L’asteroide 1999 KW4 al flyby con la Terra

Segnatevi questa data nelle vostre rubriche e preparate i telescopi: 25 maggio 2019 ore 23:05 UTC. Sarà in questo istante che l’asteroide binario (66391) 1999 KW4 passerà a pochi milioni di km dalla Terra. Ovviamente si tratta di un near-Earth asteroid (NEA), ossia uno dei circa 20.000 asteroidi noti che possono arrivare a meno di 0,3 UA (circa 45 milioni di km) dal nostro pianeta. Tuttavia questo non è il solito NEA ma un asteroide speciale che merita attenzione!

Quando e cosa osservare

L’asteroide arriverà da sotto il piano dell’Eclittica e dal lato diurno, quindi nella fase di avvicinamento non sarà osservabile. Inizierà ad essere visibile dall’Italia a partire dalla prima serata del 26 maggio, fra le 19 e le 20 UT, quando brillerà con una magnitudine apparente di +12,5 nella costellazione dell’Idra femmina, basso sull’orizzonte di sud-ovest. Per vederlo visualmente sarà necessario utilizzare un telescopio da almeno 15-20 cm di diametro sotto un buon cielo buio.

La visibilità di 1999 KW4 migliorerà progressivamente nelle sere successive, a mano a mano che l’asteroide aumenterà la propria declinazione alzandosi sul piano dell’Eclittica. Già la sera del 28 maggio sarà osservabile dalle 19 alle 23 UT al confine fra il Sestante e il Leone come un oggetto di magnitudine +12,8. Trattandosi di un asteroide peculiare (come vedremo nelle sezioni successive), vale la pena usare una buona camera CCD B/W per farne la fotometria e ricavare così la curva di luce. In questo modo si potrà misurare il periodo di rotazione del corpo primario e mettere in evidenza il satellite dalla eventuale presenza di eventi mutui (occultazioni o transiti).

L’asteroide, pur in allontanamento dalla Terra, resterà visibile come un oggetto più brillante della mag apparente +15 fino al 6 giugno e sempre in prima serata. Quindi si può fare fotometria con tutta calma a partire dal 31 maggio, quando il moto proprio scenderà al di sotto dei 10 secondi d’arco al minuto permettendo così sessioni fotometriche più lunghe. Sono queste le serate migliori per osservarlo al telescopio. Per le effemeridi complete si può consultare il servizio effemeridi del Minor Planet Center. Per i dettagli tecnici su come fare fotometria degli asteroidi vi rimando alla mia guida pratica. La Luna non sarà un problema con la sua luce perché sarà all’ultimo quarto proprio il 26 maggio. Meteo permettendo si potrà osservare un asteroide binario in condizioni ideali mentre passa nel cortile di casa!

Effemeridi_1999KW4
Figura 1 – Le effemeridi di 1999 KW4 calcolate per il nord Italia ma valide per tutto il paese. Come si vede non sarà possibile osservarlo prima del 26 maggio. Resterà più brillante della magnitudine +15 fino al 6 giugno. Per le effemeridi complete si può consultare il servizio effemeridi del Minor Planet Center .

La scoperta e l’orbita

L’asteroide 1999 KW4 è un oggetto davvero peculiare, sia per l’orbita eliocentrica sia per la sua struttura fisica. Vediamo perché.

La sua esistenza è nota a partire dal 20 maggio 1999, quando venne scoperto nell’ambito del progetto “Lincoln Near-Earth Asteroid Research” (LINEAR), una collaborazione USAF, NASA e MIT avente come scopo la scoperta dei NEA che si trova vicino a Socorro, New Mexico (USA). Dalle osservazioni fatte all’epoca ci si accorse che l’asteroide percorre un’orbita eliocentrica inusuale, con un’inclinazione di ben 38,9° sul piano dell’Eclittica! Di solito la grande maggioranza degli asteroidi hanno inclinazioni dell’ordine di pochi gradi sull’Eclittica. Se si considera il suo semiasse maggiore di 0,64 UA e la sue eccentricità pari a 0,69 si vede che uno dei nodi dell’orbita cade all’interno dell’orbita di mercurio, mentre l’altro coincide quasi esattamente con l’orbita terrestre. In effetti la MOID (Minimum Orbit Intersection Distance) è di 0,013 UA, pari a circa 2 milioni di km.

L’orbita di 1999 KW4 è talmente inclinata che l’asteroide è osservabile dalla Terra solo se entrambi i corpi celesti sono in prossimità del nodo fra le due orbite. Diversamente sarebbe troppo lontano e debole per essere visto al telescopio. Per questo l’asteroide è stato scoperto verso fine maggio e sarà ben visibile dalla Terra di nuovo nello stesso periodo. Peraltro il periodo orbitale dell’asteroide è di quasi esattamente 6 mesi (187,97 giorni per la precisione), ossia Terra e 1999 KW4 sono quasi in risonanza 1:2 (ad un’orbita percorsa dalla Terra corrispondono due orbite percorse dell’asteroide) quindi i flyby con il nostro pianeta sono abbastanza frequenti.

