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

La Coda

I fotoni solari esercitano una certa pressione sulle particelle della polvere, detta "pressione di radiazione", che è pari a 5 milionesimi di Pascal ad 1 U.A. dal Sole e diminuisce col quadrato della distanza. Addirittura questa pressione, per una particella di piccole dimensioni, può superare l’attrazione gravitazionale della cometa stessa e del Sole. Infatti la spinta centrifuga della radiazione cresce con il quadrato del raggio della particella, mentre l’attrazione gravitazionale cresce di pari passo con il cubo del raggio, quindi l’efficienza della pressione di radiazione diminuisce all’aumentare delle dimensioni delle particelle di polvere: i più grandi, essendo meno spinti degli altri, rimarranno vicini al nucleo, spargendosi lungo l’orbita a costituire il materiale delle stelle cadenti; quelli più piccoli invece si allontaneranno dal nucleo e dall’orbita, spargendosi in ampie regioni complanari con l’orbita stessa e formando la coda di polveri.

Per le particelle che si allontanano dal nucleo esistono fondamentalmente due possibilità riguardo alle traiettorie che possono seguire: le particelle rilasciate nello stesso istante si allontanano dal nucleo formando delle curve poco accentuate chiamate sincrone ; quelle di uguali dimensioni, ma rilasciate in tempi diversi, si dispongono lungo linee molto curve chiamate sindinamiche, definite dal rapporto tra pressione di radiazione e gravità solare . Quindi nel loro insieme sincrone e sindinamiche possono spiegare le forme delle code di polveri, le quali sono funzione, oltre che delle forze esaminate, anche della velocità di espulsione del materiale dal nucleo della cometa.

Un’ultima osservazione da fare a proposito delle code di polveri è che in particolari condizioni geometriche, quando cioè la Terra attraversa il piano orbitale della cometa e quest’ultima è già passata al perielio, è possibile osservare una coda che punta in direzione del Sole: si parla in tale caso di anticoda, la quale risulta composta dai granuli di polvere più grossi (essi percorrono infatti i tratti di sincrone più brevi); questo è comunque un effetto legato esclusivamente alla prospettiva.

La coda gassosa

Gli ioni e le molecole della chioma e della coda gassosa assorbendo energia elettromagnetica dal Sole, la riemettono poi in tutte le direzioni, in particolare verso l’osservatore, sotto forma di radiazione quantizzata (a righe) che, in parte, cade nella regione della luce visibile. A causa delle reazioni tra ioni e molecole si formano ancora nuovi ioni che, diseccitandosi da un precedente stato di eccitazione energetica, emettono altre radiazioni anch’esse in parte visibili. Entrambi i fenomeni prendono il nome di emissione di fluorescenza e sono responsabili dello spettro a righe delle comete. Le molecole che maggiormente emettono nel visibile sono CN (388 nm), C3 (406 nm), CH (435nm), C2 (514 nm), con CN e C2 certamente più abbondanti delle altre nel contribuire alla luminosità della chioma. Per quanto riguarda invece gli ioni, quelli che maggiormente contribuiscono all’osservabilità della coda, sono CO+(426 nm) e H3O+(700 nm) . Poiché tra le lunghezze d’onda di 388 e di 514 nm si va dall’estremo violetto, attraverso il blu fino al blu-verde, la testa e la coda gassosa, detta di tipo I, appaiono con una tonalità azzurrina.