Appunti di Radioastronomia: Dagli impatti letali al Meteor Scatter - IW6ON - C.I.S.A.R. - Associazione Italiana Radioamatori Giulianova

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Appunti di Radioastronomia: Dagli impatti letali al Meteor Scatter

Radioastronomia
 


APPUNTI DI RADIOASTRONOMIA
a cura di Giovanni Lorusso IK0ELN
IARA Group, SAIt, SdR Radioastronomia UAI



 
Nell'Apocalisse gli angeli versano «le sette coppe dell'ira di Dio» sulla Terra. L'Armageddon viene dopo il versamento della sesta coppa: « Poi il sesto angelo versò la sua coppa sul gran fiume Eufrate, e le sue acque si prosciugarono perché fosse preparata la via ai re che vengono dall'Oriente. E vidi uscire dalla bocca del dragone, da quella della bestia e da quella del falso profeta tre spiriti immondi, simili a rane. Essi sono spiriti di demoni capaci di compiere dei miracoli. Essi vanno dai re di tutta la terra per radunarli per la battaglia del gran giorno del Dio onnipotente. (Ecco, io vengo come un ladro; beato chi veglia e custodisce le sue vesti perché non cammini nudo e non si veda la sua vergogna).) E radunarono i re nel luogo che in ebraico si chiama Harmaghedon.» Resurrezione dei morti. Particolare del rosone rappresentante l'Apocalisse nella chiesa Sainte-Chapelle, Parigi, ca. 1200. Questo passaggio è ambiguo, non è chiaro se vi è davvero successo qualcosa o se il raduno degli eserciti è solo un simbolo. Infatti, vi fu in quel posto un raduno dell'esercito romano in preparazione di uno degli attacchi a Gerusalemme nel 67 d.C.



2014 International Year of Cristallography

DAGLI IMPATTI LETALI AL METEOR SCATTER

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Presentazione
Lo Spazio è ricco di enormi quantità di materia che deriva dalla disgregazione di Asteroidi e Comete; ma anche dalla rimanenza della Nebulosa Primordiale, che diede origine al nostro Sistema Solare. Ogni giorno entrano nell'Atmosfera Terrestre oggetti celesti di varie dimensioni che vanno dai granuli di polvere cosmica, ai diversi corpi celesti che vagano nello Spazio; i quali, più delle volte, si vaporizzano per effetto di surriscaldamento, dando luogo a fenomeni luminosi ed acustici. Per fortuna, raramente impattano al suolo! Un variopinto bagliore nel cielo serale viene riconosciuto dal popolino come "una stella cadente"; e, intorno alla metà di Agosto, le scie luminose delle meteoriti vengono individuate come "le lacrime di San Lorenzo". Orbene, occorre precisare che la International Astronomical Union ha classificato tali corpi, in rapporto alla diversa massa ed alla composizione chimica, come Meteoroide riferito ad un corpo di origine asteroidale o cometario, più grande di una molecola, ma più piccolo di un Asteroide. Poi, quando il Meteoroide entra nell'Atmosfera Terrestre e si brucia è definito Meteora. Infine, se qualche pezzo della Meteora, sia sopravvissuta al processo di ablazione nell'atmosfera e riesce ad impattare al suolo prende il nome di Meteorite. Abbandoniamo, quindi, l'errato appellativo di ...stelle cadenti, in quanto per Stelle si intendono oggetti celesti simili al nostro Sole e, che, pertanto nulla hanno a che fare con corpi vaganti nello Spazio Interplanetario che entrano nell'Atmosfera del nostro Pianeta.

