Il progetto Prisma dell’Inaf ci protegge dalle meteoriti spaziali

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Il progetto Prisma dell'Inaf ci protegge dalle meteoriti spaziali
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Trenta occhi puntati sulle meteore per studiare l’anatomia dei bolidi nello spazio. Nella notte fra il 27 e il 28 marzo 2019 un brillante bolide ha fatto la sua comparsa nei cieli del nord Italia. Il bolide è stato ripreso da ben 13 camere della rete Prisma. Grazie ai numerosi dati raccolti, è stato possibile tracciare un identikit dettagliato del fenomeno.

Immagine del bolide del 27 marzo 2019 ripresa dalla camera Prisma di Padova (Itve01). Il nord è in basso e l’est a sinistra. Nella fase finale della traiettoria il bolide ha presentato un flare, probabilmente in seguito alla disintegrazione del corpo principale. Fonte: www.prisma.inaf.it
Immagine del bolide del 27 marzo 2019 ripresa dalla camera Prisma di Padova (Itve01). Il nord è in basso e l’est a sinistra. Nella fase finale della traiettoria il bolide ha presentato un flare, probabilmente in seguito alla disintegrazione del corpo principale. Fonte: www.prisma.inaf.it

Oltre 30 camere. No, non stiamo parlando di una lussuosa residenza da nababbi o famiglie reali, ma del numero di piccoli “telescopi” di cui il progetto Prisma (Prima Rete Italiana per la Sorveglianza sistematica di Meteore e Atmosfera) può disporre per l’osservazione dei fireball, “stelle cadenti” di particolare intensità luminosa che solcano i cieli italiani con molta più frequenza di quanto si pensi. Un tipico fireball è provocato dall’ingresso in atmosfera di un meteoroide, un corpo celeste di natura rocciosa o metallica che, per fortuna, di solito è di piccole dimensioni. Il più recente di questi eventi è stato ripreso da ben 15 delle nostre camere il 27 marzo. Avevamo appena completato il miglioramento del software per l’analisi dei dati, e siamo stati in grado di determinare le principali caratteristiche di questo bolide.

«Siccome le velocità tipiche dei bolidi e delle meteore in atmosfera sono nell’ordine di decine di km/s», dice Dario Barghini, studente di fisica e borsista all’Inaf di Torino che ha partecipato in prima persona allo sviluppo del software per l’analisi dei dati, «le camere Prisma devono operare a un’alta frequenza (30 immagini al secondo) per immortalarne propriamente il transito. A causa del breve tempo di posa (33 millisecondi) in questi video non si vedono le stelle. Per questo motivo la camera acquisisce, ogni 10 minuti, un’immagine a più lunga posa, di 5 secondi: in queste immagini emergono centinaia di stelle ed è quindi possibile calcolare la posizione del bolide in cielo – che noi chiamiamo astrometria. L’analisi astrometrica delle immagini di Prisma richiede tecniche avanzate per correggere le inevitabili distorsioni ottiche delle lenti utilizzate per osservare i bolidi lungo la loro intera traiettoria visibile. La magnitudine delle stelle osservate viene inoltre utilizzata per determinarne la curva di luce dei bolidi. Con queste informazioni si possono così individuare brillamenti e frammentazioni provocate dall’interazione del corpo con l’atmosfera».

In questa immagine ottenuta con Google Earth è visibile la traiettoria atmosferica del bolide (pallini rossi) e quella proiettata al suolo (quadrati gialli). Sono mostrate anche le camere della rete Prisma più prossime al bolide. Fonte: www.prisma.inaf.it
In questa immagine ottenuta con Google Earth è visibile la traiettoria atmosferica del bolide (pallini rossi) e quella proiettata al suolo (quadrati gialli). Sono mostrate anche le camere della rete Prisma più prossime al bolide. Fonte: www.prisma.inaf.it

«L’analisi fisica di un bolide non è semplice, dato l’elevato numero di processi fisici coinvolti, di cui spesso non si conoscono i dettagli», sottolinea Albino Carbognani, ricercatore associato all’Inaf di Torino, di stanza presso l’Osservatorio astronomico della Valle d’Aosta, che ha dato il suo contributo nella traduzione in “linguaggio macchina” delle complesse equazioni fisico-matematiche che descrivono il fenomeno.

