Scoperta dal GAM una stella doppia finora sconosciuta E-mail
Scritto da Pietro Baruffetti   
Martedì 23 Febbraio 2016 23:51

Talvolta l’osservazione di occultazioni asteroidali (attualmente il programma scientifico di maggiore interesse seguito nel GAM) può essere occasione di qualche scoperta per serendipità. Durante occultazioni asteroidali, infatti, sono stati scoperti oggetti inattesi, quali gli anelli di polvere attorno all’asteroide Chariklo (il 3 giugno 2013), decine di asteroidi doppi o multipli, e 59 (ad oggi) stelle binarie particolarmente strette che erano sfuggite alle osservazioni ordinarie ed ai cataloghi specialistici di quel settore.

Ad una scoperta di una stella doppia di quest’ultimo tipo ha collaborato, il 5 agosto 2015, anche un’osservazione GAM e vogliamo quindi raccontarvene la vicenda. Cominciamo col dire qualcosa dell’asteroide “responsabile” della nostra scoperta: (92) Undina. Si merita, infatti, un’adeguata presentazione

Fig. 1- (a sinistra) Traccia della striscia di osservabilità, dal suolo, dell’occultazione prevista per la sera del 5 agosto 2015 da parte dell’asteroide (92) Undina. La linea verde centrale è il moto del centro dell’asteroide, le due blu i margini dello stesso, le linee rosse sono quelle per un errore di 1 e 2 sigma sui dati. (immagine ricavata col programma Occultwatcher)

per alcune sue interessanti peculiarità. E’ un asteroide relativamente grande della Fascia Principale (diametro risultante da precedenti occultazioni 180x155 km), la cui superficie appare relativamente molto brillante (Albedo = 0,25), mentre la sua densità (4.39 ± 0.42 g/cm3) è compatibile con una probabile composizione prevalentemente di nichel e ferro allo stato

puro. Undina è il componente più grande di una famiglia di asteroidi, la Famiglia Veritas, che conta circa 300 oggetti. I principali dei quali sono appunto Undina ( il più grande) e lo stesso Veritas (poco più piccolo e assai più scuro), e per il quale è stata ipotizzata addirittura una densità intorno agli 8.37 ± 3.23 g/cm3. Per avere un’idea di cosa significhi quest’ultimo dato, tale valore medio risulta superiore alla densità del Ferro…).

Fig. 2 – (a destra) Il tratto europeo della striscia prevista per l’occultazione di (92) Undina la sera del 5 agosto 2015. I telescopi indicano le postazioni preannunciate. Si vede il gruppo toscano e la ricca copertura del fenomeno da parte di osservatori della Repubblica Ceca. (da Occultwatcher)

Una famiglia asteroidale è l’assieme di corpi che mostrano, per la condivisione di diverse caratteristiche (distanza media dal Sole, tipo e inclinazione del’orbita, spettro ecc.) di essere frutto della frantumazione (a causa di una o più passate collisioni) di oggetti precedenti più grandi. Nel caso della famiglia Veritas c’è da dire che, sembra addirittura si possa “descrivere”, con buona verosimiglianza, l’evento, che sarebbe stato una delle più massicce collisioni fra asteroidi della Fascia Principale avvenuta negli ultimi 100 milioni di anni. Riavvolgendo, infatti, “il nastro all’indietro” delle orbite attuali dei corpi principali, un team internazionale ceco-americano (Nesvorný, Kenneth, Farley e altri) ha pubblicato, a gennaio 2006 su Nature, un articolo in cui hanno presentato ipotesi e “prove indiziali” a sostegno del probabile scontro iniziale. Si sarebbe trattato di un urto deciso fra due oggetti massicci, il più grande dei quali di oltre 150 km di diametro, e che sarebbe avvenuto attorno agli 8. 3 milioni di anni fa. Nello scontro, oltre alla formazione dei membri della famiglia Veritas tuttora in orbita, si liberarono anche una grande quantità di frammenti e detriti via via più minuscoli, fino al livello di polveri. L’urto si sarebbe prodotto ad una sufficiente “distanza di sicurezza” da Giove ed avrebbe quindi permesso alle polveri di non essere attratte gravitazionalmente dal pianeta gigante, ma di poter “cadere” (per effetto Poynting-Robertson) in buona parte, spiraleggiando lentamente, verso il sistema solare interno e depositarsi sui vari pianeti. In particolare sulla Terra esiste un deposito (strato geologico)

Fig. 3 – (a sinistra) Immagine dell’asteroide (92) Undina la sera del 5 agosto 2015, mentre stava avvicinandosi alla stella che avrebbe occultato da lì a circa 45 minuti. E’ evidente la differenza di luminosità, di oltre una magnitudine, fra l’asteroide – più luminoso – e la stella. Immagine tratta dal filmato di Pietro Baruffetti, ottenuto con l’attrezzatura descritta nel testo.

