Scritto: Lunedì, 04 Novembre 2019 13:38 Ultima modifica: Mercoledì, 06 Novembre 2019 06:13

Borisov news: precovery e acqua... In evidenza


La cometa interstellare, sempre più vicina, è stata ritrovata in immagini risalenti a 11 mesi fa e nel suo spettro è stato identificato l'ossigeno, probabilmente originato dalla dissociazione di molecole dell'acqua...

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Borisov news: precovery e acqua... Credits: B.T.Bolin et al. "Characterization of the Nucleus, Morphology and Activity of Interstellar comet 2I/Borisov by Optical and Near-Infrared GROWTH, Apache Point, IRTF, ZTF, Keck and HST Observations" - Processing: Marco Di Lorenzo

 Della 2I/Borisov, inevitabilmente, dobbiamo tornare a parlare spesso come è giusto che sia, data l'eccezionalità di questo oggetto interstellare e il suo enorme valore scientifico. Il titolo un pò criptico cerca di riassumere le due principali novità che la riguardano, ma non sono le uniche. Andiamo in ordine...

 La prima importante notizia è il ritrovamento dell'oggetto in immagini precedenti alla sua scoperta, una cosiddetta "pre-covery" che era molto attesa poiché, tra l'altro, permette di rifinire grandemente la sua orbita. Queste prime osservazioni, in cui l'oggetto era passato inosservato perché ancora molto debole, si spingono indietro fino al 13 dicembre 2018 e le abbiamo grazie alla rassegna "ZTF" (Zwicky Transient Facility), condotta con lo storico telescopio Schmidt di Monte Palomar. Un paio di riprese sono visibili in basso a destra nell'immagine di apertura e risalgono al 17 Marzo e al 2 Maggio; esse sono state ottenute sommando tra loro alcune esposizioni di 30 secondi ciascuna, nella banda rossa dello spettro visibile. Come si vede, all'epoca, l'aspetto era praticamente stellare, dunque non c'erano chiare evidenze di una chioma o di una coda, perlomeno con il limitato tempo di esposizione e la bassa risoluzione dello strumento. Invece, nelle immagini riprese il 12 Settembre con altri telescopi si intravedeva una coda lunga circa 6,5 secondi d'arco.

 Il 4 Ottobre, poi, uno dei telescopi Keck è riuscito a riprendere una immagine ad alta risoluzione nel vicino infrarosso (2,1 μm) usando ottiche adattive; essa è mostrata, sempre in apertura, in basso a sinistra, e suggerisce dimensioni apparenti vicine ad un secondo d'arco, significativamente maggiori della risoluzione dello strumento che forniva immagini stellari 4 volte più piccole. E' però azzardato affermare che quello fotografato sia il nucleo della cometa perché, a quella distanza (circa 440 milioni di km), questo implicherebbe un diametro dell'ordine di 2000 chilometri, decisamente eccessivo; in pratica, quindi, Keck ha fotografato la parte più interna e densa della chioma e non il nucleo vero e proprio, il quale dovrebbe avere dimensioni effettive non superiori a 3 km.

 Questa stima è stata poi confermata dalle osservazioni fatte con il telescopio Hubble il 12 Ottobre e di cui avevamo già fornito una anticipazione 15 giorni fa. In apertura, nella riga in alto, vediamo a sinistra un processing di 24 esposizioni di 260s ciascuna, ottenute con lo strumento WFC3/UVIS. Per evidenziare asimmetrie nella luminosità, le variazioni radiali sono state eliminate e si evidenziano due getti di gas, uno ampio in alto e uno più sottile e corto verso il basso; anche queste osservazioni non mostrano direttamente il nucleo. La versione al centro mostra la scala dell'immagine (10" corrispondono a circa 20000 km alla distanza della cometa) e i contorni di uguale luminosità mentre quella a destra è una versione "smoothed" per evidenziare le zone periferiche più deboli.

 Tornando alla determinazione dell'orbita, rispetto alle ultime stime fatte dal JPL il 22 Ottobre, adesso l'arco temporale delle osservazioni è passato da 51 a ben 324 giorni e questo ha ridotto l'incertezza sui vari parametri di oltre un ordine di grandezza, come esemplificato nei seguenti grafici.

 orb 1911

Prepared by Marco Di Lorenzo - Data Source: SSD/JPL/NASA and MPEC/IAU

 Il parametro più importante di tutti, l'eccentricità, è ora stimato pari a 3.35661±0.00019 (con un livello di confidenza del 90%). Questo implica che la Borisov, passando attraverso il sistema solare, subirà una deviazione di 34,6654±0.0020 gradi rispetto a una traiettoria rettilinea. Utilizzando le effemeridi dal 1600 in poi (ed estrapolandole in un passato molto più remoto) ho calcolato il punto di provenienza sulla volta celeste (radiante), ora noto con precisione "telescopica" ovvero dell'ordine di 1"  (sempre con un livello di confidenza del 90%):

A.R. = 32.8611° = 02h 11m 26,66s (±0.24s)  ; Dec = +59.44958° = +59° 26' 58,5" (±1,25")

 Infine, l'incertezza sulla "velocità all'infinito" con cui la cometa ha approcciato il sistema solare è migliorata di oltre 3 ordini di grandezza ed ora la stima si attesta su:

v = 32.2989 ± 0.0013 km/s

 Il seguente diagramma, tratto da Wikipedia, mostra la traiettoria apparente della cometa sulla volta celeste.

