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PROGRAMMA DI RICERCA 2004
italiano - english
Unità di Ricerca
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- 4 - Modelli teorici, calcoli di precisione e metodi di simulazione per la prossima fase di esperimenti in fisica delle particelle.
Classificazione scientifico-disciplinare
- Area scientifico disciplinare: Scienze matematiche e informatiche
- Area scientifico disciplinare: Scienze fisiche
Classificazione brevettuale
- PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR (apparatus for, or methods of, winning materials from extraterrestrial sources E21C51/00)
- AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- PHYSICS
- MEASURING (counting G06M); TESTING
- GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS (detecting or locating foreign bodies for diagnostic, surgical or person-identification purposes A61B; means for indicating the location of accidentally buried, e.g. snow-buried persons A63B29/02; investigating or analysing earth materials by determining their chemical or physical properties G01N; measuring electric or magnetic variables in general, other than direction or magnitude of the earth\'s field G01R; electronic or nuclear magnetic resonance arrangements G01R33/20; radar, sonar or analogous methods in general, detecting masses or objects involving these methods G01S)
- RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES [N: (for special applications, see the relevant subclasses, e.g. A61B, G01F, G01N, G02B; measuring dimensions or angles of objects G01B; navigation in general G01C; measuring infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations in general G01H; measuring infra-red, visible, or ultra-violet radiation in general G01J; transducers per se, see the relevant subclasses, e.g. G01L, H01L, H04R; measuring direction or velocity of flowing fluids by reception or emission of radiowaves or other waves and based on propagation effects caused in the fluid itself G01P; measuring electric or magnetic variables in general G01R]; (detecting masses or objects by methods not involving reflection or radiation of radio, acoustic or other waves G01V; [N: time-interval measuring G04F]; aerials H01Q) [C9504]
- MEASURING (counting G06M); TESTING
Classificazione geografica
- Regione: Toscana
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Parole Chiave
ASTEROIDI; COMETE; INCROCIATORI DELLA TERRA; DINAMICA; COLLISIONI E FAMIGLIE; RISCHIO DI IMPATTO; DETERMINAZIONE ORBITALE; OSSERVAZIONI FISICHE; SCOPERTA E INSEGUIMENTOStudiare gli oggetti vicino alla Terra per comprendere la fisica e la dinamica di tutti i corpi minori del sistema solare
Università di PisaAbstract
Un sistema di piccoli corpi deve accompagnare la formazione di ognisistema planetario; il che non toglie che ovvie limitazioni
osservative ci costringono a studiare questo tipo di oggetti
soprattutto nel nostro sistema solare. In questo ci sono tre grandi
popolazioni di corpi minori, quella principale degli asteroidi (Main
Belt Asteroids, MBA) oltre a quella minore dei Troiani, quella dei
pianetini transnettuniani (Trans Neptunian Objects, TNO) e la
cosiddetta nube di Oort delle comete a periodo molto lungo. Le
instabilita' dinamiche tipiche dei sistemi ad N corpi, le collisioni e
le perturbazioni non gravitazionali portano una piccola frazione di
queste popolazioni su orbite instabili che finiscono per incrociare le
orbite dei pianeti maggiori. Questa e' l'origine dei piccoli corpi
vicini alla Terra (Near Earth Objects, NEO), sia asteroidi che comete.
