Meteore e meteoriti non sono uguali (e altri luoghi comuni sulle meteore)

9 Novembre 2021 10 minuto di lettura Redazione

articolo di Daniele Gardiol *

( *Astronomo dell’INAF-Osservatorio Astrofisico di Torino, Coordinatore Nazionale rete PRISMA)

Vi sarà certo capitato almeno una volta nella vita di alzare il naso verso il cielo per cercare di scorgere una stella cadente, cioè una meteora, per esprimere forse un desiderio (!). Cerchiamo in questo articolo di sfatare i principali luoghi comuni legati a questi oggetti e fenomeni astronomici.

Innanzitutto chiariamo che i termini meteora e meteorite spesso vengono confusi e utilizzati indifferentemente per indicare un corpo celeste che, postosi in collisione con la Terra, entra a grande velocità nell’atmosfera diventando luminoso. Pur non essendo un errore grave, volendo essere precisi occorre chiarire che la parola meteora indica la luce generata dal corpo che sta attraversando l’atmosfera terrestre, che si chiama invece meteoroide, ovvero per convenzione un piccolo asteroide di dimensioni inferiori al metro.

Nella grande maggioranza dei casi questi piccoli oggetti si consumano completamente in volo, ma ogni tanto qualche frammento, piccolo o grande, sopravvive, giungendo fino al suolo. Queste sono le meteoriti, veri e propri pezzi di cosmo che, dopo aver orbitato intorno al Sole per più di 4 miliardi e mezzo di anni, ci piombano addosso portandoci informazioni fondamentali sulla nascita e l’evoluzione del nostro Sistema Solare.

Una delle ultime cadute in ordine di tempo è avvenuta in Canada. L’oggetto, del peso di oltre un chilo, ha sfondato il tetto della casa della signora Ruth Hamilton, il 3 ottobre scorso, poco prima della mezzanotte, finendo sul suo letto [1]. Per fortuna la signora non era ancora andata a dormire. Meno fortunata è stata la persona uccisa nel 1888 da una meteorite in Iraq, unico caso che sembra finora accertato [2]. Altro caso famoso è l’evento di Peekskill, nello stato di New York, dove la meteorite colpì un’automobile, ora esposta in un museo [3].

Il Bolide di Capodanno visto dalla camera PRISMA di Loiano (Bologna). (Crediti: PRISMA/INAF)

Ma questi sono eventi rari, e se non si vuole contare solo sulla fortuna, è necessario dotarsi di reti di monitoraggio del cielo per poter osservare tutti i dropping bolide, ovvero quelle meteore particolarmente brillanti che possono dare luogo alla caduta al suolo di meteoriti. In Italia da qualche anno esiste PRISMA (Prima Rete Italiana per la Sorveglianza sistematica di Meteore e Atmosfera) [4], coordinata dall’Istituto Nazionale di Astrofisica. PRISMA ha già ottenuto il suo primo importante successo, riuscendo a calcolare e circoscrivere l’area di caduta della meteorite provocata dal bolide di Capodanno, così chiamato perché apparso il 1° gennaio 2020, alle 19:30 circa, sui cieli della Pianura Padana.

I due frammenti del meteorite recuperati a Cavezzo (Modena) (Crediti: PRISMA/INAF).

Grazie al comunicato diramato dalla rete PRISMA alla popolazione locale [5], dopo meno di tre giorni dalla caduta il signor Davide Gaddi, che stava passeggiando con la sua cagnetta Pimpa sulle rive del fiume Secchia nel comune di Cavezzo (Modena), trovò due frammenti del corpo celeste [6]. Si tratta del primo caso in Italia e di uno di appena venti finora al mondo di meteorite recuperata grazie alle osservazioni e ai calcoli di una rete dedicata di osservazione sistematica dei cieli [7].

Le meteoriti sono pericolose perché sono radioattive

L’area di probabile caduta della meteorite Cavezzo calcolata dalla rete PRISMA (Crediti: PRISMA/INAF),

Ebbene sì, le meteoriti sono radioattive. Ma non sono affatto pericolose, la loro radioattività è analoga a quella di una normale roccia terrestre. L’esposizione al bombardamento dei raggi cosmici e del vento solare genera però isotopi radioattivi differenti da quelli tipici terrestri, chiamati perciò cosmogenici. I più comuni sono l’Alluminio 26 e il Sodio 22 [8]. Misurando l’attività dei radioisotopi nelle meteoriti cadute di recente è possibile rilevare una gran quantità di isotopi a vita breve, che non hanno ancora avuto il tempo di disgregarsi completamente. Studiando le abbondanze di questi isotopi cosmogenici è possibile ricavare importanti informazioni sulle caratteristiche del corpo progenitore, cioè del meteoroide/asteroide a cui apparteneva la meteorite prima di cadere sulla Terra.

Le meteoriti si possono riconoscere facilmente perché sono magnetiche, e sono attirate dalla calamita

Molte meteoriti sono magnetiche, ma non tutte!

