Osservazione dell’asteroide (5987) Liviogratton

Premessa

Considerato che il Gruppo Ricerca dell’ATA da diversi anni si cimentava a calcolare in maniera originale parametri sconosciuti di asteroidi come il: periodo sinodico di rotazione, le dimensioni, il rapporto degli assi maggiore e minore ed in alcuni casi la magnitudine assoluta (H) e la classe tassonomica, mi era venuta la curiosità di sapere se esistevano dati simili per l’asteroide dedicato a Livio Gratton alla cui figura la nostra Associazione è intitolata.

Per cui dalla consultazione del database del sito JPL Small Database (https://ssd.jpl.nasa.gov/)  ho potuto constatare che di questo asteroide esistevano solamente i dati orbitali  acquisiti e implementati dal momento della sua scoperta in poi (Fig. 1) e altri parametri desunti dalle immagini riprese dal satellite infrarosso NEOWISE (Fig. 2). Detto satellite, lanciato nel 2009, riprendeva foto nell’infrarosso (circa 2,7 milioni in tutta la missione) per cui è stato utilizzato anche per acquisire dati di asteroidi e comete per il cui studio è molto indicato dal momento che questi corpi minori sono molto scuri e brillano solo di luce riflessa. Nel periodo di  maggiore attività (2009-2010)  la sonda ha ripreso l’immagine di più di 150.000 asteroidi tra cui molto probabilmente il nostro.  La relativa elaborazione di questa notevole mole di dati, ha portato alla determinazione, in maniera non troppo rigorosa, del diametro, della magnitudine assoluta (H) e dell’albedo geometrico (Fig. 2).

Fig. 1. Elementi orbitali dell’asteroide (5987) Liviogratton.  (Crediti: JPL Small Database NASA)

Fig. 2. Parametri fisici di (5987) Liviogratton.  (Crediti: JPL Small Database NASA)

E comunque non era conosciuto il suo periodo sinodico di rotazione (P) e ne era stata valutata la sua appartenenza a qualche classe tassonomica. Questo poiché nessuno, ne astronomo e ne astrofilo, si era cimentato, fino ad oggi, a cercare di calcolare qualche altro parametro fisico come per esempio  il periodo di rotazione, probabilmente perché sono troppi gli asteroidi da studiare oppure perché la curva di luce calcolata presentava una ampiezza troppo limitata per cui era difficile calcolare il periodo di rotazione oppure semplicemente perché nessuno si era interessato a questo pianetino.

Quindi come Gruppo ricerca ATA avevamo quantomeno il dovere morale di carpire qualche altro segreto a questo “sasso spaziale” dedicato alla figura del Prof. Livio Gratton a cui ci ispiriamo. 

Cronaca di una scoperta

Ma iniziamo per ordine. La notte del 6 giugno 1975, presso l’Osservatorio Astronomico Felix Aguilar  sito nel Complesso astronomico El Leoncito in Argentina, in una delle lastre fotografiche acquisite quella notte, tra la miriade di puntini stellari, ne era stato individuato uno che si muoveva tra le stelle fisse, non poteva che trattarsi di un asteroide, quindi gli fu assegnata la sigla provvisoria di 1975LQ secondo il complesso e astruso sistema numerico con cui si catalogano gli asteroidi prima di assegnargli il nome definitivo. Il pianetino era stato immortalato in due lastre solamente e presentava una luminosità stimata in 18 mag.

Alcuni giorni dopo, precisamente il 12 giugno, presso lo stesso Osservatorio astronomico, viene segnalato nuovamente in una lastra fotografica e dopo un paio di giorni viene nuovamente rintracciato in un paio di immagini fotografiche. Le osservazioni vengono riportate nelle schede del Minor Planet Center (Report MPC 4918 e MPC 7010), che raccoglie tutte le osservazioni mondiali sugli asteroidi. I dati ricavati non erano ancora sufficienti per calcolare parametri orbitali significativi e solidi. Molto probabilmente da questo momento se ne perdono le tracce in quanto non viene più seguito (Follow Up) e quindi non vengono determinati parametri orbitali precisi. 

Solo nell’ultimo giorno di agosto del 1987, quindi 12 anni dopo il primo avvistamento, avviene la “riscoperta”  all’Osservatorio astrofisico di Crimea, per cui gli viene assegnata una nuova numerazione 1987SO11 (Report MPC 15459) credendo che fosse un nuovo oggetto, difatti viene immortalato solo in due lastre per cui non si riescono a determinare i suoi parametri orbitali con precisione tale da metterlo in relazione con il pianetino scoperto nel 1975.

