Il Progetto PRISMA

01/03/2021

Il nostro pianeta è soggetto giornalmente al “bombardamento” di piccoli meteoroidi, ossia di frammenti della ricca popolazione di asteroidi near-Earth in mezzo alla quale si muove la Terra mentre descrive la sua orbita eliocentrica. I meteoroidi colpiscono l’atmosfera terrestre con una velocità tipica dell’ordine dei 20 km/s (il range possibile delle velocità va da 11,2 a 72 km/s), e iniziano a dissipare la propria energia cinetica perdendo rapidamente la loro velocità cosmica. Nella parte frontale del meteoroide si sviluppa un’onda d’urto in cui i gas atmosferici vengono compressi e riscaldati fino a raggiungere temperature dell’ordine di 2500 K: si genera così una bolla di plasma ad alta temperatura che circonda il meteoroide e lo consuma mentre cade verso il suolo.

Il bolide del 1 gennaio 2020 ripreso dalla stazione PRISMA di Loiano.

Il plasma emette anche radiazione visibile, così che le fasi della caduta possono essere viste anche da centinaia di km di distanza. Gli eventi di questo tipo sono chiamati “bolidi” (o fireball), mentre quelli più energetici, provocati da meteoroidi di qualche metro di diametro e visibili anche durante il periodo diurno, sono “superbolidi“. I piccoli bolidi sono molto più numerosi rispetto agli eventi più energetici. Si stima che un bolide di magnitudine assoluta -5 (diametro meteoroide circa 10 cm) si verifichi ogni pochi minuti da qualche parte sulla Terra, un bolide di -9 ha una frequenza settimanale (diametro di alcune decine di cm), un bolide di -13 almeno una volta all’anno. L’analisi di un bolide si articola in 4 fasi:

  1. Triangolazione: si usano le diverse stazioni all-sky per la ricostruzione della traiettoria media del bolide in atmosfera.
  2. Modello dinamico meteoroide: a partire dalle quote e dalle velocità osservate in atmosfera si ottengono i parametri fisici che descrivono il meteoroide.
  3. Dark-flight: a partire dal punto finale osservato, conoscendo quota, velocità e accelerazione finali, si modellizza la caduta libera per ottenere la zona al suolo dove andare a cercare eventuali meteoriti (strewn field).
  4. Orbita: a partire dal modello dinamico del meteoroide si ottiene la velocità all’infinito fuori atmosfera. Da questa si può ricavare la velocità eliocentrica del meteoroide e, conoscendo la posizione della Terra nello spazio al momento della caduta, si ottiene l’orbita eliocentrica del meteoroide.

Il progetto PRISMA (Prima Rete per la Sorveglianza sistematica di Meteore e Atmosfera) coordinato dall’INAF, è una rete italiana di circa 50 camere all-sky dedicate all’osservazione dei fireball al fine di determinare le orbite eliocentriche dei meteoroidi che li generano e delimitare – con un buon grado di approssimazione – le aree dell’eventuale caduta di frammenti per poter recuperare le meteoriti. La rete PRISMA è associata alla analoga rete francese FRIPON. Al progetto PRISMA partecipano ricercatori dell’Istituto Nazionale di Astrofisica e delle Università, Gruppi Astrofili, Osservatori Astronomici e Meteorologici regionali o comunali e le scuole.

Il contributo OAS a PRISMA

L’OAS ha una propria camera PRISMA collocata sul tetto della foresteria della stazione osservativa di Loiano e svolge un ruolo di primo piano nella collaborazione PRISMA. Infatti, in OAS è stato sviluppato il software MuFiS (Multipourpose Fireball Software), usato per la triangolazione della traiettoria dei bolidi, il calcolo della fase di volo buio e la delimitazione al suolo del campo di caduta dei frammenti del meteoroide (strewn field). Il progetto PRISMA ha già recuperato con successo un paio di meteoriti nel comune di Cavezzo, in provincia di Modena, associate al bolide del 1 gennaio 2020 e ripreso da ben 8 camere della rete PRISMA. Un recupero di meteoriti in seguito alla triangolazione del fireball è la prima volta che accade in Italia.