Le sette vite di una meteora

Sguardo all’insù, ed ecco che il cielo notturno può regalarci uno spettacolo davvero brillante. Dopo il picco delle Perseidi di agosto, i riflettori sono ancora puntati sulle meteore, quelle che comunemente chiamiamo ‘stelle cadenti’: frammenti di roccia provenienti dallo spazio che, entrando nell’atmosfera terrestre a velocità elevatissime, si trasformano in scie luminose. Ma cosa succede esattamente a queste rocce durante la loro discesa e come diventano meteoriti?

A questa domanda ha cercato di rispondere uno studio pubblicato su Meteoritics & Planetary Science, nel quale un gruppo di ricercatori ha esaminato 75 cadute di meteoriti documentate attraverso video e fotografie. Dall’analisi è emerso che il viaggio di una roccia spaziale attraverso l’atmosfera può essere suddiviso in sette fasi, determinate da processi fisici differenti. E, contrariamente a quanto ritenuto finora, non è semplicemente il ‘bruciarsi’ della roccia a farle perdere massa, ma sono soprattutto la fusione e la successiva frammentazione a determinarne l’evoluzione.

La prima fase comincia negli strati più alti dell’atmosfera, quando l’aria diventa abbastanza densa da formare un’onda d’urto davanti all’oggetto in arrivo. Le collisioni con le molecole dell’atmosfera riscaldano rapidamente sia la superficie della roccia che il gas circostante, che iniziano a brillare. È questo il momento in cui possiamo osservare una meteora, la nostra stella cadente.

Scendendo verso strati atmosferici sempre più densi, la meteora entra nella seconda fase e aumenta progressivamente la propria luminosità. Nella terza fase il bagliore si fa ancora più evidente e la meteora diventa un vero e proprio bolide. È qui che la fusione assume un ruolo fondamentale e fa perdere una quantità significativa della massa. L’aria che scorre rapidamente intorno alla roccia trascina via il materiale fuso dalla superficie, lasciando dietro di sé goccioline che continuano a evaporare.

A circa 60 chilometri di quota si entra nella quarta fase. Il bolide raggiunge una sorta di equilibrio: la fusione continua, ma il ritmo con cui procede diventa più regolare e anche la luminosità tende a rimanere stabile o ad aumentare gradualmente. A questo punto la roccia può arrivare a perdere fino al 40 percento della propria massa soltanto attraverso la fusione.

Più in basso, però, la situazione cambia. La pressione dell’atmosfera aumenta rapidamente e può diventare sufficiente a spezzare la roccia. Comincia così la quinta fase, quella della frammentazione. Il bolide può mostrare improvvisi aumenti di luminosità mentre parti della roccia si staccano e si disperdono. Qui, la roccia comincia anche a rallentare in modo molto più significativo. Più la frammentazione è intensa, più rapidamente diminuiscono dimensioni e velocità dell’oggetto.

La sesta fase arriva quando anche la parte posteriore della roccia si rompe definitivamente. È il momento della disgregazione finale, accompagnata da un ultimo intenso lampo luminoso. I detriti che sopravvivono arrivano infine alla settima e ultima fase. Essi continuano a fondere e a frammentarsi finché non rallentano abbastanza da smettere di brillare. La fusione si interrompe e sulla superficie dei frammenti rimane una sottile crosta, la cosiddetta crosta di fusione, che caratterizza molti meteoriti appena recuperati. Chiaramente, non tutte le rocce spaziali attraversano queste fasi nello stesso modo. Il materiale di cui sono composte, le loro dimensioni e la struttura interna influenzano il modo in cui reagiscono all’ingresso in atmosfera.

La ricerca offre inoltre indizi su ciò che può accadere a oggetti molto più grandi. Gli asteroidi fino a qualche decina di metri di diametro possono essere costituiti da materiale roccioso compatto e, proprio come le piccole rocce che diventano meteoriti, possono subire processi di fusione e frammentazione durante il tragitto atmosferico. L’asteroide di circa 20 metri che nel 2013 esplose sopra Čeljabinsk, in Russia, per esempio, attraversò le stesse sette fasi prima di disgregarsi nell’atmosfera, dopo un viaggio alla velocità di ben 54mila chilometri all’ora.

In apertura: una meteora solca il cielo durante la pioggia di meteoriti annuale delle Perseidi, mercoledì 11 agosto 2021, a Spruce Knob, West Virginia. Crediti: Nasa/Bill Ingalls.