Due astronomi dilettanti scoprono il satellite di un asteroide

Nel sito SkyAndTelescope è recentemente apparsa la notizia della scoperta, da parte di due astrofili, del satellite di un asteroide, non per mezzo di un’osservazione diretta, ma durante un’occultazione stellare.

All’interno dell’articolo appare il link al sito della IOTA, International Occultation Timing Association, Sezione Europea, da cui ho tratto altre informazioni sui risultati dell’analisi dell’evento.

Jan Hattembach, redattore di SkyAndTelescope, ci parla della nuova scoperta da parte di astronomi non professionisti e a lui lascio volentieri la parola, per mezzo della mia traduzione ragionata e non certo automatica o peggio ancora artificiale.

L’occultazione stellare da parte di un asteroide

Quando il piccolo oggetto della fascia asteroidale, 5457 Queen’s, si spostava nel cielo per andare ad occultare  una stella di magnitudine 12.5 della costellazione dei Pesci, il 4 settembre del 2023, l’astronomo dilettante ceco Jan Mánek, insieme ad altri cinque colleghi in altrettante postazioni tra la Polonia e la Svizzera, si apprestavano a puntare i loro telescopi e le videocamere per misurare l’esatto momento in cui la luce della stella sarebbe scomparsa, per poi riapparire dopo qualche secondo.

Da queste misurazioni, gli astronomi avrebbero derivato la grandezza e la forma dell’asteroide artefice dell’occultazione: ma queste osservazioni hanno superato le aspettative!

Mánek è riuscito a catturare non solo l’occultazione della stella (durata appena 1.67 secondi) causata dal passaggio del piccolo asteroide davanti al debole astro, ma ha misurato un’altra eclissi che è occorsa appena 0.87 secondi dopo. In questo (ndr: fortunatissimo ) caso la stella è di nuovo scomparsa per 0.2 secondi, proprio come se un altro oggetto stesse seguendo da vicino l’asteroide Queen’s, per l’appunto un satellite.

Purtroppo nessuno degli altri osservatori (con la “o” stretta!) è riuscito a catturare questa seconda occultazione quella sera.

Ma il 20 settembre l’astrofilo greco Serge Dramonis è riuscito ad osservare lo stesso asteroide mentre occultava un’altra stella: anche lui ha riscontrato una doppia eclissi, analogamente a quanto era successo a Jan Mánek.

In questo caso perciò due astrofili dilettanti hanno scoperto e avuto la conferma ufficiale e definitiva che l’asteroide Queen’s possiede una luna.

Caratteristiche della prima occultazione

Questo diagramma rappresenta la curva della luce della stella durante l’occultazione del 4 settembre

Qui vediamo sulla sinistra una zona in cui la luminosità della stella fluttua intorno ad un valore medio: queste fluttuazioni sono dovute principalmente all’atmosfera terrestre.

Successivamente, nella zona tra le due barrette rosse e verdi, si nota il drastico calo della luce avvenuto a causa del passaggio dell’asteroide davanti alla stella stessa. C’è stata l’occultazione.

Pochissimo dopo vediamo un altrettanto brusco calo della luce della stella (di breve durata) causato dal passaggio del satellite dell’asteroide, evidentemente di dimensioni molto più piccole.

Un diagramma importantissimo

I dati dell’astronomo ceco, insieme a quelli degli altri osservatori sono stati successivamente inviati allo IOTA per essere analizzati.

Le analisi dei dati da parte di Christian Weber hanno permesso di creare il prossimo diagramma dove per comodità di rappresentazione l’asteroide è fisso, con la stella che gli passa dietro lungo varie tracce, ognuna per ogni osservatore coinvolto nell’evento.

Intanto dal diagramma si è evidenziato che il satellite, ancora innominato, ha un diametro di meno di 2.8 km, mentre lo stesso asteroide Queen’s (scoperto nel 1980 da Carolyn Shoemaker presso l’Osservatorio di Monte Palomar) ha una dimensione di appena 25 x 16 km.

Si tratta di un diagramma molto interessante: ogni traccia individuata da un colore e da un numero corrisponde nella legenda in basso all’astronomo che ha effettuato l’osservazione stessa

In base alle misure note dell’asteroide, questo è rappresentato da un’ellissi gialla: gli astronomi 3, 2 e 4 sono stati sfortunati e non hanno assistito ad alcuna occultazione, dato che la luce della stella non ha avuto variazioni (al di là della fluttuazione che abbiamo già incontrato) dal loro sito di osservazione, mentre gli astronomi 1, 5 e 6 hanno misurato effettivamente un calo della luce corrispondente quasi perfettamente alla forma dell’asteroide stesso (ndr: la cui forma non è certo un’ellissi perfetta, anzi! magari sarà una specie di patata schiacciata e bitorzoluta…)

In più l’astronomo n.6 (il nostro Jan Mánek) ha osservato una successiva interruzione della luce della stella in corrispondenza del piccolo cerchio arancione verso Est rispetto all’ellissi dell’asteroide Queen’s.

(ndr: questo secondo diagramma è appunto fondamentale per scoprire eventuali satelliti di un asteroide, come pure per definirne meglio la forma e le dimensioni: dovete pensare che quanti più sono gli appassionati ad effettuare le osservazioni, tante più sono le corrispondenti tracce che si interrompono durante l’occultazione, in corrispondenza del bordo dell’asteroide stesso, propro negli istanti in cui la stella passa dietro all’asteroide, fino a che riemerge )

I dettagli della seconda occultazione del 20 settembre

Nel sito dello IOTA sono presenti altri due diagrammi relativi alla seconda occultazione, che ha permesso all’astronomo greco di confermare la presenza della luna dell’asteroide Queen’s.