Adesso passiamo all'analisi della provenienza di questi corpi celesti, e quali danni hanno prodotto sulla Terra nel corso
del tempo. Nella presentazione ho accennato alle tre sorgenti genitrici, e cioè: gli Asteroidi, le Comete, la Polvere Interstellare. Gli Asteroidi sono planetoidi aventi masse di varie grandezze, distribuiti in tutto il Sistema Solare, ma anche al di fuori. Ben nota è la Cintura Asteroidale che orbita tra Marte e Giove, definita la Fascia Principale (Fig.1) la quale, secondo una teoria cosmologica, rappresenta i resti di un pianeta mai formatosi a causa delle enormi forze mareali di Giove. Nella cintura sono presenti asteroidi classificati P.H.A. (Potential Hazardus Asteroid), cioè potenzialmente pericolosi per la Terra, in quanto, le loro orbite, a volte, intersecano l'orbita terrestre, transitando in posizioni molto ravvicinate al nostro pianeta! Altri gruppi di asteroidi sono stati individuati oltre il Pianeta Nettuno, denominati, appunto, Oggetti Transnettuniani. Anche questi planetesimi che orbitano ai confini del nostro Sistema Solare, riescono ad avvicinarsi alla Terra, catturati dall'enorme campo magnetico solare. Altro genere di Meteoroidi sono i Meteoroidi Cometari. Occorre dire che le Comete non sono altro che palle di neve sporca; ovvero: un conglomerato di roccia, ghiaccio, ammoniaca, metano e diossido di carbonio, impastato di polvere protostellare, formata da silicio e materiale carbonaceo. Diremmo: una bella insalata mista, dove il ghiaccio rappresenta il collante. Il "parcheggio" delle Comete è ubicato ai confini del Sistema Solare, nella Nube di Oort, formata da materiale roccioso ricoperto da enormi quantità di ghiaccio. E poiché il campo magnetico del Sole raggiunge anche quelle latitudini, sovente accade che "cattura" un pezzo attirandolo a se. E man mano che la Cometa si avvicina al Sole, il ghiaccio sublima per effetto di surriscaldamento, liberando la polvere protostellare, formando, così, la chioma a forma di coda di rondine; dove, quella più lunga è formata da vapore acqueo; mentre la seconda è formata da pulvisco stellare (una figura simile alla cometa che adorna l'albero di Natale). Ma, non è tutto! Avvicinandosi sempre di più al Sole, il Nucleo Cometario, formato di materiale roccioso, libera anche enormi pezzi di roccia tenuti insieme dal ghiaccio, lasciando questa "spazzatura" su tutta la sua orbita ellittica intorno al Sole. Poi, succede che, quando la Terra, nel corso del suo Movimento di Rivoluzione intorno al Sole, attraversa le varie Costellazioni dello Zodiaco ed incontra i residui della chioma cometaria, questi bruciano nell'Atmosfera Terrestre, dando luogo al fenomeno degli Sciami Meteorici, i quali, a loro volta, prendono il nome della Costellazione dove, in quel periodo dell'anno, transita la Terra. Ad esempio, se pensiamo alle mitiche "Lacrime di San Lorenzo del 10 Agosto", astronomicamente è più corretto dire "Lo Sciame Meteorico delle Perseidi", perchè, in quella data, la Terra si trova a transitare nella Costellazione di Perseo, e, quindi, lo sciame ha origine (il Radiante) proprio dalla Costellazione di Perseo (Fig.2). E poiché la Terra impiega 365 giorni (un anno solare) per completare la sua orbita di Transizione intorno al Sole, è facile dedurre che, transitando in altre Costellazioni, incontrerà altri sciami meteorici (esempio: le Leonidi nella Costellazione del Leone; le Piscidi nella Costellazione dei Pesci; le Cancridi nella Costellazione del Cancro; le Geminidi nella Costellazione dei Gemelli; e via di seguito). Di questo calendario meteorico sono a conoscenza anche i Radioamatori che effettuano collegamenti via Meteorscatter; i quali, puntando le antenne direzionali con una buona elevazione, riescono ad effettuare collegamenti a lunga distanza in VHF, sfruttando il condotto ionizzato dove è avvenuta l'evaporazione della Meteora in atmosfera. Infatti, a seguito dell'ingresso in Atmosfera, e dopo aver raggiunta la Mesosfera, a causa del forte attrito con l'Ozono, la massa meteorica si arroventa e brucia, liberando i gas dei minerali che la compongono (Processo di Ablazione) che si ionizzano, rendendo possibile la riflessione dei segnali radio a lunga distanza.