La maggior parte delle meteoriti (oltre l’85%) appartiene alla classe delle condriti [9], che provengono da asteroidi indifferenziati [10]. Il materiale costituente questi oggetti non si è modificato granché dal periodo della loro formazione 4,5 miliardi di anni fa. Il nome è dovuto alla presenza delle condrule, sferette delle dimensioni dell’ordine di 1 mm circa, i primi agglomerati di materia formatisi agli albori della storia del Sistema Solare. Oltre alle condrule si trovano dunque un po’ tutti gli elementi che costituivano il disco protoplanetario, tra cui anche buone percentuali di Ferro e Nichel. Queste meteoriti sono dunque magnetiche. Ma in altri casi le meteoriti provengono da asteroidi differenziati o pianeti rocciosi, ovvero corpi in cui, a causa delle loro grandi dimensioni (dell’ordine almeno di alcune centinaia di chilometri), il materiale si è fuso e differenziato. Gli elementi pesanti (tra cui appunto Ferro e Nichel) sono finiti per gravità al centro, formando un nucleo metallico. Quelli più leggeri costituiscono invece il mantello e la crosta, e sono poveri di metalli. Le condrule sono sparite, fuse durante il processo di riscaldamento. Da questi oggetti possono dunque provenire anche

La camera PRISMA dell’INAF-Osservatorio Astrofisico di Torino, montata nella sede di Pino Torinese (Crediti: PRISMA/INAF).

meteoriti con bassissimo contenuto di metalli, le acondriti (quali per esempio le meteoriti marziane o lunari, o quelle provenienti dagli asteroidi Vesta e Cerere) [11], che non vengono affatto attratte dalla calamita. Inoltre anche moltissime rocce di origine terrestre sono magnetiche, per cui è facile confondersi [12].

Meteoroidi/asteroidi che colpiscono la Terra provocano profondi crateri

La velocità di ingresso in atmosfera di questi oggetti dipende dalla loro velocità cosmica relativa alla Terra, che orbita attorno al Sole con una velocità media di circa 30 km/s (poco più di 100.000 km orari). Facendo i conti, viene fuori che la velocità di ingresso in atmosfera di un corpo celeste appartenente al Sistema Solare è compresa tra 12 e 72 km/s (cioè tra circa 43.000 e 260.000 km/h). L’energia (cinetica) associata a questi oggetti è dunque enorme. Tuttavia, se il corpo celeste è sufficientemente grande da attraversare indenne i primi strati dell’atmosfera, raggiunge la stratosfera dove subisce una forte decelerazione causata dall’aumento della densità dell’aria e, in genere, si frammenta.

La repentina perdita di energia porta la meteora a brillare centinaia di volte Venere al suo massimo, il terzo astro più brillante del cielo, e a volte anche più della Luna piena. Se il corpo celeste è sopravvissuto, la meteora si spegne a una quota dell’ordine dei 20 km, con una velocità residua di circa 4 km/s. Inizia a questo punto la fase di volo buio, dove il corpo decelera ulteriormente fino a raggiungere, intorno ai 10 km di quota, il regime di caduta libera. Quindi la velocità di impatto a Terra dipende dalle dimensioni del corpo, ma in ogni caso è al massimo di qualche centinaio di km/h, insufficienti per provocare un cratere degno di nota.

Ma allora da che cosa sono causati i crateri da impatto che vediamo sulla Terra?

Beh, questi crateri [13] sono effettivamente stati causati da un corpo celeste, un asteroide di grandi dimensioni (maggiori di 50/100 metri). In questi casi perfino l’atmosfera non riesce a frenare significativamente l’asteroide, e l’impatto a terra avviene allora a velocità cosmiche. L’energia cinetica rilasciata provoca la fusione della crosta terrestre e genera un cratere la cui dimensione è 10/20 volte quella del corpo celeste originario. Se l’impatto avviene in mare (in media 2 volte su 3) si formano invece spaventosi tsunami. Ma per nostra fortuna eventi di questo tipo avvengono solo su scale delle migliaia di anni. Il più famoso è quello del cratere messicano di Chicxulub, provocato da un asteroide di circa 10 km di diametro, che causò l’estinzione K-T (dinosauri e ammoniti) [14] avvenuta circa 65 milioni di anni fa.

La frequenza di questi eventi catastrofici è di circa 1 ogni 100 milioni di anni.

I resti dei meteoroidi/asteroidi caduti a Terra sono incandescenti, e spesso bruciano tutto ciò che occupava l’area circostante la caduta

La durata di una meteora è in genere di pochi secondi. Oggetti più grandi brillano per tempi più lunghi, dell’ordine delle decine di secondi. In questo breve tempo, comunque, il calore generato dall’attrito con l’atmosfera non fa in tempo a penetrare all’interno del meteoroide e si limita ad interessare uno strato sottile di circa 1 millimetro, che si annerisce completamente. È la crosta di fusione, una patina nera che caratterizza le meteoriti cadute di recente. Durante la successiva fase di volo buio, nel tempo impiegato dal meteoroide residuo per giungere al suolo, vale a dire 1-2 minuti, la superficie si raffredda. Quindi, in genere, niente bruciature o incendi. È molto probabile però che appena cadute le meteoriti conservino un profumo particolare, visto che si conoscono almeno tre casi al mondo di meteoriti recuperate grazie al fiuto di un cane, come la Pimpa [15].