Che cos’è il metodo dinamico?

Il metodo dinamico è un approccio utilizzato in astrofisica per cercare di determinare quale sia la massa di un asteroide da come il suo movimento nello spazio è influenzato dall’attrazione gravitazionale di un altro asteroide che gli passa vicino. Il processo è indicato anche come teoria delle perturbazioni e ha portato a determinare stime per le masse di 24 importanti asteroidi. L’utilizzo del metodo dinamico per determinare la massa degli asteroidi è stato il metodo di maggior successo disponibile tranne che per i sorvoli diretti di veicoli spaziali a partire dal 2011, ma è soggetto a problemi a causa di due limitazioni significative. Poiché gli asteroidi sono generalmente corpi estremamente piccoli, gli effetti gravitazionali che hanno l’uno sull’altro a distanza sono spesso così piccoli che non possono essere misurati con la tecnologia attuale. In secondo luogo, il metodo dinamico funziona solo con due corpi isolati nello spazio che si trovano nelle immediate vicinanze, poiché il problema degli n corpi si pone con complessi effetti di meccanica celeste se altri asteroidi o pianeti nel raggio d’azione influenzano contemporaneamente il movimento dei due corpi direttamente studiati.

Un ristretto gruppo di condizioni in astronomia deve essere presente per determinare le masse degli asteroidi con il metodo dinamico, dove il margine di errore non è superiore al 10% della massa reale dell’oggetto. Queste condizioni includono fattori come l’asteroide misurato che ha un incontro ripetuto, uno contro uno con un altro asteroide, in modo che possano essere prese più misurazioni e un confronto effettuato con il movimento passato dell’asteroide per molti anni. La determinazione della massa dei primi 19 asteroidi utilizzando il metodo dinamico a partire dal 2003 si è basata sui record storici per le orbite degli oggetti dagli anni 1900 al 2002 per garantire la migliore precisione possibile nei calcoli.

A partire dal 2011, il campo della meccanica celeste in astronomia ha impiegato 200 anni per determinare la massa di 24 asteroidi nel Sistema Solare. La maggior parte di questi oggetti sono abbastanza grandi per gli standard degli asteroidi, come l’asteroide Cerere, che da solo rappresenta dal 30% al 40% dell’intera massa della cintura di asteroidi stessa. Cerere è solo l’1% della massa della Luna terrestre, tuttavia, il che ha reso difficile anche la determinazione della sua massa. Alcuni asteroidi hanno i loro satelliti naturali, come 1998 WW31 e 2001 QT297, che rende possibili calcoli più frequenti delle perturbazioni gravitazionali. Gli asteroidi sono stati anche visitati da veicoli spaziali come 433 Eros e 253 Mathilde che sono stati visitati dalla sonda Near Earth Asteroid Rendezvous-Shoemaker (NEAR Shoemaker) nel 2000, e il loro effetto gravitazionale sull’astronave è stato utilizzato per determinarne la massa.

Altri grandi asteroidi la cui massa è stata determinata utilizzando il metodo dinamico includono 2 Pallas e 4 Vesta, che includevano anche le perturbazioni causate dal pianeta Marte mentre passavano nel raggio del suo campo gravitazionale nel 2001. Vesta ha anche osservato un veicolo spaziale come parte di suoi calcoli di massa. Asteroidi come 45 Eugenia, 87 Sylvia e 90 Antiope hanno avuto calcoli con metodo dinamico della loro massa basati esclusivamente sui loro satelliti orbitanti.