Lo spettacolare impatto, tra il 16 e il 22 luglio del 1994, dei frammenti della cometa
“Shoemaker-Levy 9” sul pianeta Giove ha segnato indiscutibilmente un prima e un dopo nella consapevolezza del rischio di impatto di oggetti minori del Sistema Solare con il nostro pianeta.
Bisogna però dire che i tempi erano ormai maturi.
Il Sistema Solare si formò 4,6 miliardi di anni fa come risultato della frammentazione e del collasso di una enorme nebulosa.
Oltre il 99% della materia di tutto il sistema finì per concentrarsi in un unico corpo centrale, il nostro Sole.
Il resto è rimasto a girargli intorno: tredici pianeti (tra rocciosi, gassosi e nani, con un totale di oltre centocinquanta satelliti naturali) e una infinità di corpi minori (comete, asteroidi, meteoroidi e polvere interplanetaria).
Il Sistema Solare è qualcosa di molto più complesso di un gruppo di pianeti che ruotano intorno ad una stella.
La svolta iniziò negli anni ’80.
Passaggi ravvicinati di asteroidi erano già stati osservati durante il tutto il XX secolo ma fu nel 1980 che venne formulata l’ipotesi che riconduceva la grande estinzione di massa di specie viventi, tra cui i dinosauri, avvenuta sulla Terra circa 66 milioni di anni fa a cambiamenti ambientali causati dall’impatto di un grande asteroide.
Iniziarono a venir pubblicati studi sui possibili effetti su scala locale e globale di un eventuale impatto e il Congresso degli Stati Uniti nel 1992 diede mandato alla NASA per individuare almeno il 90% di quegli asteroidi grandi almeno 1 km e la cui orbita irregolare interseca quella della Terra.
Ma quello della cometa “Shoemaker-Levy 9” fu un evento speciale.
Fu la prima grande collisione tra corpi del Sistema Solare mai osservata “in diretta” dall’uomo.
Solo due anni dopo, nel 1996, nasceva la Fondazione SPACEGUARD, uno sforzo internazionale per studiare e monitorare questi corpi celesti.
Le macchie scure nell’emisfero meridionale sono dovute agli impatti dei frammenti della cometa “Shoemaker-Levi 9”.
Per pianificare e gestire questa “sorveglianza spaziale” si ricorre innanzitutto a nomenclature e classificazioni.
L’aggettivo “potenzialmente pericoloso” ha sicuramente un grande impatto a livello di percezione sociale e ogni volta che uno di questi corpi spaziali si avvicina alla Terra molti media ci avvertono del “pericolo”.
Esiste però una scala con cui viene classificato il pericolo che un asteroide rappresenta per il nostro pianeta.
Fu inizialmente proposta dall’astronomo statunitense Richard Binzel come una scala, da zero a dieci, dell’indice di pericolosità e fu poi definitivamente approvata in un convegno scientifico a Torino nel 1999, prendendo perciò il nome di “Scala Torino”.
Il valore zero viene assegnato a quegli oggetti che non destano alcuna preoccupazione, mentre il dieci a quelli che si scontreranno sicuramente con la Terra causando una catastrofe globale in grado di minacciare il futuro della nostra civiltà.
Ebbene tutti gli asteroidi che da allora hanno avuto un “incontro ravvicinato” con il nostro pianeta, destando l’interesse e talvolta la preoccupazione e l’allarmismo dei media, erano classificati con un “indice Torino” uguale a zero.
Non solo.
Sul sito web “cneos.jpl.nasa.gov/sentry” del Jet Propulsion Laboratory, un centro di ricerca statunitense gestito dalla NASA e dal California Institute of Technology, è possibile consultare la lista di tutti gli asteroidi per i quali sia anche solo teoricamente possibile un impatto con la Terra nei prossimi 100 anni.
Sono attualmente 1.054 e tutti sono classificati con un “indice Torino” uguale a zero.
È quindi evidente che nella percezione comune del pericolo esiste un malinteso di fondo riguardo i concetti di “potenzialmente pericoloso” e “indice di pericolosità”.
Ed è proprio su questo punto che è opportuno fare chiarezza.
