Vorrei parlarvi di trasferimento orbitale, in particolare del più semplice tra i tanti metodi utilizzati per passare da un’orbita circolare a un’altra orbita circolare. Mi chiederete perché? Bene. La risposta si ricollega al celebre anello f di Saturno, l’anello che non DOVEVA esistere e che, invece, sopravvive così stretto grazie ai suoi due satelliti pastore. E’ uscito da poco un articolo che propone un’ipotesi di formazione, ma, prima di parlarne, vorrei richiamare il concetto di cambiamento orbitale a seguito di un guadagno o di una perdita di energia, il meccanismo su cui si basa proprio l’esistenza dell’anello f. Anticipo tutto con un piccolo QUIZ…
Scrivo questo articoletto veramente elementare per farmi perdonare la dimenticanza di un dato fondamentale nel quiz sulla Terra “strana”. Farà ridere la maggior parte di voi, ma potrebbe anche servire a chi è proprio alle prime armi (o magari per raccontare la storia ai bambini). E’ in pratica la soluzione del quiz (impostato correttamente) riportata sotto forma di racconto e ambientato sulla nostra solita Papalla, pianeta del tutto simile alla Terra tranne che per un qualcosa … che facciamo cambiare di volta in volta.
Ho fatto un terribile pasticcio e ho reso difficile una risposta che tutti sapevate sicuramente dare. Chiedo umilmente scusa...
Noi siamo abituati a raffigurare e a illustrare pianeti che girano attorno a una singola stella e satelliti che girano attorno a un singolo pianeta. Tuttavia, nessuno pensa mai alla fatica che devono fare i satelliti che rivolvono attorno a due pianeti di massa comparabile o quasi. E’ il caso dei piccoli sudditi di Plutone e Caronte. Lo ha mostrato Hubble e adesso aspettiamo con ansia ciò che ci dirà New Horizons.
Due giovani italiane realizzano un geniale modello per lo studio dei frammenti spaziali che si originano nelle collisioni tra l’innumerevole spazzatura che orbita attorno alla Terra e che può causare gravi danni ai satelliti che continuano a essere immessi attorno al nostro pianeta. Ovviamente, Media INAF, i giornali e le TV non le hanno ritenute degne di menzione, preferendo i cinguettii e le giravolte sponsorizzate della simpatica AstroSamantha e i concorsi vari con premi e "cotillon", senza dimenticarsi dell’Expo!
Abbiamo parlato spesso di punti lagrangiani, di asteroidi troiani, di lobi di Roche e di cose simili. Tuttavia, è ora di cercare di determinare questi celebri punti, dovuti al grande matematico italiano de La Grangia (malgrado i francesi abbiano cercato di strapparcelo cambiando anche il suo nome). Cerchiamo soltanto… dato che possiamo arrivare solo all’equazione da risolvere. Poi la matematica necessaria prende il volo.
Per far contento Alvy (ho cercato di prevedere i suoi commenti… alieni), ho deciso di inserire anche la derivazione del raggio di Hill, eseguita in modo meno approssimato, anche se ai fini pratici le cose non cambiano di molto. Inoltre, il metodo non mi piace più di tanto… Che ci volete fare, anche la meccanica comporta preferenze…
La sfera di Hill è particolarmente utile nello studio delle orbite dei satelliti artificiali, dato che pone limiti abbastanza severi per essere sicuri che le perturbazione esterne non causino derive della traiettoria. Anche se si avvicina molto alla definizione di punto lagrangiano, la base concettuale è decisamente diversa. Essa serve per inserire qualcosa in orbita attorno a un corpo che ruota attorno a un altro più massiccio; il punto L1 stabilisce invece un punto di equilibrio tale che un corpo inserito in quella posizione rimanga fermo rispetto al sistema rotante delle due masse principali. Una determinazione accurata è tutto meno che semplice, e ci si accontenta, normalmente, di una approssimazione che risulta del tutto sufficiente se si rimane abbondantemente all’interno della sfera.
Come ho già detto, avrei intenzione di cercare di introdurre al meglio queste “grandezze” fisiche, che sembrano essere più o meno la stessa cosa, ma che differiscono soprattutto per l’approccio con cui sono state introdotte e definite. Parliamoci chiaro: nessuna è ottenibile facilmente e nella maggior parte dei casi se ne dà solo una visione approssimata.
Su "insistenza" di Alvy (l'alieno), studiamo con maggiore attenzione ciò che capiterebbe all'orbita terrestre se la massa del Sole dovesse istantaneamente ridursi (trascurando tutti gli effetti di tipo fisico). Il "gioco" è abbastanza interessante. Tuttavia, non pretendiamo di andare ancora oltre... un bel gioco dura ... poco!
Il piccolo quiz non voleva introdurre nessun problema di dinamica complessa e/o relativistica, né –tantomeno- comportare sconvolgimenti fisici del Sistema Solare. Voleva essere solo un “gioco” legato a una soluzione istantanea. Poi, ognuno, può vederci i risvolti più reconditi, non ultimo il legame con i gravitoni che potrebbero ritardare gli effetti della riduzione di massa solare.
Vi ripropongo un vecchio articolo sul meccanismo di Kozai, collegandolo a una recente news che, penso, tra poco giungerà sui media con tutte le deformazioni ed esagerazioni del caso.
La Terra ha un solo grande satellite “naturale”, oltre a quelli artificiali. Ma di tanto in tanto, ed anche per tempi molto lunghi, dei piccoli asteroidi le fanno compagnia seguendola da vicino nella sua orbita. Sono solo “in affitto”, ma tanto basta per far sentire meno solo il nostro pianeta.
Questo articolo lo consiglio vivamente per due motivi essenziali. Innanzitutto, perché mostra come il mistero delle tre eclissi solari di Giove da parte di Callisto sia un’applicazione semplice e perfetta del moto apparente dei pianeti nella volta celeste, niente di meno e niente di più. Inoltre, perché dimostra come gli antichi greci sarebbero stati perfettamente in grado di spiegarlo e prevederlo senza computer e programmi “a scatola chiusa”. In altre parole, chi conosce e ha capito il moto apparente dei pianeti DEVE automaticamente comprendere anche questo “mistero” tutt’altro che misterioso.
Ho pensato di riproporre questo articolo già apparso tempo fa, arricchendolo di qualche considerazione in più. In tal modo si capirà meglio il significato di pianeta nano e ci si renderà conto che Vesta è un oggetto veramente “maturo”, che non cerca inutili polemiche. Fortunatamente, non ha innescato, come Plutone, una squadra di tifosi esagitati che di corpi celesti hanno capito ben poco, anche se -forse- ne aveva qualche motivo in più…
Sembrerebbe impossibile che una stella giunta a breve distanza da un buco nero riesca ancora a raccontare la sua avventura alle colleghe. Le masse in gioco sono talmente diverse che nessuno scommetterebbe un dollaro bucato sulla sopravvivenza della stella, eppure potrebbe essere un evento molto più comune del previsto.