«Il meteoroide entra in atmosfera a velocità elevatissime», spiega Carbognani, «generando una scia di plasma ad alta temperatura in grado di emettere luce e calore. Una volta in possesso dell’astrometria del bolide, la prima operazione da compiere è la triangolazione, in cui si mettono insieme i diversi punti di vista da cui è stato osservato il bolide per determinarne la traiettoria media. Si trovano così la quota iniziale, quella finale e l’inclinazione rispetto alla superficie terrestre. È anche possibile calcolare il valore della velocità del bolide lungo tutta la traiettoria, un dato essenziale per la successiva analisi fisica. Infatti, è dalla posizione e velocità del bolide lungo la traiettoria, che si possono stabilire alcuni parametri molto importanti, come la velocità di ingresso del meteoroide in atmosfera, la resistenza che ha opposto all’aria e le informazioni su massa e dimensioni all’inizio e alla fine della traiettoria».

Nel riquadro in alto, la quota del bolide in funzione del tempo triangolata con i dati raccolti dalle camere Prisma. La durata è di circa un secondo, durante il quale il bolide è sceso da 110 a 83 km d’altezza prima di disintegrarsi. In basso, invece, la velocità in funzione della quota. Sono visibili delle notevoli oscillazioni della velocità causate dalla frammentazione del meteoroide progenitore. Fonte: www.prisma.inaf.it
Nel riquadro in alto, la quota del bolide in funzione del tempo triangolata con i dati raccolti dalle camere Prisma. La durata è di circa un secondo, durante il quale il bolide è sceso da 110 a 83 km d’altezza prima di disintegrarsi. In basso, invece, la velocità in funzione della quota. Sono visibili delle notevoli oscillazioni della velocità causate dalla frammentazione del meteoroide progenitore. Fonte: www.prisma.inaf.it

«Quest’ultimo dato è fondamentale: se massa e dimensioni finali sono superiori a zero», prosegue Carbognani, «allora vuol dire che una parte del meteoroide è sopravvissuta all’intenso calore generato durante la caduta ed è diventato una meteorite. Non è questo il caso del bolide del 27 marzo 2019 (il meteoroide si è consumato completamente), ma in altri casi questo permette di circoscrivere la zona sulla superficie terrestre dove andare alla ricerca delle meteoriti, frammenti fondamentali per capire come si è formato ed evoluto il Sistema solare. Proiettando invece all’indietro nel tempo la velocità di ingresso del meteoroide in atmosfera e tenendo conto della posizione della Terra rispetto al Sole, si può risalire all’orbita eliocentrica del meteoroide e quindi alla sua origine nel Sistema solare».

Secondo i nostri calcoli sul bolide del 27 marzo, la massa iniziale del meteoroide era di alcuni grammi. Il corpo celeste è entrato in atmosfera ad una velocità elevata, circa 65 km/s, con una inclinazione di 26° rispetto al piano orizzontale. Visibile sulla verticale del lago di Garda, è stato ripreso dalle camere di Prisma a partire dai 110 km di quota e, dopo avere percorso altri 60 km circa, si è disintegrato a una altezza di circa 83 km. L’orbita eliocentrica del meteoroide progenitore molto probabilmente era di tipo iperbolico, ossia si è trattato di un piccolo corpo proveniente dal Sistema solare esterno che ha terminato i suoi giorni consumandosi nell’atmosfera terrestre.

Cari bolidi, sappiate che ora siamo pronti a determinare in poche ore le vostre caratteristiche fisiche, capire da dove arrivate e se e dove potremo recuperare i vostri preziosi frammenti che giungono a noi dai tempi più remoti, quelli in cui il nostro Sistema solare era appena all’inizio della sua storia.

Per saperne di più: Vai al sito del progetto Prisma

Al progetto Prisma partecipano enti di ricerca, università, associazioni e scuole, che hanno acquistato e ospitano una camera della rete. E quasi tutte le strutture Inaf sparse sul territorio italiano. I dati acquisiti dalla rete vengono conservati presso l’IA2 (Centro Italiano Archivi Astronomici) gestito dall’Inaf di Trieste. L’autore di questo articolo, astronomo all’Inaf di Torino, è il coordinatore nazionale della rete Prisma.

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