1. Perché gli asteroidi impattano sulla Terra?

Perché asteroidi e meteoroidi si scontrano con la Terra? Questi oggetti orbitano attorno al Sole proprio come i pianeti, come fanno da miliardi di anni, ma piccoli effetti come spinte gravitazionali dai pianeti possono spingere le orbite, facendoli spostare gradualmente su scale temporali di milioni di anni o riposizionarli bruscamente se c'è un incontro planetario ravvicinato. Col tempo, le loro orbite possono incrociare il percorso della Terra intorno al Sole. Durante i millenni in cui un asteroide si trova in un'orbita che attraversa la Terra, è possibile che l'asteroide e la Terra si trovino nello stesso posto contemporaneamente. Un asteroide deve arrivare al punto di intersezione con l'orbita terrestre nello stesso momento in cui la Terra sta attraversando quel punto affinché si verifichi un impatto. Ma anche la Terra è relativamente piccola rispetto alle dimensioni delle orbite degli asteroidi, ecco perché gli impatti di asteroidi sono così rari.

2. Un pericolo attuale

Non abbiamo sempre saputo che gli impatti di asteroidi fossero una possibilità moderna. Infatti, questa realizzazione non è arrivata fino a quando gli scienziati non hanno iniziato a dimostrare che molti dei crateri sulla Terra erano causati da impatti cosmici piuttosto che da eruzioni vulcaniche (e allo stesso modo per i crateri sulla Luna). Negli anni '80, gli scienziati hanno scoperto prove che la scomparsa dei dinosauri 65 milioni di anni fa è stata probabilmente causata dall'impatto di un asteroide. Dopo che gli scienziati hanno scoperto il cratere Chicxulub nel Golfo del Messico, questa idea divenne più certa. Nel 1994, il mondo ha assistito a impatti di dimensioni simili che si verificano quasi in tempo reale, quando i frammenti della cometa Shoemaker-Levy 9 hanno colpito Giove, è stato allora che abbiamo davvero iniziato a capire che i grandi impatti di asteroidi potrebbero ancora verificarsi oggi.

3. Frequenza degli impatti

Ogni giorno, circa 100 tonnellate di materiale spaziale interplanetario piovono sul nostro pianeta, la maggior parte sotto forma di minuscole particelle di polvere. Piccoli detriti planetari delle dimensioni di granelli di sabbia, anche ciottoli e rocce piovono quotidianamente nell'atmosfera terrestre, producendo le meteore, comunemente chiamate "stelle cadenti" o "cadenti", che puoi vedere in qualsiasi notte buia e limpida. La Terra passa attraverso flussi più densi di piccoli detriti rilasciati dalle comete:è così che otteniamo piogge di meteoriti. A volte più grande, oggetti spaziali delle dimensioni di una sedia o addirittura di un'auto entrano nell'atmosfera terrestre e creano meteore davvero luminose, chiamati palle di fuoco o bolidi, che si disintegrano esplodendo nell'atmosfera. Molto raramente, ogni pochi decenni o giù di lì, oggetti ancora più grandi entrano nell'atmosfera, come l'oggetto grande quanto una casa che sfrecciò nel cielo sopra Chelyabinsk, Russia, nel 2013, producendo una palla di fuoco super luminosa e un'onda d'urto che ha fatto saltare le finestre e ha rotto le porte.

4. Repository di dati mondiali sugli asteroidi

Il Minor Planet Center ha un nome modesto, ma questo ufficio ha un lavoro importante. Situato a Cambridge, Massachusetts, e operando dall'Osservatorio Astrofisico Smithsonian, il Minor Planet Center (MPC) è il deposito mondiale di tutte le osservazioni e le orbite calcolate di asteroidi e comete nel sistema solare, inclusi tutti i dati degli oggetti vicini alla Terra (NEO). Un NEO include qualsiasi asteroide, meteoroide o cometa in orbita attorno al Sole entro 18, 600, 000 miglia (30 milioni di chilometri) dell'orbita terrestre. Ogni volta che un astronomo osserva un NEO usando un telescopio a terra o nello spazio, inviano le loro misurazioni della posizione dell'oggetto al Minor Planet Center. Il set completo di osservazioni di un oggetto dell'MPC da osservatori di tutto il mondo può essere utilizzato per calcolare l'orbita più accurata possibile attorno al Sole per l'oggetto per vedere se potrebbe rappresentare un rischio di impatto sulla Terra.