I NEO sono molto meno numerosi e raggiungono soltanto dimensioni
modeste, ma la loro importanza e' sproporzionatamente grande rispetto
alla loro massa, per tre ragioni: 1) I meccanismi di trasporto degli
asteroidi e delle comete verso orbite di tipo NEO traggono origine dai
principali meccanismi evolutivi del sistema dei piccoli corpi. 2) I
NEO continuano ad avere impatti sui pianeti maggiori, compreso il
nostro, con energie da decine di Megaton (Tunguska, 1908) a centinaia
di >>>
Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Andrea MILANI COMPARETTI Università di PISAObiettivo del Programma di Ricerca
Questo progetto propone un gruppo interdisciplinare, ma fortementecoordinato, di ricerche in matematica, fisica e astronomia. Comprende
una parte teorica e numerica di natura matematica e astrofisica e una
parte osservativa con tecniche diverse (astrometria, fotometria,
spettrometria, infrarosso, radar). Lo scopo principale e' lo sviluppo
di un modello coerente delle proprieta' fisiche e dinamiche dei corpi
minori del sistema solare, che tenga conto delle differenze specifiche
tra le diverse popolazioni, ma utilizzi le proprieta' comuni e
descriva le interrelazioni, I principali temi di ricerca sono:
1) Collisioni tra corpi minori: occorre modellare l'evoluzione
collisionale, la frattura, la frammentazione catastrofica o la
craterizzazione che risulta dagli impatti. I vincoli sono le famiglie
di asteroidi, la loro struttura interna, gli esperimenti di
laboratorio e le simulazioni numeriche, le osservazioni in situ di
missioni spaziali.
2) Collisioni tra corpi minori e pianeti, soprattutto con la
Terra. Occorrono una valutazione della frequenza a priori degli
impatti, una valutazione a posteriori di probabilita' date le
osservazioni disponibili, la definizione di procedure per smentire
il rischio mediante le osservazioni e per la mitigazione degli
effetti di un impatto se confermato.
3) Distribuzione >>>
Risultati parziali attesi
Nel contesto del programma di ricerca globale si inseriscono i compitidi ricerca delle unita' locali, per ognuna delle quali indichiamo in
testa i principali temi di ricerca (tra parentesi quelli minori) e i
metodi sui quali e' disponibile la necessaria competenza. Per
ulteriori dettagli, bibliografia e figure si invita a consultare i
moduli B delle unita' locali.
Unita' 1 TORINO: 1, 3, 4 ; (C), D, E, H, I, L, M
Il gruppo torinese ed i suoi collaboratori di Milano propongono
un'attivita` teorica ed osservativa per colmare alcune delle piu`
importanti lacune nella comprensione degli asteroidi di fascia
principale e dei Near-Earth Asteroids (NEA), con due filoni
principali:
1) Quantificazione del ritmo di produzione di NEA di diverse
dimensioni sulla base di diversi possibili meccanismi di evoluzione
orbitale, includendo meccanismi collisionali ed effetti non gravitazionali.
2) Caratterizzazione fisica della popolazione degli oggetti di fascia
principale e NEA tramite osservazioni spettroscopiche,
polarimetriche ed interferometriche nel visuale e vicino IR, e
mediante osservazioni radiometriche nell'infrarosso termico.
I due punti sopra indicati presentano un'intrinseca complementarita`.
Solo un'estensione del campione di oggetti osservati con varie
tecniche puo` aiutare a >>>
Durata
24 mesiBase di partenza scientifica nazionale o internazionale
Non e' possibile la formazione di un sistema planetario con pianetimaggiori senza un sistema di piccoli corpi. Questi sono all'inizio i
mattoni con cui sono costruiti i corpi maggiori; una parte resta,
anche dopo il completamento dell'accrezione dei corpi maggiori, in
fasce con popolazioni molto numerose. Per effetto delle perturbazioni
gravitazionali dei corpi maggiori, delle inevitabili collisioni tra
corpi minori, e delle perturbazioni non gravitazionali, una piccola
frazione delle popolazioni delle fasce principali di corpi minori
viene immessa in regioni dinamicamente instabili. Tramite queste porte
di uscita viene trasportata su orbite che incrociano le orbite dei
pianeti maggiori, con i quali le collisioni continuano anche molto
dopo la fine del piu' intenso bombardamento primitivo. Tutti questi
sono presumibilmente processi universali, fondamentali per la
descrizione astrofisica di qualunque sistema planetario, e non sono
affatto limitati al sistema solare. D'altro canto l'osservazione di
questi fenomeni in sistemi planetari extrasolari e' molto difficile
(ma non impossibile: vedi Beta Pictoris, per cui c'e' diretta evidenza
di impatti cometari sulla stella e indiretta evidenza di asteroidi
come sorgente della temporanea fascia di polveri), per cui l'osservazione e la
modellizzazione di asteroidi e comete e' considerata parte
>>>



