Origine e genesi di C/2012 S1 ISON

Origine e genesi della Cometa ISON

a cura di Raoul Bidoli

Mancano appena una manciata di giorni al perigeo di Ison con la terra, il 26 dicembre, ma la sua attuale condizione non sembra essere delle migliori.

Attualmente Ison è “Lost” o,  per essere piu’ chiari, è data per “dispersa” dopo aver effettuato il perielio attorno al sole, iniziato il 29 novembre, in cui il nucleo, già frammentato nei mesi precedenti a causa dei primi outburst ( HST proposal 13198 del P.I. Li Yang: The first pre-perihelion nucleus size measurement of sungrazing comet C/2012 S1 ) non ha resistito alla forza di marea e alla pressione esercitate dal sole ( Roche limit ).

Quello che si è venuto a determinare durante la fase di perielio è stata registrata, passo passo, dai chronografi SOHO / LASCO / SECCHI.

Per spiegare e comprendere la “bizzarra natura” di questo corpo, attualmente “disperso”, puo’ venirci in soccorso il rapporto di SWAP ( SDO ) il cui telescopio, sensibile alla banda degli ultravioletti, NON ha registrato il passaggio di Ison durante tutta la fase di perielio a differenza, invece, della flotta di Cronografi della Nasa: SOHO / LASCO / SECCHI.

Perché questo mancato rilevamento?

Come è possibile che la flotta di Cronografi Nasa sia riuscita a registrare felicemente l’evento, mentre invece SDO non è riuscito a rilevare nulla?

Una risposta puo’ essere senz’altro rintraccaibile nel settaggio stesso ( EUV) del telescopio SWAP, in cui

Il materiale di Ison non ha la “giusta composizione” per essere rilevato attraverso l’utilizzo di ( EUV ) oppure, piu’ semplicemente, il materiale evaporato non ha raggiunto il milione di gradi di temperatura, che consente a SWAP di rilevarlo.

Ma vediamo di comprendere meglio la questione, che all’apparenza potrebbe sembrare puerile mentre invece, piu’ avanti, assumerà connotazioni veramente interessanti.

Il telescopio SWAP è sintonizzato per vedere la luce generata da due particolari stati ionizzati di atomi di ferro ( Fe IX e X Fe, cioé ” ferro nove” e ” ferro dieci” ), che si verificano quando gli atomi di ferro sono riscaldati da, circa, 800.000 ad 1 milione di gradi Kelvin .

Tuttavia gli scienziati della NASA  lavorando con i dati forniti da SDO, durante il passaggio solare della cometa Lovejoy, hanno suggerito che quello che è stato registrato era dovuto, in realtà,  alle emissioni di atomi di ossigeno ionizzato; questo ossigeno sarebbe stato prodotto dalla rottura di molecole, in forma di ghiaccio, che rilasciano atomi di idrogeno di ossigeno, a causa di riscaldamento estremo del sole.

Se questa ipotesi è corretta il mistero risulta essere ancora più profondo perché, semplicemente, questo corpo, proveniente dalla lontana nube di Oort, a causa della sua origine presenterebbe una “Natura” davvero unica; infatti è confermato che la sonda Messengers, attualmente in orbita attorno a Mercurio, ha eseguito circa 9.000 scansioni spettrali di ISON.

La maggior parte di questi dati sono ancora a bordo della navicella, in attesa di essere scaricati, ma i dati finora analizzati  confermano una grande quantità di carbonio ( CO e  C + ) che può suggerire la presenza di grani organici in ISON.

A supporto di quanto rilevato da Messengers occorre rifarsi al Paper  di Karen J. Meech: Outgassing Behavior of C/2012 S1 (ISON) From September 2011 to June ( http://arxiv.org/abs/1309.2688 ).

Nel presente Paper è interessante il seguente passaggio: …” The fading was not caused by loss of large grains from the aperture, grains that would survive for the duration are so large that they stay within the 500 radius aperture (equivalent to 15,000 km) in 2013 January. At a typical velocity of 1 m s1 the crossing time for the aperture is months. The e ective brightness decline (compared to an expected increase from sublimation as r decreased) was thus a loss of cross section within the aperture. With the limited data we have, we cannot say if the outburst was short-lived, or if there was continued activity, although possible detections of CO after 2013 January suggest that there was outgassing for a period of time”…

Questo passaggio è fondamentale per la comprensione di cosa era in origine questo corpo e, soprattutto, di  quanto era vasta  la nuvola di grani carboniosi ghiacciati (15.000 Km ) che costituiva la periferia del corpo medesimo.