Tuttavia, senza voler appesantire l'articolo con nozioni di Fisica, ritengo importante riportare come è esattamente suddivisa l'Atmosfera Terrestre. Dunque, dalle misure effettuate dai satelliti artificiali si è constatato che l'Atmosfera che circonda il nostro pianeta è suddivisa in varie zone. Per cui, partendo dalla superficie terrestre e fino a circa 12 Km. si trova la Troposfera che ha una media di 8/9 Km ai poli terrestri e 14/15 Km all'equatore. E' qui che si manifestano i fenomeni meteorologici: nubi, pioggia, neve; è a queste quote che volano gli aerei di linea; ed è qui che, a volte, capita di effettuare anomali collegamenti radio via Troposfera (Troposcatter). Al di sopra della Troposfera, tra i 12 e i 50 Km di quota, si trova la Stratosfera, dove staziona la maggior parte dell'Ozono, elemento indispensabile per bloccare le radiazioni U.V. provenienti dal Sole. Ed è in questo strato che l'Ozono brucia completamente meteoriti di piccola massa. Ad una quota di 85 Km dalla Stratosfera si trova la Mesosfera, strato in cui le Meteoriti incontrano la parte superiore dell'Ozono e cominciano ad arroventarsi per il forte attrito. Ed in questo strato che avviene il Meteorscatter, cioè la riflessione delle onde radio a lunga distanza (Fig.3). Al di sopra della Mesosfera si trova l'ultimo strato: la Termosfera, dove la temperatura raggiunge i 1200° Kelvin; dove le molecole sono altamente ionizzate dalla radiazione solare, dando luogo ad un gran numero di elettroni e ioni, generando il processo di ionizzazione, ovvero lo strato Ionosferico. Quest'ultima regione: la Ionosfera, è ben conosciuta dai Radioamatori, in quanto, riflette i segnali radio a lunga distanza, utili ai collegamenti Dxs in HF. Meteore più brillanti che sfrecciano nel cielo serale sono dette Bolidi; e se raggiungono una massa oltre una tonnellata, sono detti Superbolidi. I Bolidi ed i Superbolidi impiegano più tempo a bruciare nella Mesosfera e, più delle volte, esplodono a pochi chilometri dal suolo, emettendo un suono elettrofonico prolungato ed un enorme boato simile ad un tuono. Tuttavia, quando l'esplosione di questi corpi celesti avviene negli strati bassi dell'Atmosfera, genera un'onda d'urto che crea seri danni a persone e cose, così come avvenuto il 15 Febbraio 2013 sulla città di Chelyabinsk – Russia, dove un Superbolide di circa 10.000 tonnellata è esploso in Atmosfera provocando oltre 1500 persone ferite e seri danni alle strutture (Fig.4).

 


