Due settimane fa ho dedicato la presentazione “Special Topics” al tema degli asteroidi vicini alla Terra. Fino a quasi la fine del XIX secolo tutti gli oltre 400 asteroidi che erano stati scoperti fino a quel momento orbitavano all’interno della “fascia principale degli asteroidi” tra Marte e Giove, e gli astronomi di quell’epoca furono piuttosto sorpresi quando fu trovato un asteroide che poteva avvicinarsi abbastanza alla Terra. Come ho discusso in quella presentazione, durante il secolo e un quarto che è trascorso da allora abbiamo scoperto che una popolazione piuttosto grande di asteroidi esiste nello spazio vicino alla Terra, e anche in altre regioni del sistema solare.
L’asteroide che avrebbe creato questo cambiamento di paradigma fu scoperto il 13 agosto 1898 da Gustav Witt all’Osservatorio di Berlino in Germania – su una fotografia che aveva scattato dell’asteroide (185) Eunike per scopi astrometrici – e indipendentemente la stessa notte da Auguste Charlois all’Osservatorio di Nizza in Francia. I calcoli hanno presto rivelato che sta viaggiando in una piccola orbita moderatamente allungata (eccentricità 0,223) con un periodo di soli 1,76 anni (21 mesi) che lo porta a 1,133 AU dal sole al perielio e a 1,783 AU – un po’ oltre l’orbita di Marte – all’afelio. Questi calcoli hanno anche rivelato che potrebbe avvicinarsi moderatamente alla Terra in alcune occasioni, infatti era passato a soli 0,152 AU dalla Terra nel gennaio 1894, 4 anni e mezzo prima della sua scoperta. (All’asteroide appena scoperto fu dato il nome di Eros, come il dio greco dell’amore.
Eros fu presto scoperto che mostrava variazioni periodiche a breve termine della sua luminosità, che sono indicative della rotazione e della sua forma oblunga. Nel 1913 Solon Baley ad Harvard aveva determinato un accurato periodo di rotazione, ora fermamente stabilito in 5 ore e 16 minuti. Le sue dimensioni fisiche sono state accuratamente determinate in 34 km per 11 km per 11 km, e quando è orientata in modo tale che la vediamo “al polo” la sua luminosità può variare fino a 1,5 magnitudini.
Durante i primi decenni dopo la sua scoperta Eros avrebbe giocato un ruolo chiave nella nostra comprensione dell’universo complessivo. Si avvicina abbastanza alla Terra in modo tale che gli osservatori che si trovano in luoghi diversi possono determinare una parallasse misurabile, e quindi una distanza accurata da essa. Applicando la terza legge di Keplero e la legge di gravitazione universale di Isaac Newton (da cui può essere derivata la terza legge di Keplero), è possibile determinare una stima accurata della massa totale del sistema Terra-Luna e, cosa ancora più importante, una misura precisa della dimensione esatta di un’unità astronomica. Questo a sua volta stabilisce una solida base per la determinazione delle distanze degli oggetti nel sistema solare, e anche per le misure di parallasse e le conseguenti determinazioni di distanza per le stelle vicine. Questi sono i primi “pioli” della “scala cosmica” con cui è poi possibile determinare le distanze degli oggetti in tutto l’universo.
Eros ha fatto un approccio moderatamente vicino alla Terra (0,315 AU) nel dicembre 1900, e Arthur Hinks dell’Università di Cambridge è stato in grado di utilizzare le misure di parallasse ottenute allora per fare una determinazione ragionevolmente accurata di un AU. Quando Eros ha fatto il suo primo incontro vicino alla Terra dopo la scoperta di 0,174 AU nel gennaio 1931, l’astronomo britannico Harold Spencer Jones (che sarebbe presto diventato Astronomo Reale, il direttore del Royal Observatory di Greenwich) è stato in grado di perfezionare la determinazione della dimensione esatta di un AU ad un grado piuttosto elevato. Questa determinazione è rimasta il valore di definizione di un AU fino a quando le misurazioni radar alla fine degli anni ’60, e poi le misurazioni delle navicelle spaziali, l’hanno sostituita. Il valore esatto di un AU è stato ora determinato in 149.597.870,7 km (92.955.807,3 miglia).
Il 23 gennaio 1975, Eros passò a 0,151 AU dalla Terra, il più vicino al nostro pianeta dalla sua scoperta, e nel processo divenne luminoso come la settima magnitudine. Questo incontro ha permesso di determinare con la massima precisione i valori del periodo di rotazione in quel momento, così come la determinazione delle dimensioni fisiche di Eros. La sera stessa dopo il suo avvicinamento più vicino Eros occultò la stella di 4° magnitudine Kappa Geminorum, uno dei primi e più pubblicizzati eventi di questa natura; l’occultazione fu osservata con successo da località del Massachusetts e del Connecticut e tra le altre cose questo evento fornì preziose lezioni sull’arte di prevedere tali eventi.
