La cometa ATLAS brillerà a maggio

Premessa: questo articolo è stato scritto il 21 marzo 2020, da allora sono cambiate parecchie cose: il nucleo della cometa Atlas si è frammentato e la cometa non sarà più visibile a occhio nudo. Quindi per leggere subito che cosa è successo alla cometa potete andare alla news La cometa Atlas si indebolisce frammentandosi. Oppure potete proseguire nella lettura per conoscere qualcosa sull’intrigante origine di questa cometa.

La cometa C/2019 Y4 scoperta dal progetto ATLAS  il 28 dicembre 2019 si sta avvicinando al perielio, ossia al punto della sua orbita più vicino al Sole. Le previsioni sull’andamento della sua luminosità sono incoraggianti ed è molto probabile che diventi una cometa visibile a occhio nudo. Non sarà spettacolare come le storiche comete Hale-Bopp (C/1995 O1 ) e Yakutake (C/1996 B2), visibili nel biennio 1996-1997, ma sarà comunque interessante da seguire. Vediamone le caratteristiche principali e le condizioni di visibilità.

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Figura 1 – Una spettacolare immagine a grande campo della cometa ATLAS ripresa il 18 marzo 2020 dal New Mexico da Rolando Ligustri usando un telescopio APO 106/530 e CCD PL11002. In basso a destra sono visibili le galassie M81 e M82 che si trovano nella costellazione dell’Orsa Maggiore. Al momento della ripresa la cometa, ben visibile in alto a sinistra, era a circa 165 milioni di km dalla Terra (Crediti: Rolando Ligustri/Circolo Astrofili di Talmassons).

Fisica delle comete

In sintesi, i nuclei cometari sono composti da un mix di ghiaccio e silicati, hanno dimensioni comprese fra 1 e 10 km e densità medie dell’ordine di 0,5-1,0 g/cm3. Quando il nucleo, percorrendo la propria orbita eliocentrica – tipicamente molto ellittica – si trova a meno di 2,7 UA dal Sole (distanza nota come linea della neve), i ghiacci sublimano ossia si ha il passaggio diretto dallo stato solido allo stato gassoso. In questo modo si produce un’atmosfera (o coma) di gas e polveri attorno al nucleo stesso, con dimensioni tipiche che vanno da 100.000 a 1.000.000 di km.
Il nucleo non è visibile con osservazioni da terra, perché è nascosto alla vista dall’intensa emissione di gas e polveri, anche se il problema cessa quando si trova a grande distanza dal Sole. Al centro della coma, di solito, è osservabile una condensazione centrale dall’aspetto di un piccolo dischetto luminoso più o meno addensato e, a volte, un falso nucleo di aspetto stellare. Il falso nucleo è formato dalla parte più interna dei gas e delle polveri in sublimazione dal nucleo vero e proprio. Il nucleo e la chioma formano la testa della cometa. Avvicinandosi ancora di più al Sole l’interazione dalla coma con la radiazione e il vento solare forma – in direzione approssimativamente opposta al Sole – le due code di polveri e ioni della cometa, con lunghezze dell’ordine, rispettivamente, di 10 e 100 milioni di km. Come si vede, nuclei di dimensioni modeste possono creare le strutture più grandi, anche se molto rarefatte, osservabili nel Sistema Solare. Anche la C/2019 Y4, come tutte le altre, rispetta questo schema. Al momento della stesura di questo articolo il nucleo della Atlas ha una diametro stimato di circa 7-10 km mentre la rarefattissima chioma mostra un diametro apparente di circa 20′ che equivale a un diametro reale di circa un milione di km. In cifra tonda, il volume attuale della chioma della cometa Atlas è circa 1/3 di quello del Sole.

Comet_nucleo_structure_NASA_JPL_reduced
Figura 2 – La tipica struttura di un nucleo cometario (Crediti: JPL/NASA).
Figura 3 – Immagine a falsi colori della chioma della cometa Atlas ripresa l’11 marzo 2020 (Crediti: Mauro Bachini/Tavolaia Observatory).

Una cometa a lungo periodo

La cometa Atlas percorre un’orbita eliocentrica molto eccentrica con un semiasse maggiore di circa 331 UA e inclinata di ben 45° sull’Eclittica (il piano dell’orbita terrestre). Con queste caratteristiche risulta un periodo orbitale di oltre 6000 anni, tanto che all’afelio la cometa arriva a oltre 660 UA dal Sole, pari a 99 miliardi di km. L’orbita della cometa Atlas è messa in modo tale che la distanza con la Terra non può scendere mai al di sotto di 95 milioni di km, di conseguenza non se ne possono avere visioni ravvicinate. Si tratta di una cometa a lungo periodo, che proviene da una regione del nostro Sistema Solare posta molto oltre l’orbita di Plutone.