Finalmente, appena un paio di settimane dopo, precisamente il 17 settembre 1987 viene inquadrato dal grande specchio del telescopio dell’European Southern Observatory ubicato a Cerro La Silla a sud del deserto di Atacama in Cile e prende la sigla finale di 1987WH3. Da questo momento in poi viene fotografato e seguito da diversi osservatori astronomici per cui vengono  calcolati  con estrema precisione i suoi parametri orbitali. Facendo controlli a ritroso ci si accorse che si trattava dello stesso asteroide fotgrafato in altre occasioni e designato come 1975LQ e  1987SO11.

Successivamente questo asteroide venne dedicato a Livio Gratton con la seguente motivazione “(5987) Liviogratton=1975 LQ . Born in Italy, Livio Gratton (1910-1991) spent many years in Argentina, where he was at various times in charge of the astrophysics department of La Plata Observatory, director of Córdoba Observatory and the first director of the Institute of Mathematics, Astronomyand Physics of the Córdoba National University. [Ref: Minor Planet Circ. 60728]”      

Le nostre osservazioni

Per verificare il periodo migliore di visibilità, è stato eseguito un controllo sul sito del Minor Planet Center MPC (https://www.minorplanetcenter.net/iau/mpc.html), in cui si evinceva che questo capitava in estate (Fig. 3) e quindi appena è stato possibile sono iniziate le riprese dell’asteroide.

Fig. 3. Posizione ed orbita del pianetino (5987) Liviogratton durante l’opposizione nell’estate dell 2021.

Per cui alla fine di agosto del 2021 iniziavano le sessioni osservative protrattesi fino al 23 di settembre. In totale sono state eseguite 4 sessioni osservative con la speranza che i dati acquisiti fossero adatti a tracciare una curva di luminosità che avesse la caratteristica forma bimodale tipica degli asteroidi che presentano una morfologia a “nocciolina” ovvero con una forma tipo pallone da rugby con gli assi maggiore e minore sensibilmente diversi e con asse di rotazione non diretto verso la Terra e abbastanza stabile.

Le riprese sono state eseguite col telescopio dell’ATA dedicato alla ricerca e ospitato sotto una bella cupola di 4 metri di diametro. Il telescopio era un Meade ACF in configurazione Schmidt-Cassegrain da 350 mm di diametro con rapporto di apertura ad f/10, ovvero con una lunghezza focale (F) di 3500 mm. La camera di ripresa era una ccd della SBIG modello ST8_XME dotata di doppio sensore e ruota porta-filtri con 10 alloggiamenti, temperatura di raffreddamento che arriva a -30°C grazie ad una doppia cella di Peltier. Nelle diverse sessioni osservative sono state acquisite centinaia di immagini successivamente calibrate con la sottrazione dei dark e la divisione con i flat frames.

Una volta pulite e selezionate, le immagini sono successivamente state elaborate con un software dedicato (MPO Canopus) per tracciare la migliore curva di luce e minimizzando gli errori. Per motivi di praticità, nella elaborazione dei dati sono state utilizzate solamente 2 delle 4 sessioni acquisite.

Risultati ottenuti

Come sperato, i dati acquisiti e la loro elaborazione hanno mostrato una curva bimodale abbastanza ben evidente e la sua analisi ha permesso di calcolare il periodo sinodico di rotazione (P) dell’asteroide che è risultato di P=3,2h +/- 0,1h con un ampiezza di A=0,19 mag (Fig. 4).

Fig. 4. Curva di luce dell’asteroide (5987) Liviogratton.

Stima del diametro

Dopo aver calcolato il periodo di rotazione dell’asteroide, insorge anche la curiosità di sapere quanto grande sia. In effetti è possibile determinare la sua grandezza approssimata con una semplice formuletta. Difatti conoscendo l’albedo geometrico (p) e la magnitudine assoluta (H) dell’asteroide si può applicare la seguente relazione:

D=(1329/√p)*10^(0.2H)

Ricordiamo che l’albedo geometrico (p) di un corpo celeste in astronomia è definito come il rapporto tra la sua luminosità effettiva vista ad angolo nullo e quella ideale di una superficie di eguale sezione perfettamente riflettente, mentre la magnitudine assoluta (H) è la magnitudine apparente di un oggetto che si trovasse a 1 U.A. dall’osservatore.

Questi parametri sono stati acquisiti nella banca dati delle curve asteroidali dal sito ALCDEF Asteroid Lightcurve Photometry Database  (https://alcdef.org/) che fornisce i seguenti parametri medi: H=13,81 mag e p=0,20, per cui sostituendo nella espressione su riportata otteniamo un valore del diametro medio di D=5,14 Km.