di polvere cosmica databile a 8,2 milioni di anni fa e affievolitosi in circa 1,5 milioni di anni. Questo strato, ritrovato sui fondi oceanici, dimostra che in quel periodo il tasso di polveri provenienti dallo spazio è stato, per la Terra, 4 volte maggiore del tasso abituale. Quest’epoca corrisponde, geologicamente, alle fasi finali del Miocene, un’epoca in cui cominciavano ad essere presenti sulla Terra forme di vita simili alle attuali (dai topi alle rane) o progenitori immediati delle stesse (quali elefanti o gorilla primitivi, tigre dai denti a sciabola, ecc.). E’ noto da tempo che una fase finale del Miocene vide un discreto calo di temperatura che favorì il declino delle foreste e l’espansione di terreni erbosi di vario genere preparando i presupposti per la vita di ominidi sempre più evoluti. Sta a vedere che ujn goirno sciopriremo di essere tutti figli di Undina....

Per concludere sui fatti noti di Undina, il nome dell’asteroide deriva da una figura letteraria, Undine appunto, protagonista di un omonimo racconto romantico del 1811, dello scrittore tedesco Friedrich de la Motte Fouqué. Il racconto è incentrato sulla tragica storia (che ha qualche tratto in comune con la nota vicenda de La Sirenetta di Andersen) di una figlia del Re del mare, che sposa un umano e che, abbandonata da quest’ultimo ammaliato da un’altra donna, lo uccide infine con un bacio mortale per impedirgli il nuovo matrimonio. La vicenda fu posta più volte in musica, sotto forma di opere liriche, dal periodo romantico fino a tutto il ‘900. Fra le più note una versione omonima del 1816 da parte di Hoffman che segnò per certi versi il nascere dell’Opera lirica romantica tedesca, ed una in céco di Antonin Dvorak, col titolo di Rusalka, del 1901 (quando si dice la combinazione, abbiamo incontrato già due fatti legati a cechi, vedremo fra poco il ruolo degli osservatori di tale paese nel caso della nostra occultazione). Tornando a (92) Undina c’è da dire che l’asteroide si è rivelato,

Fig. 4 – (a destra)  Grafico (dal loro articolo originale) dei risultati dell’occultazione della stella TYC 1950-00148-1 da parte dell’asteroide (92) Undina, osservata da tre osservatori australiani il 6 febbraio 2013. Ad uno di essi, John Broughton, si devono le due corde inferiori (una osservata in automatico dal suo telescopio di casa, l’altra personalmente grazie ad una postazione mobile, distante una ventina di km). Dall’andamento delle diverse sparizioni/riapparizioni (parziali/totali) risulta che esse sono compatibili con le seguenti caratteristiche della stella doppia:

Mag A 12.14 ± 0.2 (V)

Mag B 12.11 ± 0.2 (V)

Separazione 0. 0284” ± 0.005”

Angolo di Posizione 12.3º ± 2º

in occasione della nostra osservazione del 2015, una sorta di “cacciatore seriale” di binarie sconosciute. Lo stesso asteroide, infatti, durante un’occultazione del 6 febbraio 2013, ben seguita da 3 osservatori dall’Australia,(vedi fig. 4)  aveva fatto scoprire un’altra binaria stretta non catalogata. Ed eccoci, finalmente, a descrivere l’osservazione GAM. La sera del 5 agosto 2015, Undina si trovava a passare, prospetticamente, davanti alla stella 2 UCAC 23410956, di magnitudine 12,5 nella costellazione di Ophiucus. Le previsioni dei giorni precedenti, riportate in Occultwatcher, davano la probabile traccia di occultazione riportata in fig 1. L’interesse e la comodità dell’osservazione avevano fatto sì che una ventina di osservatori europei si erano resi disponibili all’osservazione (vedi fig. 2), Fra di essi il nostro socio Pietro Baruffetti, che ha seguito l’evento mediante una videoregistrazione dello stesso utilizzando una telecamerina Watec 120N+ inserita al posto dell’oculare in uno Schmidt-Cassegrain da 20 cm. La registrazione era effettuata su PC, col segnale che, passando attraverso un time inserter riportava su ogni singolo frame del filmato il tempo di ogni immagine con la precisione di 0. 02s.

Sempre nelle previsioni l’occultazione sarebbe stata non eccessivamente profonda (calo atteso intorno alle 0, 4 magnitudini), cosa che veniva confermata anche dall’immagine della figura 3, in cui è riportato un singolo frame di circa 45 minuti prima dell’evento. In essa è evidente come l’asteroide fosse sensibilmente più luminoso della stella, e come quindi al momento dell’occultazione il calo della luminosità della coppia asteroide+stella (a quel punto così vicini da essere irrisolvibili con qualunque strumento terrestre) nel momento in cui sarebbe rimasto visibile il solo asteroide, non sarebbe stato particolarmente “spettacolare”. Il risultato dell’osservazione di Baruffetti, analizzato col programma (free) Tangra, ha dato il risultato che compare in fig. 5. C’è da dire che, al di la di aver ritrovato per l’istante centrale dell’occultazione un

