Il magico mondo delle occultazioni asteroidali

Gli asteroidi sono corpi celesti piccoli e rocciosi che orbitano un po' ovunque nel Sistema Solare, concentrandosi in particolare nella cosiddetta "fascia principale" tra Marte e Giove. In quanto piccoli e lontani è molto difficile carpire informazioni precise sulla loro forma e le loro dimensioni: ottenere un'immagine diretta con un telescopio infatti è quasi impossibile, a meno che non si colleghi un super-interferometro ad un telescopio da 8m di diametro nel deserto cileno.

Asteroidi fotografati dall'ESO (European Southern Observatory) con l'interferometro SPHERE

Non tutti però hanno un telescopio da 8m, quindi bisogna rimboccarsi le maniche ed essere un po' più creativi. Ci sono svariati metodi di studio degli asteroidi che passano tutti per la fotometria, un metodo semplice quanto potente: la fotometria infatti consiste nella misura accurata della luce proveniente da un oggetto celeste per osservare piccoli cambiamenti nella sua luminosità, ed è possibile eseguirla con piccoli strumenti e telecamere non troppo costose. Con questo metodo si può facilmente ricavare il periodo di rotazione di un asteroide: se la sua forma è irregolare la quantità di luce riflessa non sarà costante e quindi la sua luminosità varierà in maniera periodica.

Come potrebbe apparire la curva di luce di un asteroide irregolare rotante

Con un processo matematico chiamato "inversione della curva di luce" è possibile creare un modello tridimensionale approssimativo dell'asteroide. Prendiamo un asteroide completamente a caso della fascia principale degli asteroidi, (130) Elektra, di circa 200km di diametro. Invertendo la curva di luce, il modello ottenuto è questo: un bel tubero roccioso.

Modello 3D di (130) Elektra

Ma come facciamo ad essere sicuri che questo modello sia giusto, non potendo ottenere immagini dirette? E' qui che entrano in gioco le occultazioni. Osservando da diversi punti della Terra la durata dell'occultazione, si può disegnare a tutti gli effetti una silhouette dell'asteroide, "scansionandolo" riga per riga, con una risoluzione che aumenta all'aumentare del numero di osservatori che registrano il transito. Veniamo al dunque: il 21 aprile mi trovavo all'osservatorio di Campo Catino, e casualmente sono venuto a sapere di questa occultazione. La ripresa non è stata difficile: il telescopio da 80cm ha permesso di riprendere a 5 fotogrammi al secondo, registrando il calo di luce della durata di una quindicina di secondi con grande precisione. 

Questa curva di luce esteticamente molto soddisfacente è stata costruita con la magia di Python da Francesco Maio, la persona che casualmente mi ha fatto sapere di questa occultazione. A partire dalle foto, invece, ho realizzato un breve filmato accelerato che mostra la scomparsa e la ricomparsa della stella (guardate bene la stella in alto al centro).

Un'osservazione di questo tipo presa singolarmente non fornisce molte informazioni: mettendo insieme una trentina di osservazioni (che in gergo si dicono "corde"), però,  si ottiene la silhouette tanto attesa.

Silhouette di (130) Elektra

Per realizzare una cosa del genere è importantissimo misurare in maniera molto precisa sia la durata del transito che l'orario in cui avviene, per questo si usa spesso l'orario fornito dal gps. Siccome sappiamo da alcune immagini dell'ESO che questo asteroide ha in realtà due piccole lune, la nostra speranza era di beccare il calo di luce secondario causato da una di queste: purtroppo non siamo stati così tanto fortunati. In compenso è successa una cosa divertente: grazie a queste osservazioni, ci siamo resi conto che il modello 3d dell'asteroide calcolato in precedenza era sbagliato, e neanche di poco! 

La stessa immagine di prima ma con il modello 3d (sbagliato)

Ciò non significa ovviamente che il metodo dell'inversione della curva di luce sia da buttare: in fisica e in generale nella scienza, capire quando una misura è sbagliata è forse più importante che farla giusta al primo tentativo. In fondo è grazie a queste osservazioni che algoritmi del genere vengono migliorati con il passare del tempo, capendo qual è la direzione giusta in cui muoversi! 

Un grande "grazie" a tutte le persone che seguono questo blog: la pagina Facebook è prossima ai 1000 like e questo blog si sta avviando lentamente verso le 100.000 visualizzazioni. Niente male! A breve parlerò di un progetto molto interessante nel quale sono coinvolto insieme all'osservatorio astronomico che riguarda i pianeti extrasolari. Non faccio spoiler, e come si suol dire, stay tuned!