Conseguenze di un impatto
Le conseguenze di una collisione dipendono dalle dimensioni dell’asteroide e, in parte, dalla sua composizione.
Quelli di dimensioni inferiori ai 20 metri esplodono nell’atmosfera senza conseguenze al suolo, se non al massimo piccoli meteoriti.
Con dimensioni tra i 20 e i 140 metri invece, quelli rocciosi esplodono nell’atmosfera producendo un’onda d’urto che può arrivare fino al suolo, mentre quelli ferrosi giungono fino a terra in frammenti in grado anche di formare piccoli crateri.
È però con dimensioni superiori a queste che iniziano ad essere possibili danni rilevanti ed estesi che possono andare dalla distruzione di città fino a danni locali e/o globali all’ecosistema e al clima così come li conosciamo.
La stima delle dimensioni di un asteroide è nella maggior parte dei casi una stima indiretta.
Alcuni di quelli più grandi sono stati avvicinati (e in alcuni casi anche abbordati) da sonde spaziali.
Ma nella stragrande maggioranza dei casi possiamo stimarne le dimensioni in modo diretto solo quando sono ormai veramente vicini.
Da lontano sono invece solo dei puntini luminosi.
La dimensione viene quindi dedotta dalla luminosità ed è una stima che viene aggiornata ogni volta che l’oggetto torna ad essere osservato.
È per dimensioni superiori ai 140 metri che un asteroide può causare danni gravi.
Si stima che l’asteroide che 66 milioni di anni fa si scontrò con la Terra causando una estinzione massiva di specie
viventi, tra cui i dinosauri, fosse grande tra i 10 e i 15 km
Stima delle orbite
Gli asteroidi non sono corpi celesti che vagano a caso nello spazio ma orbitano intorno al Sole esattamente come i pianeti.
Essendo però estremamente più piccoli e meno luminosi ne conosciamo solo una parte e in genere riusciamo ad osservarli solo in momenti particolarmente favorevoli e non in modo regolare durante tutta la loro orbita.
Quindi sarà possibile solo fare una stima dell’orbita estrapolando il pezzettino osservato.
Inoltre le orbite di tutti i corpi del Sistema Solare non dipendono solo dal Sole ma sono in qualche modo perturbate da effetti gravitazionali reciproci.
Gli asteroidi però a causa delle loro dimensioni relativamente piccole risentono di questi effetti in misura molto maggiore e quindi le loro orbite sono soggette a perturbazioni maggiori e a volte difficilmente prevedibili.
Per tutti questi motivi quando si parla dell’orbita di un asteroide ci si riferisce alla più probabile tra tutte quelle teoricamente compatibili con i dati disponibili, e anche in questo caso le stime vengono aggiornate e migliorate ad ogni nuova osservazione.
Per esempio l’asteroide “2011 ES4”, passato a inizio settembre 2020 a circa 75.000 km dalla Terra (cinque volte più vicino della Luna) era stato scoperto nel marzo del 2011 appena 11 giorni prima di un suo passaggio a circa 8 milioni di km di distanza.
Fu possibile osservarlo per soli quattro giorni, aggiornando poi i dati otto anni più tardi, nel dicembre 2019, in occasione di una nuova osservazione.
Venne così stimata una dimensione tra i 20 e i 40 metri e un passaggio ravvicinato nel 2020 come poi avvenuto.
Altri asteroidi invece li vediamo solo all’ultimo momento, come nel caso di “2008 TC3” caduto in Sudan nel 2008 e che fu rilevato in rotta di collisione solo il giorno prima dell’impatto.
Pericolosità potenziale e pericolo reale
Un asteroide rappresenta un pericolo per la Terra nel momento in cui è in rotta di collisione ed ha dimensioni tali per cui l’impatto causerà danni gravi.
Il livello di pericolosità dell’oggetto è quindi una combinazione tra due fattori: dimensioni e probabilità di collisione con la Terra.
Dal punto di vista della “vigilanza spaziale” si fa innanzitutto una classificazione in base alle dimensioni e alla “possibilità” di una collisione.
Poi, per quelli per cui esiste anche solo teoricamente questa possibilità viene calcolata la “probabilità” che ciò possa realmente accadere.