2IBorisov skypath

Traiettoria apparente della 2I/Borisov sulla volta celeste. - Credits: T. Marshall Eubanks [Public domain] / Wikipedia

 La novità più grossa e più attesa derivante dalle nuove determinazioni orbitali è però legata alla prima stima degli effetti non gravitazionali, dovuti all'attività cometaria che spinge la cometa come un razzo che fa manovra con i suoi motori. Attualmente, sempre il JPL riporta il solo parametro di "accelerazione trasversale" cioè in direzione perpendicolare ai raggi solari; essa ammonta a (2,58±0.76)·10-7 Unità Astronomiche/giorno2, sempre al 90% di confidenza; questo corrisponde a (5,2±1,5)·10-6 m/s2. Questo valore è comparabile con quella di 1I/Oumuamua (2,7·10-7 UA/d2) con una differenza fondamentale: in quel caso, l'accelerazione era radiale e spingeva l'oggetto lontano dal Sole, mentre l'accelerazione trasversale era trascurabile, comunque inferiore a 4·10-8 UA/d2.

 Un'altra importante novità riguarda lo spettro della cometa, con l'identificazione probabile della molecola di acqua dopo quella del cianogeno il mese scorso. Il lavoro, realizzato da quattro astronomi americani (due dei quali lavorano presso il Goddard Space Flight Center della NASA), si basa sugli spettri ad alta risoluzione ottenuti con lo strumento ARCES, installato sul telescopio ARC da 3,5m presso l' Apache Point Observatory. Esse mostrano la riga dell'ossigeno atomico [O-I] a 630 nm, normalmente associata nelle comete alla presenza di acqua che viene dissociata ad opera della radiazione solare. Assumendo che questo sia il caso anche per la Borisov, se ne ricava un tasso di produzione di H2O pari a (6.3±1.5)×1026 mol/s, circa 20 kg di acqua al secondo. Il rapporto tra questo tasso di produzione e quello del CN precedentemente osservato appare comparabile con quello delle comete appartenenti al Sistema Solare (figura qui sotto, in basso sinistra) ed anche il rapporto C2/H2O risulta normale. Discorso analogo per il rapporto polvere/gas e per la percentuale di superficie di nucleo cometario soggetto a sublimazione (in realtà un valore piuttosto incerto dato che per ora non si conoscono le dimensioni reali del nucleo).

Apache Spectra

In alto, spettro ad alta dispersione che mostra la riga dell'ossigeno spostato verso il blu (a sinistra); la riga a destra (molto più intensa) è di origine terrestre. In basso il confronto con le abbondanze relative di acqua, carbonio e cianogeno di comete appartenenti al Sistema Solare. Credits: Adam McKay et al. - "DETECTION OF A WATER TRACER IN INTERSTELLAR COMET 2I/BORISOV"

 Conclusioni analoghe vengono tratte anche nel secondo articolo (linkato qui sotto), in cui gli autori affermano che, se non fosse per la provenienza interstellare, la cometa sarebbe apparsa piuttosto anonima e non avrebbe certo meritato tante attenzioni. Data l'abbondanza di elementi volatili come CO e H2O, essi concludono che la 2I/Borisov non deve avere subito un forte riscaldamento da parte della stella d'origine ma, prima di venire espulsa o confinata dentro l'equivalente della nostra nube di Oort, deve avere trascorso un tempo sufficientemente lungo (più di qualche milione d'anni) nel suo sistema planetario appena nato, affinché la radiazione spazzasse via il disco protoplanetario e ne riscaldasse la superficie sopra i 30K.

Color

Indici di colore della Borisov (croce azzurra) confrontati con quelli di altri corpi del sistema solare (asteroidi di diverse classi tassonomiche, oggetti trans-nettuniani e comete) - Credits: B.T.Bolin et al. "Characterization of the Nucleus, Morphology and Activity of Interstellar comet 2I/Borisov by Optical and Near-Infrared GROWTH, Apache Point, IRTF, ZTF, Keck and HST Observations" - Processing: Marco Di Lorenzo

 In questo secondo articolo vengono prese in esame anche le misure fotometriche e di colore; come si vede qui sopra, l'oggetto è di colore neutro, simile a quello degli asteroidi e senza la dominante rossastra tipica degli oggetti che risiedono nella parte esterna del Sistema Solare. La curva di luce ha mostrato, sul lungo termine, un graduale aumento di luminosità di 1 magnitudine al mese mentre, su scala di alcune ore, non si notano apprezzabili variazioni di luminosità imputabili alla rotazione del nucleo; evidentemente, tali variazioni sono probabilmente mascherate da una chioma di polvere piuttosto densa. Ricordiamo che, al contrario, 'Oumuamua esibiva oscillazioni di luminosità molto ampie e irregolari, suggerendo una forma estremamente allungata e una rotazione semi-caotica.

 

Riferimenti:
Detection of a Water Tracer in Interstellar Comet 2I/Borisov
Characterization of the Nucleus, Morphology and Activity of Interstellar comet 2I/Borisov by Optical and Near-Infrared GROWTH, Apache Point, IRTF, ZTF, Keck and HST Observations
Note on the HST Image of Comet 2I/Borisov Taken on 2019 October 12

 

Altre informazioni su questo articolo

Read 218 times Ultima modifica Mercoledì, 06 Novembre 2019 06:13
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!

https://www.facebook.com/marco.lorenzo.58 | Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

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