1999KW4
Figura 2 – L’orbita eliocentrica di 1999 KW4. Notare la grande inclinazione rispetto al piano dell’Eclittica. La posizione della Terra e dell’asteroide è quella del 25 maggio 2019 (JPL Small-Body Database Browser).

La struttura fisica svelata dal radar

Grazie alla frequenza dei flyby nel maggio 2001 e giugno 2002, approfittando di passaggi piuttosto ravvicinati leggermente migliori di quello attuale, è stato possibile osservare 1999 KW4 usando i radar di Arecibo (λ = 13 cm) e Goldstone (λ = 3,5 cm) . Per lo studio degli asteroidi il radar è uno strumento potente ma è necessario che l’asteroide passi sufficientemente vicino alla Terra. Infatti, l’asteroide viene prima illuminato dal fascio di onde radio emesso dal radar e poi si analizza il segnale riflesso che torna indietro: l’intensità del fascio di onde elettromagnetiche decade come l’inverso della quarta potenza della distanza e se il corpo è troppo lontano non è possibile rilevarlo.

1999KW4_model
Figura 3 – Modello del sistema binario dell’asteroide 1999 KW4 ricostruito con le osservazioni radar del 2001 e 2002. Il corpo principale ha la forma a “diamante” tipica degli asteroidi prossimi al limite della spin-barrier (NASA).

Le immagini radar ad alta risoluzione hanno mostrato che l’asteroide non è composto da un corpo singolo ma è un sistema binario. Il diametro del primario (Alpha) è di circa 1,5 km (ad essere più precisi le dimensioni sono di 1,5 × 1,5 × 1,3 km). Si tratta di un aggregato gravitazionale di massi, rocce e polvere (ossia un “rubble pile“) con un periodo di rotazione di 2,7645 h, una densità media di 1,97 g /cm³ e una porosità stimata del 50%. La forma di 1999 KW4 è quella a “diamante”, per certi versi simile a quella di Bennu, ma dominata da una cresta equatoriale. Il periodo di rotazione di Alpha è vicino al valore della spin-barrier di 2,3 h (per un corpo avente una densità di circa 2 g /cm³), quindi è possibile che il suo satellite sia il risultato della disgregazione rotazionale del corpo principale. Il materiale che si trova nella cresta equatoriale di Alpha si trova quasi in condizione di assenza di peso, quindi è probabile che, in passato, questo asteroide abbia perso regolite e rocce nello spazio come è avvenuto recentemente nel caso dell’asteroide (6478) Gault, che ha superato il suo valore della spin-barrier a causa dell’effetto YORP.

L’effetto YORP è causato dall’emissione di radiazione infrarossa da parte della superficie dell’asteroide. L’emissione è diversa da zona a zona e, a seconda della configurazione superficiale, l’emissione “differenziale” può aumentare o diminuire il periodo di rotazione dell’asteroide. Nel caso di un aumento si può arrivare al limite della spin-barrier causando così la disgregazione rotazionale dell’oggetto che però deve avere una struttura a “rubble-pile”.

Il secondario (Beta)  ha una dimensione di circa 0,5 km, è allungato e probabilmente è più denso di Alpha. La sua orbita attorno ad Alfa è praticamente circolare (e = 0.0004 ± 0.0019) con un raggio di circa 2,55 km e percorsa in un periodo di 17,4 ore. L’orbita è inclinata di 156° rispetto al piano equatoriale di Alpha, quindi si tratta di un’orbita retrograda ossia percorsa in senso orario se vista dal polo nord di Alpha. La rotazione del satellite attorno al proprio asse è sincrona con la rotazione attorno ad Alpha, infatti l’asse maggiore punta verso Alfa, anche se sono evidenti librazioni attorno a questo orientamento medio.

Conclusioni

Che 1999 KW4 sia un asteroide interessante è fuori di dubbio. Anche se è stato ben caratterizzato dalle osservazioni radar vale senz’altro la pena osservarlo in ottico durante questo flyby per rideterminare i parametri principali del sistema e confrontarli con i valori noti.

Bibliografia

Steven J. Ostro et al., 2006, Radar Imaging of Binary Near-Earth Asteroid (66391) 1999 KW4, Science 314, 1276-1280.

Daniel J. Scheeres et al., 2006, Configuration of Binary Near-Earth Asteroid (66391) 1999 KW4, Science 314, 1280-1283.

 

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