del polo superiore (che in realtà è il polo sud, data la rotazione retrograda dell'asteroide), evidente nella prima immagine in alto a sinistra; in precedenza, avevo erroneamente identificato questa struttura come crepaccio o un canyon, data l'illuminazione critica e la bassa risoluzione. A metà tra i due crateri c'è un rilievo, più una collina che una montagna date le dimensioni effettive (sui 50 metri); anche questa struttura si intravedeva nella sequenza di 3 giorni fa ma ora è molto più evidente. Altri rilievi e avvallamenti, meno accentuati, si notano in entrambi gli emisferi, insieme a regioni allungate più scure che sembrano correre dai poli verso l'equatore (più chiaro) e di cui, per ora, si ignora la natura.

 Di seguito i commenti riportati sul sito da parte di due responsabili del progetto (purtroppo la traduzione automatica dal giapponese lasciava molto a desiderare e adesso invece si basa su quella in inglese):

Seiichiro Watanabe (Project Scientist)

La direzione verticale in queste immagini è inclinata di 10 gradi in senso antiorario rispetto alla direzione del Polo Nord della Terra. Dal guardare tra le immagini multiple in questo set, puoi vedere che la direzione verticale è quasi perpendicolare al piano di rivoluzione dell'asteroide. Chiamiamo questa direzione l'asse di rotazione dell'asteroide. La direzione della rotazione è invertita rispetto alla Terra, con un periodo di rotazione di circa 7,5 ore. 

Il diametro di Ryugu è di circa 900 metri, che è coerente con la previsione delle osservazioni a terra. Tuttavia, poiché la distanza tra la navicella spaziale e Ryugu non è nota con precisione, c'è ancora qualche incertezza nel diametro esatto in questo momento.

La forma dell'asteroide sembra una trottola (chiamata in giapponese "Coma"), con la parte equatoriale più larga dei poli. Questa forma è visibile in molti piccoli asteroidi che ruotano ad alta velocità. Osservati dal radar da terra, l'asteroide Bennu (la destinazione della missione USA, OSIRIS-REx), l'asteroide Didymous (l'obiettivo del progetto DART statunitense) e l'asteroide EV5 del 2008 che si sta avvicinando alla Terra, hanno tutti una forma simile.

Sulla superficie dell'asteroide Ryugu, si possono vedere una serie di depressioni tondeggianti simili a crateri. Nella prima immagine, il rappresentante più grande ha un diametro superiore a 200 m. Questo si sposta a sinistra e si scurisce quando l'asteroide ruota e la parte inferiore viene avvolta nelle ombre.

Il rigonfiamento all'equatore forma una cresta attorno all'asteroide, come una catena montuosa. Al di fuori di questo, la topologia della superficie appare molto rigonfia e si vedono rigonfiamenti simili a rocce. Questi dettagli dovrebbero diventare più chiari mentre la risoluzione aumenta in futuro.

 

Mr. Yoshikawa (Mission Manager)

Quando ho visto queste immagini, sono rimasto sorpreso dal fatto che Ryugu abbia una forma molto simile sia all'obiettivo della missione OSIRIS-REx statunitense, l'asteroide Bennu, sia all'obiettivo della missione MarcoPolo-R precedentemente proposta dall'Europa, l'asteroide 2008 EV5. Bennu e EV5 2008 sono circa la metà del diametro (e 1/8 del volume) di Ryugu, con periodi di rotazione di circa la metà. In altre parole, questi corpi celesti sono piccoli e rotanti velocemente rispetto a Ryugu. D'altra parte, Bennu è un asteroide di tipo B, che è molto simile agli asteroidi di tipo C come 2009 EV5 e Ryugu. Pertanto dovrebbero esserci anche proprietà comuni a causa del tipo di asteroide. Quindi abbiamo sia differenze che somiglianze che si sono combinate per produrre forme molto simili ... perché è così? Penso che questo sia molto interessante. Finora, gli asteroidi che abbiamo esplorato sono stati di forma diversa tra loro, quindi con Ryugu e Bennu potrebbe essere la prima volta che vengono esaminati due asteroidi di forma simile. Sarà interessante chiarire esattamente il significato scientifico di questa somiglianza.

Se l'asse di rotazione di Ryugu è vicino alla direzione verticale in questa immagine, c'è un grande vantaggio in quanto sarà possibile conoscere quasi l'intera superficie di Ryugu in una fase iniziale dopo l'arrivo. Questo facilita la pianificazione del progetto. Tuttavia, è anche possibile che i potenziali siti di atterraggio possano essere limitati all'equatore di Ryugu. Spero che troveremo un posto adatto per appoggiare il lander e i rover.

