Introduzione

Il 12 ottobre 2017 l’asteroide 2012 TC4 passerà vicinissimo al nostro pianeta. Purtroppo la sua posizione attuale nello spazio è molto incerta. Questo corpo celeste ha un diametro stimato compreso fra i 10 e i 40 metri, quindi con una taglia che potrebbe essere anche superiore a quella dell’asteroide che è caduto a Chelyabinsk, in Russia, il 15 febbraio 2013 e non troppo lontano dalla taglia del Corpo Cosmico di Tunguska. Una situazione potenzialmente rischiosa, tanto che viene spontaneo chiedersi: c’è qualche probabilità che 2012 TC4 colpisca la Terra il prossimo 12 ottobre? La risposta è no, anche se non si conosce con precisione dove si trovi l’asteroide in questo momento. Vediamo di capire il perché di questo apparente paradosso.

La scoperta

L’asteroide 2012 TC4 è stato scoperto il 4 ottobre 2012 dall’osservatorio Pan-STARRS che si trova nelle Hawaii. Una settimana dopo ha avuto il flyby con la Terra raggiungendo la minima distanza di soli 94.800 km dal centro della Terra, circa il 25% della distanza che separa la Terra dalla Luna. Dalle osservazioni fotometriche condotte all’epoca è risultato che 2012 TC4 è un oggetto allungato che ruota molto rapidamente attorno al proprio asse, facendo un giro completo in soli 12.2 minuti! Molto probabilmente, viste le piccole dimensioni, si tratta di un blocco unico, risultato della collisione fra due asteroidi più grandi avvenuta alcuni milioni di anni fa nella Fascia Principale degli asteroidi (che si colloca fra le orbite di Marte e Giove). Come abbiamo detto le dimensioni sono incerte, perché per la stima bisogna ipotizzare la riflettività della superficie che non è nota. Anche la composizione chimica è incerta, potrebbe essere un corpo roccioso oppure metallico. Nei due casi cambierebbero le conseguenze di un impatto con la Terra.

La determinazione dell’orbita di 2012 TC4

In generale, per determinare l’orbita eliocentrica (cioè attorno al Sole), di un asteroide è necessario osservarlo in cielo per diverse settimane o mesi, in modo da poter determinare con buona precisione i 6 elementi che caratterizzano un’orbita ellittica kepleriana: il semiasse maggiore a, l’eccentricità e, l’inclinazione i sul piano dell’eclittica, la longitudine del nodo ascendente Ω, l’argomento del perielio ω e l’anomalia media alla data M. Una volta nota l’orbita con buona precisione è possibile prevedere dove si troverà l’asteroide anche per decine di anni nel futuro.

Purtroppo, nel caso di 2012 TC4, l’asteroide è stato osservato per soli 7 giorni. Di conseguenza l’arco orbitale coperto direttamente dalla osservazioni è molto breve e prolungandolo nel futuro le incertezze si amplificano fino ad arrivare ad un punto oltre il quale non si conosce più con precisione l’effettiva posizione dell’asteroide nello spazio. L’asteroide infatti non è soggetto solo alla forza di gravità del Sole, ma anche a quella dei pianeti, di conseguenza gli elementi orbitali cambiano nel tempo e l’orbita è una ellissi kepleriana solo in prima approssimazione.

L’orbita nominale di 2012 TC4 è mostrata nella Fig.1. Il periodo orbitale è di 1.67 anni con il perielio interno all’orbita terrestre e l’afelio poco oltre l’orbita di Marte. L’inclinazione sul piano dell’orbita terrestre è molto bassa, circa 1°, quindi la MOID (Minimum Orbit Intersection Distance) con la Terra è di sole 0.000249717 UA (1 UA=150 miloni di km), pari a circa 37000 km.

Figura 1 – L’orbita nominale di 2012 TC4 (in rosso). In blu sono indicate le orbite dei pianeti. Le posizioni sono quelle del 12 ottobre 2017 (immagine ottenuta con Celestia).

Gli asteroidi virtuali

Come si fa a stimare l’incertezza di un’orbita? In casi come questi si può utilizzare il metodo “Monte Carlo”. In questo approccio al problema si prendono le osservazioni iniziali (che forniscono la posizione dell’asteroide sulla sfera celeste), si aggiunge loro un opportuno “rumore gaussiano” e si determina l’orbita che meglio si adatta a questi punti leggermente diversi, ma ancora compatibili, con quelli originali. Questo crea un “asteroide virtuale”, che avrà un’orbita che si adatta perfettamente alle osservazioni ma che non necessariamente corrisponde all’asteroide vero. Più sono numerosi gli asteroidi virtuali e meglio viene campionato lo spazio degli elementi orbitali compatibili con le osservazioni date. Una volta ottenuto un buon numero di asteroidi virtuali la distribuzione statistica dei loro elementi orbitali ci dirà l’incertezza dell’orbita nominale.

