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AstroMax Blog

Blog di Astronomia di Massimo Dionisi

La Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko

DiMassimo Dionisi

Gen 3, 2022

Ritorno ancora a volta a parlare di questa cometa in quanto sono riuscito ad ottenere delle nuove immagini che mi hanno permesso di effettuare un’analisi più approfondita e dettagliata.

La cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko fotografata la notte tra il 30 e 31 dicembre 2021 dalla periferia di Sassari (Sardegna, Italia) tra le ore 21:39 UT e 22:10 UT (UT: Universal Time o Greenwich Time) con condizioni di cielo sereno, assenza di vento e cielo valutato come Bortle 5,7. Sei esposizioni da 5 minuti ognuna realizzate con un telescopio Skywatcher Newton del diametro di 250mm e lunghezza focale 1250mm (f/5) su montatura EQ6Pro, camera di ripresa CCD QHY8L raffreddata a -15°C con filtro UHC Astronomik. Guida automatica con inseguimento sulla cometa realizzata con camera CMOS ZWO ASI 120MC, rifrattore in parallelo diametro 60mm e lunghezza focale 700mm (f/12) e software di guida PHD2. Acquisizione effettuata con APT (Astro Photography Tool), elaborazione con Maxim DL4 con applicazione di Dark Frame, Bias e Flat Fields.

Fissato il tempo di riferimento al termine dell’ultima ripresa, ovvero alle ore 22:10 UT, la cometa si trovava a 0,4773 AU (Astronomical Unit) dalla Terra, equivalenti a circa 71,4 milioni di km e a 1,4114 AU dal Sole (circa 211,1 milioni di km). La sua velocità lungo l’orbita era pari a 31,6 km/sec, dalla Terra il suo spostamento apparente nel cielo era di 23,5” ogni ora, con angolo di posizione pari a 295°. Considerando la focale dello strumento utilizzato e il piccolo spostamento apparente nel cielo, anche con un tempo totale di integrazione pari a 30 minuti la cometa appariva muoversi pochissimo, per cui le stelle appaiono sostanzialmente puntiformi anche se la guida era impostata sul nucleo cometario. Una ulteriore verifica numerica conferma questa valutazione: infatti nei 30 minuti richiesti dalla somma delle esposizioni, la cometa ha mostrato uno spostamento pari a 11,75”, equivalenti a uno spostamento pari a meno di 10 pixel sull’immagine finale; considerando che una stella di magnitudine 11,75m mostra un dischetto del diametro di 10 pixel si può considerare l’intero movimento proprio della cometa come assorbito dagli errori medi intrinseci all’immagine.

Nell’immagine la cometa si presenta con una parte centrale ben condensata, di apparenza stellare con una chioma che sfuma nella coda di polveri a forma di ventaglio disposta approssimativamente in direzione ovest-sud-ovest: la coda di polveri inizia a essere evidente dal PA (angolo di posizione) 207° e si estende fino a PA 311° circa; la massima estensione di questa coda sembra essere raggiunta a PA 280° con una lunghezza apparente approssimativa di 7,9′, mentre la forma a ventaglio sembra trovare il suo punto mediano a PA 258° con una estensione di 5,3′ circa. La coda di gas si trova in un PA apparente di 290°, risulta avere una lunghezza apparente di 13,3′ circa e si presenta filiforme senza interruzioni. Vista la distanza dalla Terra della cometa il giorno e l’ora dell’osservazione, si può stimare in base ai dati ricavati direttamente dalla ripresa fotografica che la coda di gas si allungava nello spazio almeno per circa 280.000 km, mentre invece la coda di polveri trovava un’estensione di circa 110.000 km nella posizione mediana della struttura a ventaglio e 164.000 km come massima lunghezza. La 67P si trovava in fase di allontanamento dal Sole, essendo passata al perielio il giorno 2 novembre 2021: la sua attività sta andando quindi presumibilmente scemando. Tutte le misure sulle dimensioni ed estensioni delle code dipendono in gran parte anche dal tempo di integrazione complessivo utilizzato, per cui devono intendersi come valori minimi di riferimento, puramente indicativi a prescindere dagli errori medi delle misure. In direzione est, alla distanza di 20,95” dal centro geometrico della struttura centrale si trova una debole stella classificata come UCAC4-593-045704 di magnitudine 16,1m e indice di colore B-V pari a 0,35: questo fornisce un limite per le dimensioni della condensazione centrale, ovvero la parte più luminosa della chioma, inferiori ai 40” equivalenti a meno di 15.000 km circa. Chiaramente le misurazioni sono estremamente approssimate e possono fornire solo un valutazione grossolana delle reali dimensioni in gioco. Intorno alla parte meridionale della condensazione centrale, forzando l’ingrandimento, si nota una sorta di struttura a forma di sezione circolare di diversa colorazione e luminosità rispetto alla condensazione stessa. Difficile dire se questa struttura sia una realtà fisica della cometa, come una sorta di alone o chioma generata da emissioni di gas e polveri dal nucleo, oppure se si tratti semplicemente di un artefatto dovuto alle elaborazione a cui sono state sottoposte le immagini grezze.

