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a cura di Luca Torrini (Luca.Torrini@studenti.ing.unipi.it)

Chimica delle comete

I nuclei delle comete, il cui diametro varia tra 10 e 100 Km, secondo la teoria oggi più accreditata, sono composti oltre che da meteoriti anche da gas solidificati, cioè da ghiacci, e precisamente da ghiaccio d’acqua, di anidride carbonica, di metano, di ammoniaca etc..(modello a ghiaccio sporco).Questi ghiacci congelerebbero l’insieme meteorico in un conglomerato rigido; in prossimità del Sole i ghiacci sublimerebbero cosicchè il nucleo diverrebbe un insieme di particelle solide immerse in una nube di gas, ed il ghiaccio costituirebbe una riserva di gas tanto grande da bastare per centinaia e centinaia di passaggi al perielio (ad esempio per la cometa di Halley, il cui periodo è di 76 anni circa, si è trovato notizia di apparizioni fino al 239 a.C.). quando la cometa è lontana dal Sole, a diverse U.A. di distanza, è troppo piccola perché la fioca luce solare possa renderla visibile, ma quando avvicinandosi al Sole giunge a circa 2 U.A. di distanza (all’incirca la distanza di Marte), la temperatura sale in modo che le sostanze cominciano a liberarsi, dando origine ad una nube di gas che avvolge il nucleo e che si rende visibile non solo perché riflette la luce solare ma anche perché le molecole, eccitate dalla radiazione solare, emettono luce per fluorescenza. Ed è proprio analizzando lo spettro di questa luce che è stato possibile stabilire la natura dei gas cometari.

La nube di gas sprigionati dal nucleo e resa luminosa per riflessione ed emissione costituisce la chioma della cometa. La chioma è enormemente estesa rispetto al nucleo, raggiungendo in prossimità del perielio diametri che vanno da 10000 a 100000 Km: il gas che la forma è estremamente tenue, perciò, malgrado l’enorme estensione della chioma, la massa di una cometa è tutta concentrata nel nucleo. I gas costituenti la chioma vengono poi sospinti nello spazio dalla radiazione solare: si sa che la luce, per la sua natura anche corpuscolare, esercita una pressione sui corpi che investe, ma ancora più efficiente di quella della luce è la pressione della radiazione corpuscolare del Sole, cioè protoni ed elettroni emessi ad altissima velocità e che si irradiano nello spazio interplanetario (il cosiddetto VENTO SOLARE ). Questa pressione è in grado di esercitare una forte azione meccanica sulle molecole della chioma, mal trattenute dalla debolissima attrazione gravitazionale del nucleo, tanto da farle allontanare in direzione opposta a quella del Sole fino a farle disperdere nello spazio.

I gas così soffiati via danno forma alla coda della cometa e si capisce quindi, da quanto detto, perché chioma e coda raggiungano la massima estensione in prossimità al perielio.

Per quanto riguarda la temperatura delle comete, essa varia con la distanza dal Sole, e addirittura, per particelle meteoriche di piccole dimensioni, la temperatura assoluta (espressa in Kelvin) è inversamente proporzionale alla radice quadrata della distanza dal Sole in U.A.

A titolo di esempio la cometa di Halley passa da una temperatura di –224°C all’afelio (35 U.A.), ad una di +100°C al perielio (0.59 U.A.).

Con questi violenti sbalzi di temperatura l’evaporazione avviene talvolta con processi violenti di frantumazione dei ghiacci e con liberazione improvvisa di gas occlusi e compressi, e ciò spiegherebbe due fatti: i repentini cambiamenti di forma e di luminosità della coda e la presenza di pulviscolo sia nella coda sia nella chioma.