L’avvicinamento di Eros alla Terra nel 1975 è stato un evento importante per me personalmente, poiché in un senso molto reale ha prodotto il mio studio astronomico “di rottura”. All’epoca frequentavo il penultimo anno delle superiori (11° grado) e, sotto la guida dell’astronomo dilettante locale Phil Simpson – scomparso un anno e mezzo fa – fui in grado di accedere all’osservatorio del distretto scolastico locale (che ospitava un riflettore da 32 cm) e, su suo suggerimento, di effettuare diverse osservazioni scientifiche di Eros. Queste includevano una misura del suo periodo di rotazione attraverso osservazioni delle sue variazioni di luminosità, una determinazione dei suoi parametri di luminosità, e ho anche provato a predire il percorso dell’occultazione di Kappa Geminorum. Ho iscritto la mia ricerca al concorso della Fiera della Scienza e, con mia grande gioia, ho vinto il primo posto nella divisione delle Scienze della Terra e dello Spazio alla Fiera della Scienza locale, regionale e statale, oltre a vari altri premi. Ancora più importante, fui in grado di incontrare Herb Beebe, allora presidente del Dipartimento di Astronomia della New Mexico State University (e che era uno dei giudici della Fiera Regionale); la nostra conversazione che ne seguì si trasformò in un’amicizia di lunga data che a sua volta giocò un ruolo non banale nella mia decisione più di dieci anni dopo di entrare nella scuola di specializzazione alla NMSU. Per inciso, l’esposizione del mio progetto per la fiera della scienza comprendeva un tronco, verniciato a spruzzo di nero e montato in cima a un piedistallo di una vasca per uccelli, per raffigurare Eros; questo per dimostrare sia la forma allungata di Eros che la sua superficie scura complessiva.
Eros sarebbe entrato di nuovo nelle notizie verso la fine del 20° secolo, in quanto era la destinazione della missione NEAR (Near Earth Asteroid Rendezvous) della NASA – poi rinominata “NEAR Shoemaker” in onore del famoso geologo planetario Eugene “Gene” Shoemaker, che rimase ucciso in un incidente stradale nel luglio 1997. NEAR Shoemaker è stato lanciato da Cape Canaveral, Florida il 17 febbraio 1996, e dopo un incontro con l’asteroide della cintura principale (253) Mathilde il 23 giugno 1997 e un flyby gravitazionale della Terra il 23 gennaio 1998, era previsto l’arrivo e l’inserimento orbitale intorno a Eros nel gennaio 1999. Sfortunatamente, un’interruzione del motore nel dicembre 1998 ha costretto a rimandare di un anno questa data, anche se NEAR Shoemaker è stato in grado di fare un lontano flyby di Eros (3800 km) più tardi in dicembre.
NEAR Shoemaker è arrivato su Eros nel febbraio 2000 ed è entrato con successo in orbita attorno ad esso il 14 febbraio. Per i successivi dodici mesi NEAR Shoemaker ha orbitato intorno a Eros a varie distanze e configurazioni orbitali, fotografando e mappando ampiamente la superficie e facendo numerose misurazioni scientifiche. Tra le molte altre caratteristiche, le immagini mostrano un grande cratere, da allora chiamato Charlois Regio, che sembra essere dovuto a un impatto avvenuto circa un miliardo di anni fa; questo evento sembra essere responsabile di molti dei grandi massi sparsi sulla superficie di Eros così come della mancanza di piccoli crateri su una percentuale significativa della superficie. Dopo un anno, e mentre le sue scorte di carburante per le manovre stavano cominciando ad esaurirsi, NEAR Shoemaker scese sulla superficie di Eros il 12 febbraio 2001 ed eseguì un atterraggio morbido sulla superficie – diventando così il primo veicolo spaziale ad effettuare con successo un atterraggio morbido su un asteroide o un altro piccolo corpo. Ha continuato a trasmettere dati per altre due settimane prima di essere spenta.
Da quel momento Eros ha fatto altri due approcci piuttosto vicini alla Terra: uno di 0,179 AU il 31 gennaio 2012 e l’altro di 0,209 AU il 15 gennaio 2019. Non si avvicina di nuovo alla Terra per un bel po’ di tempo, anche se a causa della sua relativa vicinanza e delle sue grandi dimensioni è spesso rilevabile senza molte difficoltà in condizioni appropriate; per esempio, sarà di 13° magnitudine, e accessibile nel cielo mattutino, quando sarà al perielio all’inizio di novembre di quest’anno, e sarà di 12° magnitudine quando sarà all’opposizione, a metà giugno 2021, quando sarà a tre mesi dall’afelio.
Eros si avvicinerà nuovamente alla Terra il 24 gennaio 2056, quando passerà a 0,150 AU dal nostro pianeta – marginalmente più vicino del suo approccio del 1975. Avrei 97 anni in quel momento, e quando lo feci notare ad alcuni dei miei amici scienziati quando ero al liceo, uno di loro mi rispose scherzosamente che forse allora avrei potuto fare un altro progetto per la fiera della scienza. Suppongo che dovremo vedere come andrà a finire… Ma, forse, gli studenti di quell’epoca potrebbero eseguire le loro indagini su Eros quando si avvicina. E, forse, alcuni di loro potrebbero anche essere in grado di farlo viaggiando verso di essa e facendo osservazioni dalla sua superficie…
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