Asteroidi Comete Meteoriti

AsteroidiComete Meteoriti

PresentaTION

Asteroidi e comete fanno parte dei corpi minori del Sistema Solare. Questa definizione deriva dalle loro dimensioni ridotte: spesso la loro massa non è sufficiente perché la forza di gravità li renda compatti, e di conseguenza non presentano una forma sferica.

ORIGINE DEGLI ASTEROIDI

Gli asteroidi non sono nati come piccoli frammenti isolati, ma derivano dalla distruzione di oggetti molto più grandi, chiamati corpi originari (parent bodies), le cui dimensioni variavano da alcune centinaia fino a mille chilometri di diametro.

Il processo che ha portato alla loro formazione si articola in tre fasi principali

asteroidi e comete

La distinzione tra asteroidi e comete risiede nella loro natura chimico-fisica

Questa diversità non è casuale, riflette le diverse condizioni termiche dei loro luoghi di origine nel Sistema Solare primordiale. Tale genesi influenza anche la loro dinamica orbitale: gli asteroidi tendono a restare confinati nelle regioni interne le comete tracciano orbite estremamente allungate che le portano a lambire i confini più remoti dello spazio interstellare

ASTEROIDI - sono fatti di roccia e metallo

COMETE - veri e propri 'viaggiatori di ghiaccio' composti da acqua, metano e polveri

comete

piccoli corpi celesti composti da ghiaccio, rocce e polveri, spesso definiti "palle di neve sporca", residui antichissimi della formazione del sistema solare

• STRUTTURA

Si distinguono in nucleo (solido), chioma (alone di gas) e coda (spinta dal vento solare)

• ORIGINE

provengono dalla Fascia di Kuiper, un vasto anello di corpi ghiacciati che si estende oltre l'orbita di Nettuno, fungendo da "serbatoio" per le comete a breve periodo e ospitando diversi pianeti nani, incluso Plutone

COMETE E HCN

L'HCN è un componente volatile ubiquitario nei nuclei cometari.

Già alla fine dell'Ottocento, gli scienziati avevano individuato nelle code delle comete il "cianogeno", un segnale inequivocabile della presenza di questo gas. La presenza di CN è dunque l'impronta digitale che conferma l'abbondanza di acido cianidrico nei corpi ghiacciati. da HCN è possibile sintetizzare l’adenina, con solo aiuto di tracce di ammoniaca come catalizzatore. Questo fatto è stato dimostrato dall’Astrobiologo Orò mediante una serie di esperimenti.

Meteoroidi, Meteore e Meteoriti: Il ciclo di un impatto

La distinzione tra questi termini dipende esclusivamente dalla posizione dell'oggetto rispetto al nostro pianeta

meteoriti

Le meteoriti non sono tutte uguali; la loro composizione ci svela da quale parte di un corpo celeste provengono

1. Meteoriti Ferrose, Ferro-Rocciose, Rocciose

Le meteoriti rocciose (aeroliti): costituiscono oltre il 90% delle meteoriti che cadono sulla Terra e sono composte principalmente da silicati

Ferrose (Sideriti): Composte quasi interamente da una lega di ferro e nichel. Rappresentano il nucleo metallico di antichi protopianeti distrutti.

Ferro-Rocciose (Sideroliti): Una miscela di metallo e silicati. Sono estremamente rare e si pensa provengano dalla zona di confine tra il nucleo metallico e il mantello roccioso di grandi asteroidi

Analisi e Datazione delle Meteoriti

Per identificare una roccia come meteorite e stabilirne l'età, si utilizzano due approcci principali: le proprietà fisiche e la cronometria radioattiva

Le meteoriti vengono datate misurando il decadimento degli isotopi radioattivi. È importante notare che non si misura l'età degli atomi, ma il tempo trascorso dalla solidificazione della roccia

Test Fisici: Le meteoriti si riconoscono per l'alto magnetismo e la densità elevata (~3.3 g/cm³), misurabile tramite il principio di Archimede

La meteorite ALH84001

Non tutte le meteoriti provengono da asteroidi o comete. Alcuni frammenti sono il risultato di impatti violentissimi sulla superficie della Luna o di Marte. Questi urti scagliano rocce nello spazio con una forza tale da vincere la gravità del pianeta, portandole, dopo un lungo viaggio, a precipitare sulla Terra.

Biomarcatori

All'interno di ALH84001 sono state individuate strutture microscopiche che hanno scatenato un intenso dibattito scientifico

legge del decadimento radiottivo

t = 1.8 ln((40K + 40Ar)/ 40K)

Utilizziamo la formula fornita per determinare l'età della roccia. Se le quantità di Potassio-40 e Argon-40 sono uguali, possiamo porre K= Ar = 1 (o qualsiasi valore identico)

METEORITE O NO?