In particolare il diagramma della curva di luce

evidenzia (nella parte colorata in azzurro ) innanzitutto una zona in cui la luminosità della stellina fluttua per effetto dell’atmosfera terrestre.

Poi si nota la presenza di un picco verso il basso, poi di nuovo un breve intervallo di fluttuazioni e successivamente il calo di luce dell’occultazione da parte dell’asteroide. Infine ritroviamo la fluttuazione della luce della stella, oramai libera da ostacoli naturali.

Il diagramma successivo invece mostra l’analisi di queste misure da parte di Christian Weber

In questo caso l’unica traccia rappresentata si riferisce all’osservazione effettuata dall’astronomo dilettante greco, che si trovava nel punto giusto al momento giusto!

Qui si evidenzia per l’asteroide un diametro medio di 17.5 km e per la sua luna 2.8 km.

Dettagli tecnici delle occultazioni

Jan Mánek ha osservato l’occultazione della  stella G2750746718513211520 (magnitudine 12.45) nella constellazione dei Pesci e per l’osservazione ha usato un telescopio newtoniano da 35 cm con una DVTI+Cam 430.

Serge Dramonis in Grecia ha seguito l’occultazione della stella G2749281138232702080 (magnitudine 13.08) sempre nella costellazione dei Pesci e per questa osservazione ha utilizzato un telescopio newtoniano da 40 cm con una camera ASI 183 MM.

La lettera “G“, con cui iniziano queste specie di codici fiscali, indica che si tratta di due stelle catalogate dalla missione GAIA, delle quali la sonda ha fornito la posizione nel cielo con una precisione formidabile.

Un po’ di storia delle lune degli asteroidi

Tutto è iniziato quando la gloriosa sonda Galileo, durante il suo viaggio verso Giove nel lontano 1993, ha fotografato il primo satellite conosciuto di un asteroide: si trattava dell’asteroide 243 Ida e del suo satellite Dactyl.

A quell’epoca Plutone era considerato ancora un pianeta e non un oggetto transnettuniano, perciò il suo unico satellite noto Caronte, ancora non contava! (ndr: sappiamo che grazie al sorvolo della sonda New Horizons nel 2015, il numero dei satelliti è arrivato a 5 )

Quattro anni dopo, astronomi presso l’osservatorio La Silla in Cile hanno scoperto il primo satellite di un asteroide per mezzo di un’osservazione da Terra: si trattava dell’asteroide 3671 Dyonisus (un NEA, NEAR Earth Asteroid ).

Successivamente nel 2005, utilizzando il VLT (Very Large Telescope) sempre in Cile, alcuni astronomi hanno scoperto due lune in orbita attorno all’asteroide 87 Sylvia, della fascia principale (il cui nome deriva da Rea Silvia): con un’ottima scelta, i due nuovi oggetti celesti sono stati battezzati Romolus e Remus…

Tutti gli altri sistemi asteroidali binari o multipli sono stati successivamente scoperti con l’analisi delle curve di luce, oppure con misure radar, o ancora meglio con immagini da parte di sonde spaziali.

Il progresso scientifico delle occultazioni

Con il progredire della tecnologia, le occultazioni, senz’altro difficili da predire e da osservare, hanno avuto un notevole miglioramento.

Nel 1978, quando James McMahon osservò l’asteroide 532 Herculina mentre occultava una stella di magnitudine 5.9, le osservazioni erano molto più difficili. L’astronomo registrò non meno di sette “cali di luce“, che inizialmente aveva attribuito a satelliti, anelli o combinazioni dei due: purtroppo però l’osservazione non è mai stata confermata, soprattutto nel 1993, quando l’HST (Hubble Space Telescope ) ha direttamente osservato questo asteroide, non evidenziando alcuna traccia di satelliti o anelli.

All’epoca, McMahon aveva solo i suoi occhi e un nastro magnetico per registrare l’evento e sono state la fatica ed un sottile strato di nubi ad ingannarlo.

Oggigiorno le posizioni ad alta precisione di stelle e la determinazione delle orbite degli asteroidi, grazie ai dati forniti dalla missione GAIA, hanno reso le predizioni di occultazioni di stelle da parte di asteroidi assolutamente affidabili: senza dubbio prima o poi si scopriranno, da Terra, nuove lune singole o multiple di asteroidi, come pure sistemi di anelli.

Visto che si parla di asteroidi con satelliti…

…torniamo ad un asteroide famoso, che abbiamo visto per la prima volta da vicino, pochissimo tempo fa: si tratta di 152830 Dinkinesh, in un’immagine ripresa dalla sonda Lucy durante il flyby dell’asteroide stesso.

Come riportato in questo articolo e nei post successivi del nostro forum, la sorpresa è stata quella di scoprire un satellite, che addirittura è doppio, formatosi da due parti a contatto : nei giorni successivi alla bellissima ed inattesa scoperta, hanno ufficialmente battezzato il satellite con nome di Selam.

Leggo che questo è il nome assegnato ad alcuni resti fossili di una femmina di 3 anni, della stessa specie del fossile Lucy, trovata nel 2000 in Etiopia: il nome, in dialetto etiopico, significa pace .