3I/Atlas frena vicino a Marte: messi in discussione i modelli fisici

Questa settimana le agenzie spaziali e gli osservatori di tutto il mondo hanno confermato un evento straordinario: la cometa interstellare 3I/Atlas frena vicino a Marte, rallentando fino a uno stato quasi stazionario rispetto alle stelle di fondo per diversi giorni nell'ottobre 2025. L'anomalia — rilevata da una rete di telescopi a terra e corroborata da veicoli spaziali in orbita — si è verificata a circa 27 milioni di chilometri da Marte e ha già costretto i team della NASA e dell'Agenzia Spaziale Europea a riesaminare i presupposti alla base della moderna meccanica celeste.

cometa interstellare 3i/atlas frena: osservazioni e validazione

I rapporti iniziali sull'arresto sono stati accolti con scetticismo all'interno del controllo missione. Glitch di telemetria, errori di temporizzazione e artefatti software sono le prime spiegazioni standard quando un oggetto sembra sfidare le leggi di conservazione. Nelle settimane successive, tuttavia, sono stati incrociati set di dati indipendenti: astrometria ottica a lunga base da molteplici osservatori a terra, immagini nell'infrarosso e nel visibile da telescopi spaziali, e tracciamento Doppler e immagini da veicoli spaziali in orbita attorno a Marte, tra cui il Mars Reconnaissance Orbiter. Tale triangolazione ha escluso il bias strumentale come causa. Il risultato è stato un record insolito e riproducibile che mostra il moto proprio apparente della cometa scendere quasi a zero rispetto alle stelle lontane per un intervallo misurabile, prima di riprendere una traiettoria iperbolica in uscita.

Gli osservatori hanno cronometrato l'evento con un'approssimazione di poche ore e misurato variazioni di velocità di ordini di grandezza superiori a quelle tipicamente attribuite a sottili effetti non gravitazionali, come la pressione della radiazione solare o il convenzionale degassamento cometario. Il set di dati include misurazioni di posizione ad alta frequenza, scansioni spettroscopiche della chioma con indicazione temporale e osservazioni simultanee del magnetometro e del plasma effettuate dagli orbiter. Gli analisti di missione della NASA hanno descritto l'evento come "senza precedenti" e hanno classificato i dati come prioritari per la modellazione successiva e il lavoro di laboratorio.

cometa interstellare 3i/atlas frena: meccanismi proposti

Poiché la gravità classica non è in grado di spiegare l'arresto temporaneo di un oggetto su un percorso di fuga iperbolico, gli scienziati stanno discutendo una breve lista di meccanismi che potrebbero produrre una frenata così forte e improvvisa. L'ipotesi astrofisica principale invoca l'interazione elettromagnetica: le analisi spettroscopiche mostrano prove di grani metallici nella chioma e una predominanza di anidride carbonica ghiacciata rispetto al ghiaccio d'acqua nel nucleo. La polvere ricca di metalli si carica elettricamente quando esposta alla luce ultravioletta solare e al vento solare; in una regione di complessa struttura magnetica interplanetaria, le risultanti forze di Lorentz sui grani carichi potrebbero, in linea di principio, creare una resistenza effettiva sostanziale sull'oggetto.

Un'altra strada sotto studio attivo è l'interazione con una zona densa di plasma solare o un'anomalia magnetica transitoria. Se 3I/Atlas fosse passata attraverso una struttura di plasma localizzata con il giusto orientamento e intensità di campo, l'accoppiamento tra la chioma carica della cometa e il campo potrebbe produrre un "ancoraggio" magnetico abbastanza forte da contrastare una parte del suo momento. Una spiegazione più convenzionale ma meno probabile è un episodio di degassamento potente e quasi perfettamente simmetrico che ha prodotto una spinta opposta al moto. Sebbene il degassamento sia comune nelle comete, la simmetria e l'entità necessarie per annullare quasi esattamente il momento sono considerate statisticamente improbabili per un nucleo irregolare di scala chilometrica.

Composizione e ciò che gli strumenti dell'era marziana hanno registrato

L'hardware in orbita attorno a Marte ha fornito dati ambientali critici. I magnetometri a bordo degli orbiter hanno registrato perturbazioni transitorie nel campo magnetico interplanetario locale in coincidenza con la finestra di stallo; gli strumenti per il plasma hanno registrato aumenti localizzati nella densità delle particelle cariche. Telecamere ad alta risoluzione hanno fotografato cambiamenti nella morfologia della chioma e sottili vibrazioni nel nucleo che corrispondono ai tempi dell'episodio di frenata. Nel loro insieme, questi strumenti forniscono il contesto fisico necessario per testare i modelli di interazione elettromagnetica e di plasma rispetto alla tempistica, all'entità e alla struttura spaziale osservate dell'anomalia.