 

Appendice: il problema delle dimensioni

 Come ultima annotazione, ho cercato di stimare le dimensioni di Ryugu sulla base delle dimensioni dei pixel nelle immagini originali, conoscendo la distanza da cui sono scattate. Sappiamo che il sensore e l'ottica della camera "Telescopic Optical Navigation Camera" sono tali da avere una scala di 22 secondi d'arco per pixel (come si deduce dal campo di vista di 6,35° e dalla risoluzione di 1024 pixel). In particolare ho deciso di utilizzare le due immagini in basso (designate dalle lettere "c" e "d"), che poi sono quelle a distanza più piccola e più grande rispettivamente; il fatto che siano state riprese quasi con la stessa angolazione elimina i possibili dubbi legati alla forma irregolare. Si vede come nella prima l'asteroide misuri circa 33,5 pixel in larghezza e 32,5 in altezza (essendo comunque il confine sfumato, c'è una incertezza di almeno mezzo pixel) mentre nella foto a distanza maggiore le dimensioni scendono a 27x26 pixel. Volendo dare credito alle distanze indicate nella figura, un rapido calcolo fornisce, nel primo caso, dimensioni reali di 870x850 metri che salgono a 970x940 metri per l'immagine scattata dalla distanza maggiore. Questi valori sono incompatibili tra loro e, infatti, già una rapida occhiata mostra che l'immagine "d" è chiaramente più grande rispetto alle altre di circa il 10%.

 Personalmente, ritengo che alla base dell'apparente contraddizione ci sia un errore nelle distanze dichiarate ovvero una differenza di metodo nella loro stima. Questa impressione è supportata dal fatto che, se andiamo a vedere i valori forniti dal simulatore online oppure il tabulato delle distanze e velocità previste da JAXA durante la fase di approccio (reperibile a questo link), la distanza indicata per la figura "d" è quella corretta per l'ora indicata mentre per le altre c'è, guardacaso, una sottostima del 10% circa rispetto ai valori tabulati, che ammontano rispettivamente a 264,7 km (caso "a"), 262,7 km ("b") e 260,8 km ("c"). Perciò, volendo dare credito ai dati tabulati, le dimensioni corrette di Ryugu sono circa 900x850 metri circa (il primo dato si riferisce all'equatore e tiene conto della piccola porzione non illuminata sulla sinistra), in ottimo accordo con le stime fatte da Terra. Se invece voglia dare credito agli altri valori di distanza queste misure vanno ridotte, appunto, del 10% allontanandosi dalle stime precedenti. Va detto che la distanza esatta da Ryugu non è nota, com rimarca anche il dottor Watanabe nel suo intervento qui sopra; per ora le stime sono basate sulle misure ottiche di parallasse (navigazione ottica) ma, data la piccola entità del moto trasversale della sonda, queste stime sono inevitabilmente grossolane e sarà così almeno fino a quando non entrerà in funzione il laser-altimetro, nei prossimi giorni. Allora, misurando il tempo di andata e ritorno degli impulsi di luce, avremo valori molto più precisi!

 

Riferimenti:

http://www.hayabusa2.jaxa.jp/topics/20180619je/index.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!

Sito web: https://www.facebook.com/marco.lorenzo.58
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1 commento

  • Link al commento Marelv83 Sabato, 20 Luglio 2013 23:02 inviato da Marelv83

    Ma se il fotone (m=0) raggiunge la velocità della luce, una particella con massa negativa come si comporta?
    la velocità di luce è una costante universale (indicata con c): è sempre pari a circa 300.000 km/s nel vuoto. Ma perché proprio la luce? Perché la luce è impacchettata all’interno di una particella, il fotone, che non ha massa. Una conseguenza dalla nota equazione E=MC2 è che un qualsiasi corpo accelerato alla velocità della luce (c) dovrebbe aumentare la sua massa (m) all’infinito e richiedere un’energia necessaria per accelerarlo (e) infinita, entrambi cose impossibili. Il problema non si pone con il fotone, che non ha massa e quindi ha una velocità che è la massima raggiungibile nel cosmo: qualsiasi altra particella dotata di massa, dunque, deve necessariamente muoversi a una velocità inferiore.
    Essendo stato verificato il bosone di Higgs, che da massa alla materia, è possibile fare qualcosa del genere, tipo togliere massa e renderla negativa?

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