Quasi tutti gli asteroidi sono così lontani e così piccoli che la comunità astronomica li conosce solo come punti di luce in movimento. Le rare eccezioni sono gli asteroidi che sono stati visitati da veicoli spaziali, un piccolo numero di grandi asteroidi risolti dal telescopio spaziale Hubble della NASA o da grandi telescopi terrestri, o quelli che si sono avvicinati abbastanza per l'imaging radar.

Visto da telescopi ottici, queste singole fonti di luce solare riflessa possono fornire alcune informazioni molto preziose ma anche molto basilari, ad esempio, l'orbita dell'asteroide, una stima approssimativa delle sue dimensioni, a volte un'approssimazione della sua forma, e forse un'idea della sua costituzione fisica. Ma per saperne di più su questi oggetti celesti sfuggenti e importanti richiede un diverso tipo di strumento. Un sensore a infrarossi può, nelle giuste circostanze, non solo fornire dati sull'orbita di un asteroide e dati che possono essere utilizzati per misurare con maggiore precisione le sue dimensioni, ma anche la composizione chimica e talvolta anche le sue caratteristiche superficiali.

Esploratore di indagine a infrarossi a campo ampio dell'oggetto Near-Earth della NASA, o NEOWISE, navicella spaziale, in orbita intorno alla Terra, utilizza sensori termici a caccia di asteroidi che consentono una visione a infrarossi degli asteroidi senza gli effetti oscuranti dell'atmosfera terrestre. In un articolo pubblicato di recente sulla rivista Icarus, ricercatori guidati da Josef Hanuš, uno scienziato presso l'Istituto Astronomico della Charles University, Praga, hanno effettuato un'analisi approfondita di oltre 100 asteroidi che sono stati sottoposti allo sguardo sensibile alla temperatura di NEOWISE. Questa analisi ha triplicato il numero di asteroidi che sono stati sottoposti a una modellazione "termofisica" dettagliata delle proprietà degli asteroidi che variano con la temperatura. I risultati forniscono uno sguardo più accurato sulle proprietà superficiali degli asteroidi della fascia principale e rafforzano anche le capacità degli osservatori a infrarossi spaziali di valutare con precisione le dimensioni degli asteroidi.

Valore di questa tecnica

La modellazione termofisica è una miniera d'oro per i ricercatori sugli asteroidi perché consente un'analisi più completa della natura degli asteroidi. Non tutti gli asteroidi sono adatti per la modellazione termofisica perché i set di dati grezzi necessari non sono sempre disponibili. Ma il team di Hanuš ha trovato 122 asteroidi che non solo avevano dati NEOWISE, ma anche modelli dettagliati dei loro stati di rotazione (quanto velocemente un oggetto ruota attorno al suo asse, e l'orientamento dell'asse nello spazio) e modelli sfaccettati della forma tridimensionale dell'asteroide.

"Utilizzando i dati archiviati dalla missione NEOWISE e i nostri modelli di forma precedentemente derivati, siamo stati in grado di creare modelli termofisici altamente dettagliati di 122 asteroidi della fascia principale, " disse Hanus, autore principale dell'articolo. "Ora abbiamo un'idea migliore delle proprietà della regolite di superficie e mostriamo che piccoli asteroidi, così come asteroidi in rapida rotazione, avere poco, se del caso, polvere che ricopre le loro superfici." (Regolith è il termine per le rocce rotte e la polvere sulla superficie.)

Potrebbe essere difficile per gli asteroidi in rapida rotazione mantenere grani di regolite molto fini perché la loro bassa gravità e gli alti tassi di rotazione tendono a lanciare piccole particelle dalle loro superfici e nello spazio. Anche, potrebbe essere che gli asteroidi in rapida rotazione non subiscano grandi cambiamenti di temperatura perché i raggi del sole si distribuiscono più rapidamente sulle loro superfici. Ciò ridurrebbe o impedirebbe il cracking termico del materiale superficiale di un asteroide che potrebbe causare la generazione di grani fini di regolite.

Il team di Hanuš ha anche scoperto che i loro calcoli dettagliati per le dimensioni stimate degli asteroidi studiati erano coerenti con quelli degli stessi asteroidi calcolati dal team NEOWISE utilizzando modelli più semplici.

"Con gli asteroidi per i quali siamo stati in grado di raccogliere la maggior parte delle informazioni da altre fonti, i nostri calcoli delle loro dimensioni erano coerenti con i valori derivati ​​radiometricamente eseguiti dal team NEOWISE, " ha detto Hanuš. "Le incertezze erano entro il 10 percento tra le due serie di risultati".

"Questo è un importante esempio di come i dati a infrarossi basati sullo spazio possano caratterizzare con precisione gli asteroidi, " ha detto Alan Harris, uno scienziato senior presso il Centro aerospaziale tedesco (DLR) con sede a Berlino, Germania, che è specializzato nella modellazione termica di asteroidi ma non è stato coinvolto nello studio. "NEOWISE sta aprendo la strada alla dimostrazione del valore degli osservatori a infrarossi nello spazio per la scoperta e la caratterizzazione di asteroidi e oggetti vicini alla Terra, entrambi vitali per la nostra comprensione di questi importanti abitanti del nostro sistema solare".

Da WISE a NEOWISE

Originariamente chiamato Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), il veicolo spaziale è stato lanciato nel dicembre 2009 per studiare le galassie, stelle, e i corpi del sistema solare riprendendo l'intero cielo con la luce infrarossa. È stato messo in letargo nel 2011 dopo che la sua missione di astrofisica primaria è stata completata. Nel settembre 2013, è stato riattivato, ribattezzato NEOWISE e assegnato una nuova missione:assistere gli sforzi della NASA per identificare e caratterizzare la popolazione di oggetti vicini alla Terra. NEOWISE sta anche caratterizzando popolazioni più distanti di asteroidi e comete per fornire informazioni sulle loro dimensioni e composizioni.