Le comete a lungo periodo sono divise in due sottoclassi: quelle dinamicamente nuove e quelle ricorrenti. Le prime hanno semiassi maggiori oltre le 10.000 UA (la soglia fissata è arbitraria, può andare da 5.000 a 20.000 UA) e una distribuzione delle inclinazioni orbitali del tutto casuale, come ci si aspetta da comete provenienti da una sorgente isotropa centrata sul Sole come la nube di Oort: sono corpi celesti che si avvicinano al Sole per la prima volta. Al contrario, le comete ricorrenti sono quelle con semiasse maggiore molto minore di 10.000 UA, si sono già trovate nella zona dei pianeti che ne hanno alterato l’orbita togliendole definitivamente dalla nube di Oort e ora stanno ritornando al perielio, anche se dopo un lunghissimo intervallo di tempo. La cometa Atlas appartiene a questa seconda categoria: ha già interagito con i pianeti esterni e la sua orbita è stata modificata così da portarla più spesso nei paraggi del Sole.

Elemento orbitale C/1844 Y1 C/2019 Y4
a (UA) 359,0 331,1
e 0,9993 0,9992
q (UA) 0,250 0,253
i (°) 45,6 45,4
Ω (°) 120,6 120,6
ω (°) 177,5 177,4

 

Una cosa interessante a proposito dell’orbita della cometa Atlas è che appare molto simile a quella della Grande Cometa del 1844, ossia la C/1844 Y1. Nella tabella sopra c’è un confronto fra gli elementi orbitali di queste due comete: come si vede sono quasi identiche. Considerata l’inclinazione sul piano dell’Eclittica e la distanza del perielio, si capisce che queste due comete non hanno mai interagito gravitazionalmente con i pianeti dopo l’iniziale distacco dalla nube di Oort. Ne deriva che le loro orbite possono mantenersi inalterate per parecchio tempo e una ipotesi ragionevole per la loro similitudine è che si tratti di due frammenti di una cometa genitore che almeno 6000 anni fa, durante il precedente passaggio al perielio, si spezzò in seguito all’intensa attività di sublimazione del nucleo.

orbit-C2019Y4
Figura 4 – L’orbita eliocentrica della cometa C/2019Y4 con la sua posizione al 20 marzo 2020. Come si vede sta arrivando muovendosi al di sopra del piano dell’Eclittica e se ne andrà viaggiando al di sotto (Crediti: JPL Small-Body Database Browser).

Una cometa dalla chioma verde

Nelle immagini che corredano questo articolo si nota come la chioma della cometa Atlas sia di colore verde, come quella della cometa Wirtanen osservabile nel dicembre 2018. Per capire il perché dobbiamo vedere brevemente com’è strutturato lo spettro di una cometa, ossia di che lunghezze d’onda è composta la luce che il corpo celeste emette nello spazio. In generale, lo spettro della chioma di una cometa ha due componenti sovrapposte, una continua e una in emissione:

Lo spettro continuo è dovuto alla radiazione solare riflessa dalle particelle di polvere presenti nella chioma. Lo spettro in emissione – che mostra delle bande in emissione – è dovuto a un meccanismo di fluorescenza della radiazione solare con le molecole di OH, CN, C2, C3 e altre, presenti nella chioma. Queste molecole sono il risultato della scissione delle molecole progenitrici di cui sono composti gli elementi volatili del nucleo. L’intensità di queste componenti può essere debole, normale o forte in funzione dell’abbondanza presente. In alcuni casi eccezionali, il continuo o le bande di emissione possono essere assenti. Nella maggior parte degli spettri cometari, tolto il radicale OH che proviene dalla dissociazione delle molecole d’acqua sublimate dal nucleo, dominano le bande del CN, in altre invece le bande di Swan del C2. Le bande di Swan sono chiamate così in onore del fisico scozzese William Swan (1818-1894), il primo a studiare lo spettro della molecola di C2 nel 1856. Queste bande di emissione dominano lo spettro cometario fra 470 e 563,5 nm (nella regione ciano-verde del visibile) e sono quelle che conferiscono il caratteristico colore verde alla chioma delle comete. Al contrario, le bande del CN sono poste nel violetto dello spettro, nell’intorno dei 380 nm, mentre l’emissione dell’OH è nell’ultravioletto vicino attorno ai 309 nm. Il colore verde della chioma della Atlas e l’assenza del giallo (ossia della componente continua), ci dice che la cometa Atlas sta emettendo molto gas nello spazio ma poca polvere. Vedremo se questa caratteristica sarà mantenuta per tutto il passaggio o se – a un certo punto – anche l’emissione di polveri diventerà importante.