La Terra orbita intorno al Sole a una distanza media di circa 150 milioni di km mentre la stragrande maggioranza degli asteroidi che conosciamo si trova tra Marte e Giove, in una fascia tra i 150 e i 450 milioni di km all’esterno dell’orbita terrestre.
Come però abbiamo già detto, gli asteroidi, a causa delle loro dimensioni relativamente piccole, sono fortemente soggetti all’influenza gravitazionale degli altri corpi vicini e alcuni di essi possono avere orbite eccentriche e irregolari che si avvicinano o addirittura intersecano quella della Terra.
di questa zona sono considerati sufficientemente lontani da non dover essere presi in considerazione dal punto di vista del rischio di collisione.
Come primo passo viene definita una “zona di rischio”, estesa convenzionalmente fino a circa 50 milioni di km all’esterno dell’orbita media terrestre.
Tutti quegli asteroidi la cui orbita penetra all’interno di questa zona sono considerati “Near-Earth”, cioè vicini alla Terra.
“Vicini” nel senso di “statisticamente troppo vicini”.
Esiste cioè la possibilità, anche solo teorica, di un possibile “incontro ravvicinato” con la Terra a meno di 50 milioni di km di distanza.
Ad oggi gli asteroidi conosciuti sono poco più di 800.000, dei quali oltre 20.000 sono classificati come Near-Earth.
In arancione, il limite della “zona di rischio” per la Terra.
Gli asteroidi la cui orbita giace completamente all’esterno di questa zona sono considerati sufficientemente lontani da non dover essere presi in considerazione dal punto di vista del rischio di collisione.
Il secondo passo è quello di fissare una soglia oltre la quale gli asteroidi Near-Earth siano da considerare anche come “potenzialmente pericolosi”.
Per convenzione sono considerati tali (PHA è l’acronimo in inglese che sta per Potentially Hazardous Asteroid) tutti quelli con dimensioni maggiori di 140 metri e allo stesso tempo con una orbita la cui distanza minima da quella terrestre sia inferiore a 7,5 milioni di km (circa 20 volte la distanza Terra-Luna).
Degli oltre 20.000 asteroidi Near-Earth conosciuti, circa 2.000 sono anche PHA.
L’ultimo passo è infine quello di calcolare per ogni PHA la reale probabilità di collisione con la Terra in modo da combinare questo dato con le dimensioni e classificare l’asteroide con un valore di rischio della Scala Torino.
I valori questa scala vanno da zero (nessuna preoccupazione) a dieci (collisione certa con conseguenze globali disastrose per il pianeta).
Ad un asteroide in rotta di collisione ma grande solo 10 metri sarà assegnato un valore zero, esattamente come ad uno grande 10 km ma con una probabilità di collisione di 1 su un milione.
Nessuno dei due cioè rappresenta un pericolo reale per la Terra.
Probabilità di collisione
La possibilità di una collisione tra un asteroide e la Terra non dipende solo dalla distanza minima tra le loro orbite.
Anche esistendo punti in cui le orbite si toccano, i due corpi per scontrarsi devono ovviamente trovarsi li nello stesso momento.
Per calcolare la reale probabilità che in un qualche momento si verifichi una situazione di questo tipo si usano metodi matematici e statistici complessi.
Per ogni asteroide vengono simulate numericamente tutte le orbite possibili compatibili con il tratto, più o meno grande, che è conosciuto.
Se per esempio si fanno 100.000 simulazioni e solo in 27 di queste l’asteroide e il centro della Terra vengono a trovarsi in un qualche momento ad una distanza minore del raggio terrestre, diremo che per quella data esiste una probabilità di collisione di 27 su 100.000, cioè dello 0.027%.
Incontri ravvicinati
Potrebbe sembrare strano che un asteroide venga classificato come potenzialmente pericoloso solo per dimensioni superiori ai 140 metri.
Evento di Celhabinsk, in Russia, nel 2013
L’evento del 1908 a Tunguska, in Russia, è conosciuto da tutti.
Si stima che un asteroide roccioso grande tra i 30 e i 70 metri, esplose ad una altitudine tra i 5 e i 10 km nella atmosfera generando un’onda d’urto che arrivò fino al suolo abbattendo alberi per un’area di 2.000 km quadrati (più o meno come tutta l’isola di Tenerife).