Una prova visiva di quanto viene esposto é ben rappresentata dalla HST Proposal 13199: Imaging Polarimetry of the 2013 Comet ISON with ACS, A Pre-Perihelion Study of the Heterogeneous Coma, del P.I. Dean Hines.

Questa immagine rilevata da Hubble, il 07 Maggio 2013, evidenzia le notevoli dimensioni della nuvola di grani carboniosi (15.000 Km ), quet’ultima tenuta assieme dall’attività di un nucleo centrale ( elemento illuminato al centro della foto ) il cui diametro, stimato in quel periodo, era tra i 2 e i 4 Km, circa.

Iso Hts Proposal 13199, P.I. Hines

Questa immagine è molto importante perché puo’ aiutare nella comprensione sulla natura di Ison, nonché della sua origine; Oort: http://archive.stsci.edu/cgi-bin/hla/display?badvalue=-99&image=%2Farchive%2Fpublic%2Fhst%2Fpreviews%2FJC7F%2FJC7F01010.fits.gz&title=JC7F01010

Riflettendo proprio su questa immagine è ipotizzabile che sia vero che il materiale presente nella nuvola di grani carboniosi sia, in effetti, la testimonianza di cio’ che in origine era il sistema solare primordiale, durante la sua formazione.

Per comprendere meglio l’origine di Ison occorre citare un brano scritto da K. Battams( sungrazer.nrl.navy.mil ), che ne spiega perfettamente la sua Genesi:…”Born in a dusty and turbulent environment, comet ISON spent its early years being jostled and struck by siblings both large and small. Surviving a particularly violent first few million years, ISON retreated to the Oort Cloud, where it maintained a largely reclusive existence for nearly four billion years. But around 3-million B.C., a chance encounter with a passing star coerced ISON into undertaking a pioneering career as a Sungrazer. On September 21, 2012, ISON made itself known to us, and allowed us to catalog the most extraordinary part of its spectacular vocational calling”…

Ora addentriamoci a fondo, nella questione, e proviamo anche a considerare il fatto che Ison possa essere stato un proto – planetoide ( TNO ) non completamente formatosi, dentro la nube di Oort; la sua “placenta”, o “mantello”, risultava essere costituita da una nube di grani carboniosi, come confermato dal Paper di K. Meech,  la cui estensione risulta essere di 15000 km circa.

Questo corpo è sempre stato attivo, nella produzione delle sue polveri ( nube carboniosa ), ancora prima di essere scoperto e poi classificato nell’archivio dell’MPC ( non a caso dobbiamo ricordare, per la cronaca,  che Ison era stata classificata, iniziamente, nel data base di MPC come Neo ).

Quindi questo corpo carbonioso “secco” (  Mike Mumma reference ), cioè con poca acqua, non è altro che l’espressione di un “oggetto” nuovo che si è affacciato per la prima volta nel nostro sistema solare e che, come già sapeva H. J. Oort ( Differences Between New And Old Comets ); i corpi provenienti da questa fascia ( Oort ) presentano nature “speciali”, per nulla catalogabili con i dati attualmente in nostro possesso.

Ora occorre fare un passo successivo, per entrare nel cuore del “Fenomeno Ison”, cioè quello di comprendere gli elementi compositivi costituente il materiale del suo “nucleo”.

A supporto di cio’, ci viene in aiuto la HST Proposal 13197: Distant Activity of Comet ISON, di Michael A’Hearn.

All’interno di questa proposal sono visibili diversi spettri di Ison, quando ancora era distante dal sole; di conseguenza il suo materiale non era ancora soggetto all’influenza del vento solare.