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Figura 5 – La cometa ATLAS ripresa il 17 marzo 2020 dall’astrofilo bolognese Adriano Valvasori. I segmenti brevi sono le stelle di sfondo che risultano allungate perché il telescopio inseguiva la cometa. La scia a sinistra che attraversa tutta l’immagine è la traccia lasciata da un satellite artificiale (Crediti: Adriano Valvasori).

Visibilità della cometa Atlas

Prevedere la luminosità di una cometa è sempre difficile perché troppe sono le variabili in gioco nei nuclei che non conosciamo. Se le premesse saranno rispettate la cometa Atlas dovrebbe superare il limite della visibilità a occhio nudo fra il 5 e il 7 maggio 2020, raggiungere il picco di luminosità il 31 maggio (giorno del passaggio al perielio a soli 37 milioni di km dal Sole), infine tornare a essere invisibile a occhio nudo fra il 18 e il 20 giugno 2020. Alla massima luminosità la mag apparente sarà dell’ordine di -0,1, un valore interessante, ma sarà troppo vicina al Sole per poter essere seguita.
Nella prima decade di maggio la Atlas sarà visibile dall’Italia in prima serata nella costellazione della Giraffa, a circa 40° di altezza sull’orizzonte verso nord-ovest. Nella seconda decade del mese di maggio sarà sempre visibile in prima serata, ma passerà nella costellazione del Perseo. Tuttavia la cometa si abbasserà sempre più sull’orizzonte e, a partire dal 20 maggio, sarà molto difficile osservarla. Da questa data in poi la cometa sarà troppo vicina al Sole per essere visibile, bisognerà aspettare fino alla fine di agosto 2020 per poterla rivedere all’alba, in fase di allontanamento dal Sole e dalla Terra.
In sostanza il periodo migliore per vedere la Atlas sono i giorni a cavallo fra la fine di aprile e metà maggio, ma attenzione alla luce della Luna che sarà piena il 7 maggio. Chiaramente sarà necessario munirsi almeno di un piccolo binocolo – un 8×30 o un 10×50 vanno benissimo – per poter seguire la cometa durante la fase di avvicinamento al Sole e osservare da un luogo il più buio possibile. La cometa sarà visibile come un piccolo batuffolo dall’aspetto nebuloso. Usando un piccolo telescopio da 8-10 cm di diametro e bassi ingrandimenti (30-50 x) sarà possibile osservare la chioma della cometa con l’inizio della coda senza difficoltà a patto di sapere esattamente dove puntare lo strumento in cielo. Per avere le coordinate celesti della cometa si può utilizzare il servizio effemeridi del Minor Planet Center oppure consultare la Figura 7. Buone osservazioni!

Nota aggiunta il 9 aprile 2020

Purtroppo la cometa C/2019 Y4 sarà molto meno luminosa del previsto e probabilmente raggiungerà la soglia della visibilità a occhio nudo solo verso la fine di maggio 2020 quando sarà troppo vicino al Sole per essere osservata. Vedi la news: La cometa Atlas si indebolisce frammentandosi.

C2019Y4_path
Figura 6 – Il percorso in cielo della cometa C/2019 Y4. La posizione del Sole (il cerchietto quasi al centro sulla linea dell’Eclittica), è quella del passaggio al perielio il 31 maggio 2020.

 

Figura 7 – Effemeridi della cometa Atlas che indicano le coordinate celesti a cui puntare il telescopio nel periodo della potenziale visibilità ad occhio nudo. In pratica, a partire dal 18-20 maggio la cometa sarà troppo vicino al Sole per poter essere seguita.

 

Figura 8 – La cometa Atlas ripresa il 16 marzo 2020 da Sergio Paganelli e  Mauro Facchini. All’interno della chioma verde è ben visibile un cenno di coda. Al momento della ripresa la cometa distava 166 milioni di km dalla Terra (Crediti: Sergio Paganelli/Mauro Facchini/Osservatorio Astronomico di Cavezzo).

7 pensieri su “La cometa ATLAS brillerà a maggio

  1. Grazie davvero di cuore per le interessanti notizie sulle comete e in particolare sulla cometa Atlas in avvicinamento al sole e che si spera visibile anche a occhio nudo per chi non dispone di strumenti adatti all”osservazione.

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