Un evento di questo genere già avvenuto anche il 30 Giugno 1908, quando nella zona del Tunguska - Altopiano Siberiano (Fig.5), poco dopo le 7 del mattino, un enorme Superbolide esplose a circa 8 Km dal suolo. Il boato dell'esplosione fu udito oltre i 1500 Km di distanza, seguito da un'onda d'urto registrata dai sismografi di Irkutsk, Tashkent, Tblisi e Jena, pari ad un terremoto di magnitudo 5,2 della scala Richter e con una energia pari a 12,5 Megatoni di potenza. L'onda termica procurò circa 2150 Km2 di devastazione della foresta siberiana, carbonizzando gli alberi di betulle della taiga ed abbattendo alti fusti secolari; alcuni abitanti dei kolcos circostanti morirono o rimasero ustionati; e nei giorni successivi furono notati bagliori notturni diffusi nell'Atmosfera, dovuti al surriscaldamento degli strati atmosferici. Ma, la cicatrice più grande presente sul nostro pianeta è rappresentata dal cratere di Chicxulub, nella penisola dello Yucatan – Golfo del Messico (Fig.6) in quanto si ritiene si sia formato a seguito dell'impatto al suolo di un Asteroide con una massa di 10 Km, avvenuto 65 milioni di anni fa e che decretò la scomparsa dei dinosauri. Il cratere fu scoperto per caso da una compagnia petrolifera a causa delle anomalie del campo gravitazionale della zona, e sopratutto dalla presenza di Iridio, un minerale che non è presente sulla Terra e che soltanto un visitatore venuto dallo Spazio poteva portare. Va aggiunto che le conseguenze dell'impatto sconvolsero il clima su tutto il pianeta per le polveri sollevate nell'Atmosfera Terrestre dopo l'impatto al suolo, causando la riduzione della radiazione solare per alcuni anni e, quindi, il processo della Fotosintesi. A completare l'opera distruttiva contribuirono un numero elevato di Tsunami che distrussero tutto nel raggio di migliaia di chilometri. La lista degli impatti sulla Terra è davvero lunga, ma prima di concludere l'argomento, diamo uno sguardo anche al Meteor Crater dell'Arizona – USA (Fig.7). Questo cratere ha un diametro di 1.186 metri ed una profondità di 200 metri, dovuto all'impatto di un meteorite di natura metallico e con un diametro di 40/50 metri, avvenuto circa
49.000 anni fa. La certezza che non è di origine vulcanica è data dall'assenza di lava solida e la presenza di minerali che si sono formati dopo l'elevatissima temperatura dell'impatto. Infine, come già accennato, esiste la terza sorgente di Meteoroidi: i Grani di Polvere Cosmica. Localizzata principalmente tra Giove e Saturno, la Polvere Protostellare, formata da grani di varie dimensioni, rappresenta i resti della Nebulosa Primordiale dalla quale si è formato il nostro Sistema Solare. I grani di polvere hanno una velocità superiore alla velocità di fuga del Sistema Solare, il che la rende estremamente probabile d'origine extrasolare. Ovviamente la Polvere Cosmica è presente in tutto l'Universo, ma al momento non è ancora possibile stabilirne la quantità e la temperatura. A conclusione dell'argomento, desidero aggiungere che, anche ai Radioamatori è data la possibilità di osservare gli impatti meteorici in banda radio. Infatti è sufficiente sintonizzarsi sulla frequenza del radar di Grave – Francia, che osserva il cielo radio sulla frequenza di 143.049 Mhz in USB, collegando il radioricevitore al computer ed avvalendosi di un programma per l'analisi di spettro (ad esempio: Spectrum LAB; HD SDR; Spectran V2; ecc.) per osservare gli echi degli impatti. Inoltre, avvalendosi della Lista degli Sciami Meteorici scaricabile da internet http://it.wikipedia.org/wiki/Lista_di_sciami_meteorici è possibile individuare il nome dello sciame, la Costellazione di appartenenza, il Radiante, l'intensità, la velocità e lo Z.H.R. - Zenital Ourly Rate, cioè il numero degli impatti nell'arco di un'ora, davvero utile a confrontare i dati rilevati negli anni precedenti. Siamo giunti alla fine dell'articolo ed è tempo di fare alcune valutazioni. Orbene, per fortuna noi viviamo su un Pianeta che, per grazia ricevuta o perché baciato dalla sorte, abbiamo un'atmosfera nella quale l'Ozono ci difende dalle radiazioni solari e da questi "visitatori non desiderati"; altrimenti non si sarebbe mai potuta formare la vita e la superficie terrestre sarebbe stata butterata di crateri da impatto così come e avvenuto sulla Luna. Ma, se l'uomo continua ad avvelenare questo prezioso dono celeste, il nostro destino futuro sarà compromesso da eventi catastrofici.

Ecco che è veramente importante salvaguardare questo scudo spaziale. Ne va della nostra sopravvivenza!

Cieli Sereni
ik0eln Giovanni Lorusso

Esistono tre tipi differenti di neutrino: il neutrino elettronico νe, il neutrino muonico νμ e il neutrino tauonico ντ, in diretta relazione rispettivamente con i leptoni del modello standard (elettrone, muone e tauone). La gran parte dell'energia di una supernova collassante viene irradiata in forma di neutrini, prodotti quando i protoni e gli elettroni del nucleo si combinano a formare neutroni. Questa reazione produce un flusso considerevole di neutrini. La prima prova sperimentale di questo fatto si ebbe nel 1987, quando vennero rilevati i neutrini provenienti dalla supernova 1987a. La massa dei neutrini e le sue conseguenze. Nel Modello Standard (MS) i neutrini sono ipotizzati esistere privi di massa. Tuttavia, esperimenti recenti suggeriscono che ciò sia falso. Infatti, flussi di neutrini possono oscillare tra i tre autostati di interazione, in un fenomeno conosciuto come oscillazione dei neutrini (che fornisce una soluzione al problema dei neutrini solari e a quello dei neutrini atmosferici). Questo, inevitabilmente, induce a modificare il MS, introducendo dei termini nuovi per soddisfare la richiesta che i neutrini siano particelle dotate di massa.
 
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