La stella più luminosa visibile nell’immagine è HD76976 di magnitudine 7,6m e indice di colore B-V 1,532, quindi una gigante rossa di classe spettrale M0 posta a 1.035 anni luce dalla Terra. L’intero campo stellare appartiene alla costellazione del Cancro, come si può apprezzare dall’immagine a grande campo estratta direttamente dal programma “Skychart” (Cartes du Ciel) utilizzato anche per il pilotaggio della montatura equatoriale EQ6Pro; nella cartina ogni rettangolo ha una larghezza e una altezza di 5 gradi e la cartina stessa è in proiezione altazimutale per la località di Sassari e per la data e ora delle riprese fotografiche.

Confrontando l’immagine del 30 dicembre, qui esaminata nel dettaglio, con quella ottenuta il giorno 14 dicembre 2021, con una singola esposizione di 10 minuti, si nota sia l’assenza della struttura a forma di corona circolare che sembra avvolgere la parte sud della condensazione centrale sia la possibile assenza della forma a ventaglio della coda di polveri. Non essendo stata usata la medesima esposizione nelle due sessioni fotografiche, non si possono fare confronti tra le dimensioni e le estensioni della coda di polveri e della coda di gas, tuttavia si nota come quest’ultima avesse una struttura continua, priva di interruzioni, anche il 14 dicembre.

La cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko è una cometa periodica a breve periodo che appartiene alla famiglia di Giove, in quanto la sua distanza all’afelio è prossima al semiasse maggiore dell’orbita del pianeta gigante. Con un periodo di 6,45 anni la sua orbita mostra un’eccentricità di 0,64 il che la rende piuttosto ellittica e porta la cometa ad avvicinarsi fino a 185,8 milioni di km dal Sole, contro gli 850 della sua distanza afelica. Nell’agosto del 2014 la cometa è stata visitata dalla sonda Rosetta, dell’Agenzia Spaziale Europea, che ha condotto delle estese analisi del nucleo cometario e ripreso una grande quantità di immagini; il 12 novembre dello stesso anno, la sonda aveva rilasciato un modulo di discesa, denominato Philae, destinato all’esplorazione diretta della superficie della cometa. Le analisi si erano protratte fino a seguire l’evoluzione della cometa nel suo avvicinamento al perielio. Nel settembre del 2016 la missione di Rosetta è stata ufficialmente dichiarata conclusa e la sonda è stata fatta schiantare sulla superficie della cometa. Tra tutti i dati raccolti, si è determinato che il nucleo della 67P ha una forma irregolare non sferica, costituita da due lobi collegati da un collo più stretto, con il lobo più grande che misura circa 4,1 km x 3,3 km x 1,8 km e quello più piccolo circa 2,6 km x 2,3 km x 1,8 km. Ad ogni orbita la cometa perde materia, poiché i gas vengono sublimati dal calore del Sole, trascinando con sé grandi quantità di polveri strappati dalla superficie; il vento solare poi provvede a spingere via tutto questo materiale che forma le due code e che si perde irrimediabilmente nello spazio interplanetario. Si stima che attualmente uno strato con uno spessore medio di circa 1 metro vada perso per ogni orbita; la cometa ha una massa complessiva di circa 10 miliardi di tonnellate. La forma a due lobi della cometa è il risultato di una collisione avvenuta a bassa velocità relativa tra due oggetti; da notare che la forma complessiva del nucleo di questa cometa ricorda fortemente quella dell’asteroide 486958 Arrokoth, denominato anche “Ultima Thule”, scoperto il 26 giugno 2014 nell’ambito di una campagna osservativa condotta con il Telescopio Spaziale Hubble e mirante ad individuare oggetti nella Fascia di Kuiper potenzialmente raggiungibili dalla sonda New Horizon dopo la sua esplorazione del sistema di Plutone. L’asteroide si trova ad una distanza media dal Sole di 6,67 miliardi di km e la New Horizon è riuscita, il 1 gennaio 2019, ha riprendere da vicino l’oggetto, rivelando la sua struttura composta da due lobi uniti da uno stretto collo, in tutto e per tutto simile alla cometa 67P.

Con i dati raccolti dalla sonda Rosetta si è potuto anche stabilire che il vapore acqueo emesso dalla cometa 67P ha composizione diversa da quello presente sul nostro pianeta, questo rende improbabile che l’acqua terrestre provenga da comete come la Churyumov-Gerasimenko; il vapore acqueo è anche miscelato con quantità significative di formaldeide (0,5% in peso) e metanolo (0,4% in peso) e queste concentrazioni rientrano nell’intervallo comune per le comete del sistema solare.

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