Tuesday, 20 Nov 2018

Una nuvola di polvere cosmica orbita attorno alla Terra

Per decenni l’esistenza di strane nubi spaziali nell’orbita terrestre è stata speculativa e controversa, ma una nuova ricerca sembra confermare la loro strana realtà.

Le nuvole di Kordylewski – due misteriosi sciami di polvere intrappolati tra i campi gravitazionali concorrenti della Terra e della Luna – furono inizialmente ipotizzate negli anni ’50, anche se le prove della loro esistenza erano deboli.

Ora, un nuovo studio condotto da ricercatori dell’Università Eötvös Loránd in Ungheria aiuta a confermare questi insoliti satelliti presenti nel cielo.

Le nuvole di Kordylewski sono due degli oggetti più difficili da individuare e, sebbene siano vicine alla Terra come la Luna, sono ampiamente trascurate dai ricercatori in astronomia“, dice la prima autrice dello studio, l’astronomo Judit Slíz-Balogh.

È curioso confermare che il nostro pianeta ha dei polverosi pseudo-satelliti in orbita accanto alla nostra luna.”

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Il punto L5, con la regione centrale della nuvola di Kordylewski visibile in pixel rosso vivo (J. Slíz-Balogh)

Le nuvole di Kordylewski sono state ipotizzate per decenni, ma la scienza che sostiene la loro esistenza risale ad ancora prima.

Nello spazio, le nuvole di Kordylewski occupano posizioni che sono chiamate punti di Lagrange – luoghi in cui piccoli oggetti rimangono bloccati in un nesso gravitazionale tra le forze esercitate da due corpi più grandi.

I punti di Lagrange furono scoperti per la prima volta nel XVIII secolo, e ci sono cinque di questi punti co-orbitali in qualsiasi sistema applicabile, come il sistema Sole-Terra, il sistema Terra-Luna e molti altri.

Nel caso del sistema Terra-Luna, due di questi cinque punti – L4 e L5, a volte chiamati punti trojan – formano un triangolo con la Terra e la Luna.

Teoricamente, piccoli corpi celesti potrebbero essere intrappolati all’interno di questi punti per sempre, se non fosse per la perturbazione gravitazionale di corpi ancora più grandi (come il Sole, in questo caso) o altre forze destabilizzanti (come il vento solare ) che, nel lungo periodo finiscono per destabilizzarli.

Nel 1961, l’astronomo polacco Kazimierz Kordylewski divenne il primo scienziato a rivendicare prove fotografiche di questo fenomeno di accumulo di polvere, anche se l’estrema debolezza della polvere a quasi 400.000 chilometri di distanza rende difficile confermare tali osservazioni.

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Rappresentazione artistica delle osservazioni di Kordylewski (G. Horváth)

Nondimeno, questo è ciò che il team di Slíz-Balogh ha deciso di fare nel loro studio.

Nel primo articolo di uno studio in due parti, i ricercatori hanno modellato come potrebbero formarsi le nuvole di Kordylewski (KDC), con quasi 2 milioni di simulazioni che confermano che fasce composte da particelle di polvere interplanetaria sarebbero intrappolate in L5, anche se temporaneamente, prima di trovare una via di fuga con il cambiare delle configurazioni orbitali.

Secondo le nostre simulazioni, il KDC ha una forma in continuo cambiamento, pulsante e vorticoso, inoltre, la probabilità che le particelle di polvere siano intrappolate è casuale a causa dell’arrivo occasionale di particelle e dei loro vettori di velocità accidentali scrivono i ricercatori, “pertanto, la struttura e la densità delle particelle del KDC non sono costanti.”

Nella seconda parte della loro ricerca, i ricercatori hanno tentato di fotografare il fenomeno.

Dopo diversi mesi di perseveranza – in attesa di una notte sufficientemente serena e senza luna in Ungheria – sono riusciti a catturare le prove dell’esistenza della nube di Kordylewski in L5, usando una tecnica chiamata polarimetria ad immagini sequenziali per rilevare l’estrema debolezza delle particelle.

Poiché questa nube di polvere è illuminata dalla luce solare diretta, la debole luce diffusa dalle particelle di polvere può essere osservata e fotografata dalla superficie terrestre con rilevatori opportunamente sensibili alla radiazione“, spiegano gli autori. “Per la prima volta abbiamo osservato e registrato polarimetricamente il KDC attorno al punto di Lagrange L5 della Terra e della Luna.

Per ora, le prove fotografiche dello stesso accumulo di particelle in L4 non sono ancora disponibili ma i risultati ottenuti finora dimostrano che Kordylewski ha avuto ragione quasi 60 anni fa.

Esattamente come la polvere cosmica ed i satelliti naturali, i punti di Lagrange sono sfruttati per il posizionamento di satelliti e telescopi orbitali che necessitano di un’orbita stabile.

I risultati dello studio sono stati pubblicati nelle Comunicazioni mensili della Royal Astronomical Society qui e qui .

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