Per capire se i dati fisici supportano l'ipotesi della meteorite, dobbiamo calcolare la densità

Il valore di è perfettamente coerente con le condriti (meteoriti rocciose). Le rocce terrestri crostali (come il granito) sono solitamente più leggere

La debole magneticità suggerisce la presenza di minerali ferromagnetici o piccole inclusioni di ferro-nichel metallico, tipiche delle meteoriti rocciose

MAGNETITE

La magnetite può essere vista come una combinazione dei due ossidi. Di conseguenza, la sua percentuale di ferro si colloca esattamente nel mezzo tra quella più alta dell'ossido ferroso e quella più bassa dell' ossido ferrico Questo accade perché nella magnetite il ferro è presente in due diversi stati di ossidazione (+2 e +3)

Le comete manifestano tipicamente due code distinte, originate da processi fisici differenti 1. coda di plasma (o di ioni) è composta da gas ionizzati orientata in direzione opposta al Sole, dato che le sue particelle leggere vengono trascinate dal vento solare 2. coda di polvere è costituita da granuli più massicci; risentendo meno della pressione del vento solare e maggiormente della gravità, tendono a disporsi lungo la scia dell'orbita della cometa conferendo alla coda una caratteristica forma incurvata

Nella fascia principale degli asteroidi si trovano quattro corpi particolarmente grandi e importanti: Cerere, Vesta, Pallade e Igea. Tuttavia, solo uno di essi è classificato come pianeta nano.

• CERERE

È il corpo più grande della fascia degli asteroidi ed è l’unico ad essere ufficialmente classificato come pianeta nano, grazie alla sua forma quasi sferica dovuta all’equilibrio idrostatico

• VESTA

È uno dei più grandi asteroidi del Sistema Solare. Ha una struttura interna differenziata, ma non è sferico, quindi non rientra nella categoria dei pianeti nani. Viene spesso definito un proto-pianeta.

• PALLADE

È il terzo asteroide per dimensioni. Presenta un’orbita molto inclinata rispetto al piano dell’eclittica e una forma irregolare, motivo per cui non è classificato come pianeta nano.

• IGEA

Per molto tempo è stata considerata un semplice asteroide, ma studi recenti indicano che potrebbe avere una forma quasi sferica; non è comunque ufficialmente riconosciuta come pianeta nano.

si trovano ancora nello spazio interplanetario. Sono piccoli frammenti (da pochi millimetri a qualche metro) derivanti da collisioni tra asteroidi o dal passaggio di comete

meteoroidi

Rocce simili a quelle terrestri, prive di condrule. Provengono dalla crosta di corpi celesti evoluti (differenziati) come Marte o la Luna

ACONDRITI

Le più comuni e primitive. Contengono le condrule, sferule di silicati (circa 1 mm) nate dal raffreddamento istantaneo di materiale fuso agli albori del Sistema Solare. Sono "fossili" della nebulosa solare

CONDRITI

Nelle meteoriti ferrose, il raffreddamento lentissimo all'interno dei nuclei planetari crea strutture geometriche uniche

• Si formano cristalli con diverse concentrazioni di Nickel: la Kamacite e la Taenite.
• Queste trame, visibili dopo un trattamento acido, sono impossibili da riprodurre artificialmente sulla Terra

L'isotopo radioattivo del Potassio decade trasformandosi in Argon, un gas nobile

meccanismo

Finché la roccia è allo stato fuso (magma), l'Argon (gas) sfugge nell'atmosfera. Nel momento in cui la roccia si solidifica, l'Argon resta intrappolato nel reticolo cristallino

inizio del timer

Misurando il rapporto tra il Potassio rimasto e l'Argon accumulato, gli scienziati possono risalire con precisione a quanto tempo fa quella roccia è diventata solida

calcolo

Nel 1910, il passaggio della Cometa di Halley scatenò il panico mondiale. Sapendo che la Terra avrebbe attraversato la coda della cometa e che lì c'era acido cianidrico, molti temettero un avvelenamento di massa. In realtà, la paura era infondata: le code delle comete sono immense ma quasi vuote. Il gas è così disperso e rarefatto che la quantità di veleno che entrò in contatto con la nostra atmosfera era assolutamente innocua, simile a una goccia d'acqua dispersa in un intero oceano.

COMETA DI HALLEY

Per gli esseri viventi attuali, l’HCN è pericolosissimo perché agisce come un "interruttore" che spegne l’energia del corpo. Si lega al ferro contenuto in un enzima vitale chiamato citocromo c. Questo enzima è il motore della nostra respirazione cellulare. Quando l’acido cianidrico si attacca al ferro, blocca il passaggio dell’ossigeno. Le cellule smettono di funzionare all'istante, causando una morte rapidissima. Nel secolo scorso, diversi esperimenti hanno dimostrato che l'acido cianidrico è molto reattivo: se stimolato correttamente, può trasformarsi in adenina (una delle basi del DNA) e in vari amminoacidi.

