I corpi appartenenti al Sistema Solare si spostano in cielo sia per effetto del loro moto orbitale attorno al Sole sia a causa del moto orbitale della Terra. In queste condizioni può succedere che passino prospetticamente davanti ad una stella e la nascondano temporaneamente alla vista. In questo caso si parla di occultazione. Se l’allineamento geometrico stella-corpo celeste-Terra è esattamente su una retta, allora viene proiettato un cono d’ombra sulla superficie terrestre, così come fa la Luna durante le eclissi di Sole. Sfruttando questa circostanza fortuita (ma prevedibile), si può determinare, con una incertezza di pochi km, la forma del corpo celeste che causa l’occultazione. Questa tecnica risulta particolarmente utile nel caso degli asteroidi o dei pianeti nani, perché si tratta di oggetti di piccole dimensioni di cui è difficile misurare direttamente il diametro.

Inoltre, visto che le stelle appaiono puntiformi, l’occultazione permette di studiare l’eventuale atmosfera posseduta, come è successo più volte nel caso di Plutone la cui atmosfera venne confermata nel 1988 proprio in seguito all’osservazione di una occultazione stellare. Una notevole occultazione si verificherà il 5 ottobre 2017, quando il maggiore satellite del pianeta Nettuno – Tritone – occulterà la stella UCAC4 410-143659.

Figura 1 – Un mosaico a colori di Tritone ripreso nel 1989 dalla sonda Voyager 2 durante il suo flyby con il sistema di Nettuno. Il colore è stato sintetizzato combinando immagini ad alta risoluzione prese attraverso filtri arancione, viola e ultravioletto (NASA).

 

Tritone

Con un raggio del 22% più piccolo di quello della nostra Luna (2707 km), Tritone è il maggiore satellite di Nettuno. Insieme alla Terra e a Titano (il maggiore dei satelliti di Saturno), possiede un’atmosfera estesa per 800 km e molto rarefatta (pressione di 1/70.000 di quella terrestre), dominata dall’azoto. La troposfera dell’atmosfera tritoniana ha una estensione di 8 km, di poco inferiore a quella terrestre. La temperatura su Tritone è così bassa che la maggior parte dell’azoto si trova sotto forma di ghiaccio che ricopre una buona parte della superficie. Nella figura 1 è visibile la vasta calotta polare sud di Tritone. Si noti il colore rosa di questa struttura, probabilmente contiene del ghiaccio di metano che ha formato dei composti organici rossastri, come le toline, per effetto della interazione con la radiazione UV del Sole. Un meccanismo analogo è adottato per spiegare il colore rossastro della superficie di Plutone. Le striature più scure invece sono dei depositi di materiale carbonaceo emesso dai geyser che costellano la superficie. Alcuni geyser erano attivi anche durante il flyby di Voyager 2.

I crateri da impatto sono molto rari, segno che la superficie di Tritone è andata soggetto a processi di ringiovanimento superficiale, come Plutone. In effetti la superficie è praticamente piatta ed è ricca di creste, depressioni, solchi, cavità, altipiani e pianure ghiacciate. Come si vede si tratta di un mondo complesso, molto simile a Plutone, che merita di essere studiato e di cui è importante analizzare l’evoluzione nel tempo.

L’occultazione del 5 ottobre 2017

Il 5 ottobre 2017 attorno alle 23h 50m UT, Tritone occulterà la stella UCAC4 410-143659, di magnitudine +12.4 in V, che si trova alle coordinate equatoriali (J2000.0): α=22h 54m 18.4s; δ=-08° 00′ 08.3″, nella costellazione dell’Acquario. La magnitudine di Tritone sarà di +13.5, quindi si tratterà di un oggetto relativamente facile da osservare, anche con piccoli telescopi. Visualmente è necessario un telescopio da 25 cm di diametro per osservare Tritone ma ovviamente, per ottenere risultati importanti dal punto di vista scientifico, sarà bene registrare il fenomeno con una telecamera CCD.

Il cammino dell’ombra attraverserà tutta l’Europa (vedi il percorso dell’occultazione), quindi è una ghiotta occasione per studiare l’atmosfera di Tritone, quasi 30 anni dopo il flyby di Voyager 2 e a 20 anni dall’ultima occultazione osservata nel 1997!

Figura 2 – Il campo di vista della stella UCAC4 410-143659 (al centro). L’immagine misura 20×11 primi, il nord è in alto e l’est a sinistra (immagine DSS ottenuta con Aladin).

L’osservazione di questa occultazione non si presenta facile, perché a soli 11″ di distanza da Tritone, si troverà ovviamente il pianeta Nettuno, che brillerà di magnitudine +7.8 in V. Inoltre ad appena 33° ci sarà la Luna piena!

L’ombra di Tritone sulla superficie terrestre si muoverà alla velocità di  circa 16.8 km/s, quindi la durata massima dell’occultazione sarà di 161 s, cioè 2 minuti e 40 s. Considerato che l’altezza della troposfera tritoniana è di circa 8 km, saranno necessari tempi di posa molto brevi, dell’ordine di 0.1 s, per campionare in modo adeguato la struttura verticale di questa parte dell’atmosfera: telecamere veloci e molto sensibili sono d’obbligo! Più rilassata la fase di ingresso per l’intera atmosfera, dell’ordine di 40-50 s. Ovviamente ogni singolo frame della telecamera dovrà avere incorporato il tempo di acquisizione con una precisione di circa 1/100 s.

Le occultazioni stellari sono strumenti molto potenti. Per rendersene conto basta considerare che, al momento dell’occultazione, Tritone si troverà a circa 29 UA dalla Terra (circa 4.338 miliardi di km), e riuscire a studiarne la troposfera alta soli 8 km, significa avere una risoluzione di soli 0.0004″ che si potrebbe avere usando un telescopio da ben 315 m di diametro!

Figura 3 – L’aspetto del sistema di Nettuno la sera del 5 ottobre 2017 alle 23:50 UT. Il nord celeste è in alto e l’est celeste a sinistra (simulazione ottenuta con Carte du Ciel 3.10).