Per applicare questa procedura al caso di 2012 TC4 si devono recuperare le 223 osservazioni astrometriche fatte dal 4 all’11 ottobre 2012 ed elaborarle con un software di Meccanica Celeste come Find Orb. Questo software è in grado di creare una nube di asteroidi virtuali e di propagarli nel futuro calcolandone gli elementi orbitali kepleriani per la data del prossimo flyby previsto per il 12 ottobre 2017. Durante la propagazione, Find Orb tiene conto della forza di gravità del Sole e di tutti i pianeti, Terra compresa! Vediamo i risultati che si ottengono usando 1178 asteroidi virtuali (Fig. 2). Come ci si poteva aspettare gli asteroidi virtuali costituiscono una “nube” che ha una certa estensione nello spazio e all’interno della quale si trova l’asteroide vero (ma non sappiamo quale sia!). La cosa interessante è che questa nube è distribuita prevalentemente lungo l’orbita nominale con una estensione di circa 270000 km, e nessun asteroide virtuale colpisce la Terra (vedi Fig. 2). Di conseguenza possiamo stare tranquilli per il nostro pianeta, anche se al momento non sappiamo esattamente dove sia l’asteroide. Secondo i calcoli effettuati dal JPL, per ora si può solo dire che la distanza del flyby dal centro della Terra sarà compresa fra 13200 e 246000 km ma, ripeto, senza nessuna possibilità di collisione con il nostro pianeta.

Figura 2 – La posizione della Terra e di 2012 TC4 poche ore prima del flyby del 12 ottobre 2017. L’orbita dell’asteroide è in rosso e in bianco c’è la nube di asteroidi virtuali compatibili con le osservazioni fatte nell’ottobre del 2012. Nessun asteroide virtuale può colpire la Terra perché la nube è praticamente confinata sull’orbita nominale che non ha nessuna intersezione con quella terrestre (immagine ottenuta plottando gli asteroidi virtuali ottenuti con Find Orb con Celestia).

L’osservazione al telescopio

Quali sono le regioni di cielo in cui l’asteroide si troverà durante il flyby con la Terra? Per saperlo basta semplicemente rappresentare la posizione della nube di asteroidi virtuali sulla sfera celeste (vedi Fig. 3). Quando l’asteroide verrà riscoperto dai telescopi al suolo, presumibilmente prima del flyby con la Terra, la nube di asteroidi virtuali “collasserà” su se stessa fino a diventare una regione di piccola estensione. In questo modo è probabile che si saprà esattamente dove puntare il telescopio per seguire il flyby di 2012 TC4. Secondo l’orbita nominale l’asteroide raggiungerà una luminosità massima di +14.4 mag circa 3 ore prima della minima distanza con la Terra (all’alba del 12 ottobre), con una velocità angolare di ben 10′ al minuto! Dall’Italia l’asteroide dovrebbe essere ben osservabile nella prima serata dell’11 ottobre ma la declinazione diventerà rapidamente molto australe e lo si potrà riosservare, già molto debole (mag +22.4), solo all’alba del 13 ottobre. Per poterlo osservare visualmente la sera dell’11 ottobre, quando brillerà di mag +15.0, sarà necessario usare un telescopio di almeno 25-30 cm di diametro. Il movimento angolare sarà più basso del valore citato in precedenza ma comunque saranno pur sempre 2′ al minuto. Usando un oculare che fornisca 50× l’asteroide sarà visibile come un piccolo puntino di luce che si muove lentamente in cielo. Chiaramente per l’osservazione degli asteroidi è sempre meglio usare sensori CCD collegati al telescopio. Se ne potranno fare sia osservazioni astrometriche (cioè di posizione in cielo), sia fotometriche. Queste ultime potrebbero essere utili per verificare se il periodo di rotazione dell’asteroide subirà delle modifiche in seguito al flyby con la Terra.

Figura 3 – La nube di asteroidi virtuali vista dal nord Italia nella prima serata dell’11 ottobre 2017, poche ore prima del flyby nominale. Uno dei puntini gialli corrisponde al vero asteroide ma, al momento, non sappiamo quale sia. Dove i puntini sono più fitti c’è una maggiore probabilità di ritrovare 2012 TC4 (immagine ottenuta plottando gli asteroidi virtuali ottenuti con Find Orb tramite Carte du Ciel).

Aggiornamento del 6 agosto 2017

Questo articolo è stato scritto il 31 luglio 2017, esattamente 6 giorni prima che venisse reso pubblico che, in realtà, 2012 TC4 era già stato ritrovato il 27 luglio su immagini riprese da uno dei 4 telescopi da 8.2 metri di diametro che costituiscono il Very Large Telescope dell’ESO sul Cerro Paranal. La circolare elettronica del Minor Planet Center con le osservazioni del recovery è la MPEC 2017-P26. Con queste nuove osservazioni l’incertezza orbitale dell’asteroide si è ridotta drasticamente e ora sappiamo che il flyby di 2012 TC4 con la Terra ci sarà il 12 ottobre 2017 alle 05.42 di tempo universale alla distanza di 51.000 km dal centro della Terra. Quindi nessuna possibilità di collisione con il nostro pianeta, come era già stato spiegato nell’articolo. Quest’ultimo non è stato cambiato perché mantiene intatta la sua valenza didattica.