La "Linea della Neve" Nel Sistema Solare primordiale, la temperatura calava drasticamente allontanandosi dal Sole Zona Interna: solo i materiali con alto punto di fusione (rocce e metalli) potevano restare solidi Zona Esterna (oltre Giove): Qui si trova la "linea della neve". Gas come acqua , metano e ammoniaca condensano in ghiacci solidi. Per questo i satelliti di Giove (come Europa) e Saturno (come Encelado) hanno croste ghiacciate che spesso nascondono oceani liquidi sottostanti

Nanofossili

Sebbene molto più piccole dei batteri terrestri, queste formazioni ricordano strutture fossili biologiche

L’acqua, componente onnipresente della nebulosa solare primordiale, trova nella Fascia di Kuiper il suo principale serbatoio Nelle comete, questo ghiaccio è mescolato a polveri interstellari (silicati e metalli), tanto da farle definire 'palle di neve sporca'. Quando una cometa penetra nel Sistema Solare interno, il calore innesca la sublimazione dei ghiacci superficiali. Questo processo libera le polveri che, riflettendo la luce solare, originano la coda. La polvere ha composizione simile agli asteroidi, ovvero silicati e metallo, ma finemente suddivisi. A causa della presenza di questa grande quantità di polvere nell'acqua, le comete sono di materiale molto scuro e sono state definite “palle di neve sporca” Queste polveri sono di estremo interesse biologico: potrebbero aver trasportato sulla Terra i precursori chimici necessari alla vita

È il fenomeno luminoso che osserviamo nel cielo (la "stella cadente"). Si verifica quando il meteoroide entra nell'atmosfera terrestre a velocità elevatissima (\(11-72\) km/s). L'attrito con l'aria genera un calore tale da vaporizzare l'oggetto, creando una scia di plasma incandescente.

meteore

Cristalli di Magnetite

Sono state trovate catene di cristalli molto allungati, morfologicamente simili a quelli prodotti dai batteri magnetotattici terrestri (che li usano come bussola biologica)

È il frammento solido che sopravvive all'attrito atmosferico e riesce a impattare sulla superficie terrestre

meteoriti

ALH84001

La meteorite più celebre è ALH84001, rinvenuta nelle Allan Hills (Antartide) nel 1984. La sua origine marziana è stata confermata confrontando la sua chimica interna con i dati raccolti dalle sonde su Marte

• Datazione: Risale a 4,5 miliardi di anni fa è un campione della crosta marziana primitiva
• Indizi di Acqua: Contiene sferule di carbonati (calcio e magnesio). Sulla Terra, questi minerali precipitano in presenza di acqua a basse temperature, suggerendo che Marte ospitasse ambienti umidi e ospitali in passato

Si ottiene il volume misurando la spinta di galleggiamento del campione immerso in acqua. Il rapporto tra massa e volume conferma l'origine extraterrestre

metodo di Archimede

Quasi tutte le meteoriti rocciose contengono grani di ferro-nichel, risultando attratte da una calamita

magnetismo

Le meteoriti hanno una densità media di circa 3.3 g/cm³, superiore a quella delle rocce crostali terrestri

alta densità

Con il passare del tempo, questi strati si raffreddarono e si solidificarono, stabilizzando la struttura interna del corpo (un cuore di metallo avvolto da un guscio di roccia).

SOLIDIFICAZIONE

A causa di violenti impatti con altri oggetti simili, i corpi originari andarono in frantumi. Questi detriti sono gli asteroidi che osserviamo oggi:

• I frammenti provenienti dal nucleo hanno dato origine agli asteroidi metallici (composti da una lega di ferro e nichel).
• I frammenti provenienti dalla crosta hanno dato origine agli asteroidi rocciosi (composti da silicati).

FRAMMENTAZIONE

Nelle prime fasi del Sistema Solare, questi corpi originari accumularono un calore tale da fondere completamente. i materiali si separarono in base alla densità: i metalli (più pesanti) sprofondarono verso il centro formando un nucleo metallico, mentre le rocce (silicati di magnesio e ferro, più leggeri) rimasero in superficie, creando una crosta rocciosa

FUSIONE

Gli asteroidi sono generalmente composti da roccia o metallo e hanno dimensioni tipiche di alcune decine di chilometri Se ne contano milioni, concentrati in gran parte nella fascia degli asteroidi, una regione compresa tra le orbite di Marte e Giove. La fascia tra Marte e Giove è ciò che resta di un "pianeta mancato", ridotto a una distesa di frammenti metallici e rocciosi a causa delle collisioni primordiali. Gli asteroidi più grandi, con dimensioni di diverse centinaia di chilometri, possono invece assumere una forma quasi sferica grazie alla loro maggiore massa. In questi casi si parla di oggetti come Cerere