Un evento simile si è verificato appena sette anni fa, nel 2013, a Celjabinsk, sempre in Russia, dove un corpo di dimensioni stimate tra i 15 e i 30 metri è esploso sopra la città ad un’altitudine tra i 30 e i 50 km.
L’unica conseguenza è però stata la rottura dei vetri di molti edifici cittadini a causa dell’onda d’urto.
I danni “seri” quindi sono considerati ben altri.
Se anche fossero stati scoperti e seguiti in anticipo, nessuno di questi due asteroidi sarebbe stato classificato neanche come potenzialmente pericoloso proprio a causa delle ridotte dimensioni che non sono sufficienti a causare un vero e proprio impatto.
Solo pochi mesi fa, tra luglio e agosto 2020, molti media si sono occupati, in alcuni casi con ingiustificato allarmismo, del possibile pericolo rappresentato dall’asteroide “2011 ES4” che sarebbe dovuto passare a inizio settembre ad una distanza di soli 75.000 km dalla Terra, cinque volte più vicino della Luna.
Si trattava di un asteroide di dimensioni stimate tra i 20 e i 50 metri e quindi in grado, in caso di ingresso nell’atmosfera, di causare una nuova Tunguska o una nuova Celjiabinsk.
Però innanzitutto, proprio per le sue dimensioni, non è mai rientrato nella categoria di quelli “potenzialmente pericolosi”.
Ma soprattutto la stima della probabilità di impatto era praticamente uguale a zero: cioè delle centinaia di migliaia di traiettorie teoriche simulate e compatibili con i dati acquisiti prima nel 2011 e poi aggiornati al 2019, quasi nessuna portava ad una collisione con la Terra.
Quindi livello zero della Scala Torino.
Futuro prossimo
Chi fosse preoccupato per un futuro non troppo lontano può consultare il sito web “Sentry: Earth Impact Monitoring” (cneos.jpl.nasa.gov/sentry) dove sono riportati i dati aggiornati degli asteroidi per i quali esistono una o più possibilità di collisione con la Terra nei prossimi cento anni.
L’asteroide “99942 Apophis” è quello con maggior diametro (circa 370 metri) ma la massima probabilità di una collisione (nel 2068) è di appena lo 0,00089%.
L’asteroide “2020 SQ” è invece quello con la più alta probabilità di una collisione (un 11% nel 2048).
Si tratta però di un oggetto di appena 7 metri di diametro e che quindi non è neanche da classificare come potenzialmente pericoloso.
Quindi ad entrambi corrisponde un indice di rischio della Scala Torino uguale a zero.
Futuro remoto
Per i più timorosi resta l’asteroide “1950 DA”.
Si tratta di un grande asteroide di 1,3 km di diametro per il quale è stimata una probabilità di impatto dello 0,012% nel lontanissimo 2880.
La Scala Torino viene usata solo per oggetti con collisione probabili entro i prossimi cento anni, ma volendo tenere in considerazione anche le stime orbitali oltre questo limite di tempo, saremmo finalmente di fronte ad un asteroide con un valore della Scala Torino superiore a zero.
Si tratterebbe però solo di un valore “1”, che è così definito: “La probabilità di collisione è estremamente bassa, circa la stessa di un oggetto occasionale non conosciuto.
È necessario un controllo continuo dell’oggetto”.
L’unico che potrebbe essere classificato al livello 1 della Scala Torino se non fosse che una probabilità di collisione dello 0, 012% è prevista solo per il lontanissimo 2880.
Sonni tranquilli quindi?
Dipende.
Innanzitutto i parametri orbitali e la stima delle dimensioni di questi oggetti vengono aggiornati ogni qualvolta sia possibile osservarli, e un aggiornamento potrebbe modificare in peggio la stima del rischio.
Ma soprattutto fin qui abbiamo parlato degli asteroidi conosciuti.
In qualsiasi momento potremmo scoprirne altri con dimensioni e caratteristiche orbitali corrispondenti ad un alto indice di rischio.
Ma per questi casi c’è sempre Bruce Willis…
Gianni Mainella
