Meccanismi alla base del caos Vai alla versione

I meccanismi che rendono caotiche (clicca qui per sapere di piu' sul caos) le orbite dei NEO (dict. in english) sono diversi e numerosi. Dalle risonanze, all'effetto Yarkovski, dalle collisioni tra asteroidi ai passaggi ravvicinati dei NEO ai pianeti.  Per questo il compito degli scienziati che si occupano di stabilire se un nuovo NEO sarà pericoloso per la Terra è così arduo.  

Collisioni

Un esperimento sulla frammentazione
(Ian Giblin, Ph.D Thesis, 1994 )

Le collisioni  tra i numerosi asteroidi che abitano nella fascia principale (dict. in english) rappresentano un evento consueto, le cui conseguenze dipendono dalle condizioni e dalle caratteristiche dei corpi.
I principali fenomeni che possono verificarsi in questo caso sono due: l' accrezione e la  frammentazione. La prima ha luogo quando due corpi collidono a una velocità relativa sufficientemente scarsa e porta alla fusione dei due corpi. La frammentazione avviene invece a velocità relative maggiori, o se la composizione chimica dei due corpi è più fragile. In questo caso, i corpi si frammenteranno dando vita a diversi frammenti più piccoli.  Il destino dei frammenti prodotti da una collisione può essere diverso: possono semplicemente diventare singoli asteroidi con una vita a sé, o diventare uno delle tante  famiglie dinamiche di asteroidi. La prima ipotesi è la meno frequente, raramente le collisioni tra due asteroidi della fascia sono così potenti da far diventare questi oggetti dei NEO. 
Fly-by di un pianeta

Il Sole, con la sua massa poderosa, costituisce l'attrattore principale di tutti i corpi del Sistema; per questo le orbite possono essere calcolate in prima approsimazione, applicando le Leggi di Keplero. La principale eccezione a questa legge accade quando il corpo passa vicino ad un pianeta. In questo caso vi è una zona dove l'attrazione esercitata dal pianeta è molto più forte di quella degli altri corpi, incluso il Sole. Questa zona si chiama sfera di influenza del pianeta e al suo interno, l'orbita originale del corpo cambia drasticamente e diventa indipendente da quella originaria, anche se molto sensibile alle condizioni iniziali, cioè allo stato di moto prima che l'oggetto entrasse nella sfera d'influenza. Per questa ragione questo meccanismo è visto come un amplificatore del Caos.
Risonanze

Nell'immagine, una risonanza 2:1
La risonanza e' un fenomeno molto efficiente nel rendere caotiche le orbite su lunghi tempi scala. Ma agendo su un gran numero di corpi, questo fenomeno contribuisce a trasferire gli oggetti a orbite instabili.
Ma cos'e' la risonanza? Consideriamo un asteroide con un'orbita che incrocia quella di Giove (come in figura). Come è noto, l'attrazione newtoniana tra due corpi, è inversamente proporzionale alla loro distanza, per cui quando i due corpi sono vicini, l'asteroide subisce la massima attrazione da parte del pianeta. Se i periodi di Giove e dell'asteroide non sono proporzionali, i due corpi si ritroveranno saltuariamente vicini e l'effetto generale della reciproca attrazione è nullo. Invece l'interazione tra Giove e e l'asteroide torna ad avere importanza quando l'orbita dei due corpi ha dei periodi risonanti. In altre parole, quando il periodo dell'asteroide è una frazione di quello di Giove, i due sitrovano vicini periodicamente e la perturbazione rende l'orbita dell'asteroide è instabile.
L'effetto Yarkovski

Yarkovsky era un ingegnere russo che aveva proposto, circa un secolo fa, una teoria sui cambiamenti delle orbite dei corpi vaganti nello spazio interplanetario, innescati dalle variazioni di temperatura superficiale fra l’emisfero diurno e quello notturno... Dato che un corpo solido tanto più è caldo quanto più emette radiazione infrarossa, e che questa emissione produce una piccola forza di rinculo (un po’ come i gas emessi dall’ugello di un razzo), Yarkovsky propose che un piccolo corpo roccioso orbitante e rotante sul proprio asse avrebbe avuto la sua orbita lentamente modificata a causa del riscaldamento asimmetrico della superficie prodotto dalla radiazione solare. Yarkovsky e il suo effetto furono quasi dimenticati fino a tempi recenti, quando calcoli accurati, basati sulle proprietà termiche delle meteoriti e delle rocce lunari hanno mostrato che per gli asteroidi di diametro fino a 20 km l’effetto Yarkovsky altera lentamente ma in misura non trascurabile i semiassi maggiori delle orbite.

 

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