5. Chi cerca gli oggetti vicini alla Terra?

Nel 1998, in risposta a una direttiva del Congresso, La NASA ha istituito il programma Near-Earth Object Observations (NEOO) e ha rilevato instancabilmente, tracciare e monitorare gli oggetti vicini alla Terra da allora. Diversi team di astronomi in tutto il paese operano nell'ambito del NEO Observations Program della NASA, aiutandoci a scoprire, monitorare e studiare i NEO. Gli osservatori che attualmente effettuano la maggior parte delle scoperte del NEO sono i telescopi Catalina Sky Survey in Arizona e i telescopi Pancoloured Survey Telescope And Rapid Reporting System (Pan-STARRS) alle Hawaii. Anche il telescopio spaziale NEOWISE della NASA scopre i NEO e fornisce dati critici sulla loro dimensione fisica. Altri astronomi supportati dal Near-Earth Object Observations Program usano i telescopi per seguire le scoperte per effettuare misurazioni aggiuntive, così come molti osservatori in tutto il mondo. Tutti questi osservatori inviano le loro misurazioni delle posizioni dei NEO al Minor Planet Center. Il Centro per gli studi sugli oggetti vicini alla Terra, con sede presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA, utilizza questi dati anche per calcolare orbite ad alta precisione per tutti gli oggetti vicini alla Terra conosciuti e prevedere futuri avvicinamenti ravvicinati da parte loro alla Terra, così come il potenziale per eventuali impatti futuri.

6. Come calcolare l'orbita di un asteroide

Gli scienziati determinano l'orbita di un asteroide confrontando le misurazioni della sua posizione mentre si muove nel cielo con le previsioni di un modello computerizzato della sua orbita attorno al Sole. Questo modello tiene conto di tutte le forze note che agiscono sul moto degli asteroidi, costituito principalmente dalla gravità del Sole, tutti i pianeti e alcuni degli altri asteroidi più grandi. Quindi, per ogni asteroide, perfezionano il modello dell'orbita per determinare ciò che prevede in modo più accurato le posizioni osservate nel cielo ai tempi di tali osservazioni. È possibile calcolare un'orbita approssimativa con solo tre osservazioni, ma più osservazioni si usano, e più lungo è il periodo durante il quale vengono fatte tali osservazioni, più accurata è l'orbita calcolata e le previsioni che possono essere fatte da essa.

7. Trovare quelli grandi

Il NEO Observations Program della NASA ha iniziato a cercare seriamente nel 1998, quando erano già noti solo circa 500 asteroidi vicini alla Terra. Entro il 2010, La NASA e i suoi partner hanno identificato oltre il 90 percento dell'1 stimato, 000 asteroidi vicini alla Terra che sono 1 chilometro o più grandi. I grandi asteroidi erano la prima priorità nella ricerca della NASA perché un impatto di uno di questi potrebbe avere effetti globali. I programmi di ricerca della NASA stanno ancora trovando alcuni di questi grandi asteroidi ogni anno, e gli astronomi pensano che ce ne siano ancora alcune dozzine da trovare. Grazie agli sforzi della NASA, 90% del rischio di improvvisa, l'impatto inaspettato di un grande asteroide sconosciuto è stato eliminato.