Fig. 5 – (a sinistra)  Andamento della luminosità della coppia asteroide+stella occultata in occasione dell’occultazione del 5 agosto 2015 prodotta da (92) Undina. I dati sono ottenuti mediante riduzione in automatico del filmato dell’occultazione, grazie al programma (free) Tangra 3 di Hristo Pavlov. E’ evidente una risalita della luminosità, in due “gradini”, della luce della coppia di oggetti (linea gialla) rispetto all’andamento lineare di una stella vicina, scelta come confronto (linea azzurra).

anticipo di circa 27 s sul tempo atteso per Massa (vedremo poi le conseguenze), la curva mostra un evidente andamento “anomalo” dell’occultazione. Pur nell’inevitabile dispersione dei dati (dovuta alla piccola ampiezza del calo di luce – risultato poi intorno alle 0, 3 magnitudini - e la situazione oggettiva del cielo al momento dell’occultazione) è evidente un primo deciso calo di luminosità per una durata di una decina di secondi, seguito da una “tappa intermedia” durante la risalita al massimo, nella quale la luminosità rimane stabile a sua volta per circa 11s, prima di ritornare al valore iniziale. Immediatamente dopo aver visto tale curva di luce, Baruffetti ha contattato tutti coloro che man mano riferivano di aver ottenuto un risultato positivo su tale occultazione, per chiedere conferma o meno di tale comportamento inconsueto. Ciò è reso possibile, in pratica in tempo reale, da una rete (Planoccult) che unisce gli osservatori europei (e non solo) del settore, attraverso comunicazioni dell’ultima ora, fra cui la conferma o no di aver seguito l’occultazione e se il risultato della stessa è stato positivo o negativo. Altri due osservatori toscani (Paolo Bacci dall’Osservatorio di San Marcello Pistoiese – PT- e Mauro Bachini, in collaborazione con F. Messina, R. Mancini, F. Mancini. A Gronchi, dall’Osservatorio di Tavolaia –PI- ) han faticato a rintracciare l’evento, dato che erano stati “traditi” dall’anticipo dello stesso rispetto ai tempi previsti. Entrambi i gruppi avendo effettuato un drift-scan di 80 s, avevano potuto registrare solo “la coda” dell’evento, perdendone la fase iniziale assai più marcata. Per fortuna l’osservazione era andata molto meglio per almeno 4-5 osservatori della Repubblica Cèca, che avevano seguito bene il fenomeno e segnalato un risultato positivo (occultazione avvenuta). Baruffetti ha subito scritto a tutti loro, inviando la sua curva e chiedendo conferma o meno alla sua occultazione in due “step”, e ottenendo un’immediata risposta da uno di essi, Jiri Polack, la cui curva di luce presentava un andamento analogo (vedi figura 6). Era evidente a questo punto che l’occultazione aveva avuto effettivamente un andamento complesso la cui sola spiegazione logica era il fatto che la stella occultata fosse in realtà un sistema binario, con le singole stelle occultate in istanti successivi dall’asteroide in movimento. Un sistema binario le cui caratteristiche sarebbe stato possibile ricavare dall’analisi della profondità e delle diverse durate misurate dai singoli osservatori. In pratica ognuno di questi “vedeva”una “sezione” diversa del sistema delle due stelle, con corde e tracce luminose di andamento differente, che avrebbero complessivamente individuato le combinazioni geometriche del sistema (dato che ci sarebbe stato chi avrebbe assistito solo all’occultazione di una componente, chi di tutte e due con angolazioni, profondità di calo luminoso e durate diverse ecc.).

Fig. 6 – (a destra) Curva di luce della stessa occultazione  ottenuta dall’astrofilo cèco Jiri Polack (vedi testo)

Abbiamo usato il condizionale perché è successo a questo punto un qualcosa di cui non siamo riusciti ancora a venire a capo. Baruffetti scrivendo loro precisava chiaramente che il “diritto” di priorità della pubblicazione di uno studio scientifico finale era certamente dei cèchi (essendo 5 i loro report positivi contro i 3 – di cui 2 parziali – degli italiani). Inviava come contributo osservativo la propria curva di luce, chiedendo di poter avere in cambio copia delle loro curve di luce e/o del risultato finale, in vista di una pubblicazione su queste pagine.

Inspiegabilmente, da allora, silenzio totale e ripetuto da parte di tutti gli astrofili cèchi coinvolti, per cui al momento (in attesa di vedere, si spera, i risultati finali) il citato catalogo/programma Occult 4.1 riporta i dati della nuova doppia/binaria scoperta in questa occasione, basandosi solo sull’osservazione di Baruffetti e su quelle (come abbiam visto molto parziali) degli astrofili toscani sopra citati, ed indicando provvisoriamente il seguente dato per la stella: separazione delle due componenti del sistema binario = 0,12 secondi d’arco. In realtà crediamo che il risultato definitivo dovrebbe dare verosimilmente una separazione ancora minore.

Vi terremo informati delle novità su questo sistema stellare.