Quindi, sotto l’aspetto del periodo di rotazione e della dimensione, questo asteroide si pone nel gruppo principale (stellina bianca) relativamente al diagramma frequenza-diametro sotto riportato (Fig. 5). Difatti, come si evince dal diagramma, la maggior parte degli asteroidi ha un periodo di rotazione compreso tra le 2,4 e le 12h.

Fig. 5. Diagramma frequenza-diametro.

(Crediti: https://alcdef.org/php/alcdef_aboutLightcurves.html)

Stima della classe tassonomica

Gli asteroidi non hanno tutti la stessa composizione petrografica ma differiscono tra loro anche in maniera sostanziale. Nel 1975 fu introdotta una prima classificazione tassonomica degli asteroidi completata e migliorata negli anni successivi. A grandi linee, sotto l’aspetto della composizione  petrografica superficiale, possiamo suddividere gli asteroidi come appartenenti alla classe C (carboniosi) che sono i più numerosi, alla classe S (silicatici) e alla classe M (metallici) che sono i meno numerosi.

Uno dei metodi per calcolare l’appartenenza ad una classe petrografica è quello di calcolare il cosiddetto “indice di colore” dell’asteroide che si determina facendo la sottrazione della magnitudine dell’oggetto ripreso con due filtri fotometrici differenti. Non avendo per il momento a disposizione dati fotometrici così acquisiti, si è cercato di stabilire ugualmente, per via indiretta, la classe tassonomica dell’asteroide tramite il valore dell’albedo (p) che, come visto sopra, presenta un valore di p=0,20.

Per cui utilizzando allo scopo la tabella redatta da Shevchenko & Lupishko (1998), si evince che al valore di albedo di p=0,20  (fig.6) corrisponde una classe tassonomica di tipo S (silicatico). Quindi il nostro asteroide è composto, per lo meno superficialmente, da minerali di tipo silicatico così come è composta la maggior parte della crosta terrestre ed il 17% degli asteroidi di fascia principale.

Fig. 6. Tabella che mette in relazione la classe tassonomica con i valori di albedo (pv) e di indice di colore (Shevchenko & Lupishko,1998).

Forma dell’asteroide

La curva di luce oltre a determinare il periodo sinodico di rotazione (P), fornisce anche indicazioni sull’aspetto dell’asteroide, infatti considerando che l’asteroide ha normalmente la forma di un elissoide triassiale (con semiassi a=maggiore, b=minore e c=medio) e’ possibile stabilire il rapporto tra gli assi a e b dalla formula:

a/b=10^(A/2.5)

prima di applicare questa formula,però, dobbiamo normalizzare il valore dell’ampiezza (A) (nel nostro caso: 0.19 mag) ad un angolo di fase 0° applicando la seguente formula (Zappala’, 1990):

A(0°) = A/(1+Gα)

dove:

• A è l’ampiezza pari a 0,19 mag;
• α valore medio angolo di fase nelle osservazioni pari a 8,13°;
• G è lo slope parameter.

Mentre gli altri parametri sono noti o ricavati, il parametro G (slope parameter) possiamo ricavarlo da un’altra tabella sempre dovuta a Shevchenko & Lupishko (1998) che mette in relazione la classe tassonomica ed altri parametri con il valore di G (Fig. 7).

Fig. 7. Tabella che mette in relazione la classe tassonomica con i valori del parametro G (slope parameter) (Shevchenko & Lupishko,1998).

 Quindi sostituendo i valori nella formula si ottiene: A(0°)=0,064 e sostituendo il valore normalizzato di A(0°)= 0,064 nella prima formula si ottiene il rapporto tra gli assi:

a/b = 1,06

quindi, sulla base di quanto su calcolato il nostro asteroide dovrebbe presentarsi con una forma solo leggermente allungata.

Sintesi dei risultati ottenuti

Sulla base di  quanto su esposto ed analizzato, è possibile dare una connotazione maggiormente completa anche se non definitiva dell’asteroide (5987) Liviogratton sintetizzata dai seguenti parametri principali:

• Periodo di rotazione (P): 3,2h +/-  0,1h con un ampiezza di circa A=0,19 mag;
• Diametro medio (D): 5,14 km;
• Rapporto tra gli assi a/b: 1,06;
• Classe tassonomica di appartenenza: tipo S (silicatico);
• Albedo (p): 0,20

Il presente studio ha voluto fornire un ulteriore prova che anche con i limitati mezzi alla portata dell’astrofilo e con un minimo di conoscenze si possono raggiungere risultati non banali e di sicuro interesse per la crescita della ricerca amatoriale.

Maurizio Scardella

Gruppo Ricerca ATA

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