8. Approccio ravvicinato

Potresti aver sentito parlare di un asteroide o di una cometa che fa un "avvicinamento ravvicinato" alla Terra. Ciò accade quando l'oggetto nella sua orbita naturale attorno al Sole passa particolarmente vicino alla Terra. Non c'è una regola fissa su ciò che conta come "vicino, " ma non è affatto raro che piccoli asteroidi passino più vicino alla Terra della nostra Luna. Potrebbe sembrare troppo vicino per comodità, ma ricorda che la Luna orbita intorno alla Terra circa 239, 000 miglia (385, 000 chilometri) di distanza. Se rappresentassi la Terra con un pallone da basket in un modello in scala, la Luna avrebbe le dimensioni di una pallina da tennis e dista circa 7 metri, la distanza tra i due pali di una porta di calcio professionistico. A questa scala, un asteroide di 100 metri di larghezza (328 piedi di larghezza) sarebbe molto più piccolo di un granello di sabbia, anche più piccolo di un granello di polvere.

9. Studiare da vicino un oggetto vicino alla Terra

Attualmente c'è una missione della NASA chiamata OSIRIS-REx che studia da vicino un oggetto vicino alla Terra, un asteroide di nome Bennu. Gli scienziati hanno recentemente calcolato che questo asteroide ha un 1 su 2, 700 possibilità di colpire la Terra alla fine del 22° secolo (per ora mancano più di 150 anni), ma non ha alcuna possibilità di avere un impatto prima di allora.

Proprio adesso, OSIRIS-REx sta orbitando attorno all'asteroide e ne sta studiando la superficie per prepararsi a prelevare un campione e riportarlo sulla Terra nel 2023. La navicella sta anche studiando un fenomeno chiamato effetto Yarkovsky, che è una piccola forza che sposta leggermente l'orbita dell'asteroide mentre La superficie riscaldata dal sole irradia calore nello spazio. Studiando Bennu da vicino con OSIRIS-REx, gli scienziati saranno in grado di capire quanto calore viene irradiato dalle varie parti dell'asteroide, che li aiuterà in definitiva a comprendere meglio l'effetto Yarkovsky ea prevedere meglio l'orbita di Bennu e il suo possibile pericolo per la Terra.

10. Deviazione dell'asteroide

Gli impatti di asteroidi sono l'unico disastro naturale potenzialmente prevenibile, a condizione di individuare l'asteroide minaccioso con tempo sufficiente per lanciare una missione nello spazio per deviarlo. La NASA e i suoi partner stanno studiando diversi approcci per deviare un pericoloso asteroide. La più avanzata di queste tecniche è chiamata impattatore cinetico, e una missione per dimostrare questa tecnologia si chiama Double-Asteroid Redirection Test (DART), è previsto per il lancio nel 2021.

Certo, non abbiamo intenzione di interferire con l'orbita di un asteroide che potrebbe rappresentare un rischio per la Terra per un test. L'obiettivo per DART è Didymos B, la luna di un asteroide più grande, chiamato Didymos A. La navicella spaziale DART delle dimensioni di una Smart Car andrà a sbattere contro il Didymos B delle dimensioni di uno stadio di calcio a una velocità di 13, 000 miglia orarie (22, 000 km/h) per confermare non solo la robustezza del sistema di puntamento, ma anche per vedere quanto la collisione cambia l'orbita dell'asteroide lunare attorno a Didymos A. Gli scienziati hanno determinato l'orbita di B attorno ad A da terra, e quindi misurerà nuovamente l'orbita dopo la collisione DART per vedere quanto è cambiata l'orbita. Questo ci dirà quanto l'impattore cinetico potrebbe cambiare il percorso di un asteroide attorno al Sole se ne avessimo bisogno.

Se un asteroide pericoloso viene trovato dieci anni o più prima di un potenziale impatto, ci sarebbe probabilmente tempo per lanciare una missione di deviazione verso l'asteroide, e avremmo solo bisogno di spostare la sua orbita solo di un po', quel tanto che basta per farla attraversare l'orbita della Terra solo con circa 10 minuti "di ritardo, "per così dire, per evitare la collisione con il nostro pianeta.