Conseguenze per i modelli orbitali e la difesa planetaria

L'impatto pratico dell'evento di frenata di 3I/Atlas è immediato: i software di previsione orbitale e la pianificazione della difesa planetaria presuppongono che la gravità, la pressione della radiazione solare e il degassamento relativamente ben caratterizzato siano le forze dominanti che agiscono sui piccoli corpi. La dimostrata possibilità di decelerazioni non gravitazionali forti e rapide — se causate da processi elettromagnetici o plasmatici — richiede l'ampliamento di tali codici. Le simulazioni utilizzate per prevedere il rischio di impatto devono iniziare a includere l'accoppiamento tra polvere carica e campi magnetici nelle regioni in cui tali interazioni potrebbero verificarsi, e gli insiemi Monte Carlo utilizzati per la valutazione dei pericoli dovrebbero ampliare il proprio spazio dei parametri.

Ciò non significa che la Terra sia improvvisamente vulnerabile a impatti imprevedibili. La maggior parte degli oggetti near-Earth viene tracciata per anni e il loro comportamento termico e di degassamento viene misurato; solo in circostanze speciali — un visitatore interstellare con una composizione insolita o un incontro all'interno di una rara struttura di plasma — l'imprevedibilità sarebbe paragonabile a quella vista con 3I/Atlas. Ciononostante, le agenzie responsabili della sicurezza planetaria stanno già incorporando modelli di forza non gravitazionale aggiuntivi ed eseguendo studi di sensibilità per vedere quanto tempo di preavviso e copertura osservativa sarebbero necessari per evitare di mancare sorprese simili.

La traiettoria potrebbe indicare una nuova fisica oltre le teorie attuali?

Anomalie straordinarie invitano naturalmente a speculazioni sulla fisica fondamentale — leggi di gravità alternative, interazioni esotiche con la materia oscura o forze mai viste prima. Gli scienziati sottolineano che affermazioni straordinarie richiedono prove straordinarie: il set di dati attuale è ricco ma ancora coerente con i fenomeni elettrodinamici e di plasma all'interno della fisica nota, sebbene in un regime estremo non osservato spesso. I ricercatori sono cauti: determinare se questa sia una manifestazione di fisica classica guidata da un ambiente complesso o un vero indicatore verso una nuova fisica richiederà una modellazione accurata, esperimenti di laboratorio sulla dinamica delle polveri cariche e, idealmente, il rilevamento di una firma ripetibile in altri oggetti.

Al momento, i teorici stanno dando priorità alle estensioni dei modelli esistenti — accoppiamento magnetoidrodinamico, scambio di carica e resistenza elettrodinamica — perché possono essere formulati, testati e smentiti rapidamente rispetto alle osservazioni disponibili. Solo se queste strade non riusciranno a riprodurre le accelerazioni misurate, la comunità scientifica prenderà in considerazione revisioni radicali delle leggi fondamentali.

Dove guarderanno ora gli scienziati

I team analizzeranno ogni traccia disponibile dell'incontro dell'ottobre 2025. Dai dati dell'orbita marziana, i dati diagnostici più preziosi sono le tracce del magnetometro risolte nel tempo, i record di densità e velocità del plasma, e il ranging radio e i residui Doppler che vincolano strettamente eventuali accelerazioni non modellate. Gli archivi astrometrici e di velocità radiale a terra saranno rielaborati per definire meglio la cronologia. Gli esperimenti in laboratorio si concentreranno sulla carica di grani misti di ghiaccio e metallo e sull'accoppiamento di forza tra nubi di polvere carica e campi magnetici di fondo.

Dal punto di vista osservativo, i telescopi di sorveglianza e gli osservatori di comete aumenteranno la frequenza sui nuovi oggetti interstellari scoperti e sulle comete che presentano chiome ricche di metalli per vedere se si ripetono episodi di frenata simili. I team di missione stanno anche valutando se un sorvolo mirato da parte di un veicolo spaziale veloce potrebbe essere giustificato per un futuro visitatore interstellare al fine di ottenere misurazioni in situ del plasma e magnetiche durante qualsiasi interazione anomala.

Per ora, 3I/Atlas rimane sulla sua rotta in uscita, lasciando il Sistema Solare e portando con sé una serie di domande che rimodelleranno parti della scienza planetaria e della modellazione aerospaziale. L'episodio ci ricorda che lo spazio non è un vuoto inerte riempito solo di gravità: è un ambiente di plasma dinamico in cui polvere carica e campi magnetici possono, nelle giuste condizioni, alterare il moto anche di oggetti di grandi dimensioni.

Fonti

• NASA (telemetria e analisi di missione del Mars Reconnaissance Orbiter)
• Agenzia Spaziale Europea (dati ottici e di imaging)
• NASA Jet Propulsion Laboratory (dinamica orbitale e controlli incrociati della telemetria)