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Comete


Il nucleo di una cometa è costituito soprattutto da ghiaccio sporco, pertanto nel suo passaggio a distanze relativamente brevi dal Sole, essendo scaldato, produce una gran quantità d'acqua e polvere, dando luogo alle caratteristiche chioma e coda. La luce solare scinde l'acqua negli atomi di ossigeno e di idrogeno: questi ultimi assorbono i raggi del Sole, portandosi a un livello energetico superiore a quello del loro stato fondamentale, quindi riemettono l'energia assorbita sotto forma di radiazione elettromagnetica, a una precisa lunghezza d'onda: quella di 121,6 nanometri è detta emissione Lyman-alfa. Lo studio delle emissioni luminose, in particolare quelle ultraviolette Lyman-alfa, permette di costruire un diagramma cartesiano che mostra la produzione d'acqua da parte della cometa (asse y) in funzione del tempo (asse x). Dalla curva così ottenuta si può ricavare il giorno del passaggio della cometa alla minima distanza dal Sole (perielio), tale periodo di tempo corrispondendo ai punti della curva in cui essa si mantiene quasi orizzontale (cioè durante il quale la produzione di acqua resta pressoché costante), questo perché la distanza della cometa dal Sole a cavallo del perielio non cambia molto.
A ogni passaggio vicino al Sole le comete perdono una parte della loro massa e possono anche andare totalmente distrutte. Non sono ancora ben conosciute le cause che portano alla disgregazione. Le forze più intense si manifestano quando la cometa passa vicino al Sole, sia per l'instaurarsi di una netta differenza di temperatura e pressione tra le parti della cometa esposte al Sole e quelle del lato opposto, sia per l'improvvisa vaporizzazione del nucleo. La distruzione può essere causata anche dalle forze gravitazionali: nel 1994 la cometa Shoemaker-Levy 9 andò in pezzi prima di cadere su Giove (v. immagine a fianco) quando il Sole era troppo distante per essere la causa principale della disintegrazione, attribuita alle forze di marea di Giove.
La concentrazione di monossido di carbonio (CO) presente nel ghiaccio di una cometa è molto importante, se confrontata con quella dell'acqua, per capire dove si è formata la cometa, se nel Sistema solare o nella nube molecolare che esisteva precedentemente. Poiché durante la formazione del Sistema solare l'ambiente era più caldo rispetto a quello della nube molecolare che lo precedeva (a causa del Sole che stava nascendo), e poiché il ghiaccio d'acqua si forma a una temperatura maggiore rispetto a quella del ghiaccio di CO, una cometa con più acqua che CO deve essersi formata nel Sistema Solare. La presenza di monossido di carbonio si valuta identificando con uno spettrometro lo specifico colore emesso dalle molecole di questa sostanza dopo aver assorbito la luce solare. Bisogna però separare il contributo occasionale di altre parti della cometa, dovuto alla vicinanza del Sole, da quello significativo del nucleo ghiacciato.
Anche i gas nobili (l'elio, il neon, l'argon, il cripton, lo xenon e il radon) danno informazioni sulla storia termica e sull'origine delle comete. Essi esistono sotto forma di ghiaccio quando si trovano in condizione di temperatura molto bassa: il valore di temperatura necessario per raggiungere tale stato varia a seconda del gas considerato. Se in una cometa è accertata la presenza di un gas nobile, ciò testimonia il fatto che essa è vissuta soprattutto in ambienti con temperatura minore di quella alla quale il gas sarebbe evaporato. Le regioni del Sistema solare dove non sussistono tali condizioni di temperatura (che diminuisce tanto più quanto ci si allontana dal Sole) non possono pertanto essere quelle in cui la cometa si è formata. I gas nobili sono inerti, cioè non reagiscono chimicamente con altri elementi. Essi si possono individuare nelle comete analizzando la luce ultravioletta che riflettono. La loro misurazione è impossibile da terra, a causa della presenza dell'atmosfera terrestre che assorbe i raggi ultravioletti. Per misurarli si utilizzano pertanto razzi sonda inviati verso le comete quando queste passano vicino alla Terra, con a bordo strumenti che sono sensibili alla luce ultravioletta.
All'interno di alcune nubi di gas e polvere sono state scoperte molecole organiche, dalle più semplici, come l'acqua, l'ammoniaca e il metano, alle più complesse, comprendenti catene di qualche atomo di carbonio. Questo fatto ha alimentato la convinzione che gli elementi fondamentali della vita provengano dallo spazio, traspostati dalle comete. Nel 2000, a circa 16 km di altezza dalla Terra, è stato raccolto un batterio di origine extraterrestre.
La simulazione della collisione ad alta velocità delle comete con la Terra (si sono riprodotte in laboratorio le condizioni di alta pressione e temperatura esistenti al momento delle collisioni) ha mostrato che le molecole organiche trasportate dalle comete potrebbero essere sopravvissute all'impatto. Anche i meteoriti potrebbero essere il mezzo di trasporto di organismi viventi non terrestri.

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