Analizzando in particolare uno di questi spettri, rilevati da HST, Ison spettro  – file: ( http://archive.stsci.edu/canvas/mast_plot.html?COS=LC7E04010 ), ho ricevuto conferma, da uno studioso esperto nell’analisi degli spettri ( il cui nome tengo volutamente anonimo ) che Ison presenta un alto valore di Ferro ( Fe ) rilevato nei plot spettrali di HST; acquisiti da A’Hearn, ad aprile 2013.

Per la precisione soso stati rilevati 2 grandi picchi ferrosi; il primo a 1590/1591 A , mentre il secondo a 1760/1761 e,  piu’ esattamente, questi 2 picchi sono costituiti dagli isotopi  II e IV ( Fe-1568 peak ).

Oltre tutto, sempre lo stesso studioso,   ha confermato anche la presenza di sodio (Na) il cui rilevamento è molto importante perché è un indicatore della presenza di atomi pesanti come quelli ferrosi nel nucleo di Ison.

Quindi le transizioni in cui sono stati rilevati i picchi di ferro ( Fe ) sono vicini tra  1590 e 1760 e sono, soprattutto, di buona intensità.

Ora, da questi dati, si puo’ quindi comprendere come mai la “natura secca” di Ison possa essere ben spiegata con la presenza di un “nucleo” o, per meglio dire, di un “core” composto, nella maggior parte, da metalli pesanti ( ferrosi ), quindi di natura  dura e solida.

Questa particolarissima caratteristica, emersa nelle analisi del Paper di A’Hearn, permette di associare Ison molto piu’ vicino alla categoria degli Asteroidi ( come l’esempio di scheila o di Phaeton dal core ferroso ), oppure quello di un “microplanetoide”, invece di rientrare nella categoria appartenente alle Comete!

Ricapitolando il discorso, la differente “natura” di questo particolare corpo astronomico, é di tipo Asteroidale, con comportamento cometario ( fittizio ), assumendo solo in seguito, dopo l’attraversamento della linea del gelo ( 3 / 2,5 UA ), una “dinamica cometaria” con coma e coda completamente definiti, a causa della sublimazione indotta dalla vicinanza del sole.

Senz’altro la Nasa sta attraversando una fase di stucchevole imbarazzo ( prova ne è l’enorme dispiegamento di uomini e mezzi profusi nello studio di questo corpo come mai, nella storia astronomica, è stato fatto ) causato dalla apparente incapacità di comprendere la reale natura di Ison…

Alla fine, un “TNO”, dal mantello frantumato, è entrato nel nostro sistema solare, con tutte le problematiche che esso comporta e che puo’ portare con sé.

Ritornando ad oggi Ison, dopo la fase di perielio, è stata data per dispersa ( Lost ); secondo me la grande maggioranza dei grani carboniosi ( debris ) sono migrati, progressivamente, nella coda di Ison e li siano poi rimasti pressoché intatti; anche perché in questa posizione periferica, rispetto al nucleo / core, essi non hanno subito lo stress termico, che invece ha sicuramente risentito il suo core ferroso…

Oltretutto il fatto che il materiale carbonioso, o meglio i grani carboniosi ( paper Meech ), non presentano proprietà riflessive nello spettro visibile, questo potrebbe spiegare anche il perché l’attuale nuvola di debris di Ison ( post- perielio )  sia difficilmente rilevabile; se non termicamente o con l’utilizzo di un radio telescopio.

Concludendo, se riflettiamo bene,  alla luce di quanto detto; le dimensioni che occupava il mantello frantumato erano, ad aprile, di 15000 Km circa, che sono dimensioni di tutto rispetto se poi paragonate con quelle di 45 / 70 Km, piu’ suo satellite, di H.B. ( Hale Bopp ).

Infatti un corpo cometario NON puo’ presentare dimensioni cosi’ grandi, neppure se è un “pezzo” appartenente alla famiglia Kreutz; quindi deve essere sen’altro di altra “natura”.

Il problema di base è che, dopo il perielio, Ison ha subito una “trasformazione”, che la porta ad essere ormai considerata come un Asteroide pluri-frammentato; i suoi pezzi separati che viaggiano ancora assieme tra loro, come in una nuvola di detriti, sono ancora persistenti e per nulla dissolti.

La domanda finale è: cosa comporterà tutto cio’, dopo la fase di perigeo, il 26 Dicembre?