Come mai le comete, come la Hale Bopp, hanno due code?

Le comete sono certamente gli oggetti celesti più appariscenti: quelle più spettacolari sviluppano una coda che può abbracciare anche metà della volta celeste, come è capitato recentemente con la cometa Hyakutake. Tuttavia si adatta benissimo a proposito delle comete la frase che disse un celebre astronomo:
le comete sono un niente visibile“.

Infatti uno spettacolo così evidente è generato da un mucchietto di ghiaccio e roccia di dimensioni insignificanti: solo una decina di km di diametro. Anche la coda, che costituisce la parte più visibile di una cometa, è eterea: nel 1910 la Terra fu investita dalla coda della cometa di Halley, e nonostante
la cattiva pubblicità dei giornali che parlarono di “possibili intossicazioni da cianuro” (!) non fu avvertito il minimo cambiamento, neppure a livello atmosferico. A riprova di questo, va detto che le stelle che si vedono
attraverso la coda non subiscono la benché minima attenuazione della loro luminosità.

A sinistra: la cometa Hale-Bopp fotografata da Alessandro Dimai

Le comete possiedono tre code: la coda di polveri, la coda di ioni e la coda di Sodio. La prima è visibile ad occhio nudo, la seconda diventa evidente nelle fotografie, dove appare di un blu molto attraente, mentre la terza è visibile solo con appositi filtri.

Le comete sviluppano la coda perché il riscaldamento dovuto ai raggi solari fa evaporare la superficie del nucleo, e le particelle che si liberano sono “soffiate
via” dalla pressione di radiazione solare (la pressione che la luce esercita sulla materia). Ad alcune particelle però la radiazione solare riesce a “strappare” elettroni, rendendole elettricamente cariche (ioni). Gli ioni sono scagliati via a velocità molto più elevate (circa 1000 km/s) dal vento solare, cioè il flusso di protoni ed elettroni emesso dal Sole.

Esaminiamo in dettaglio le tre code.

La coda di polveri
E’ generalmente curva, la sua luminosità digrada uniformemente verso l’estremità, il suo spettro a riflessione indica che è composta da pulviscolo che riflette la luce solare. E’ lunga al massimo 10 milioni di km. La forma arcuata deriva dal fatto che il pulviscolo che viene scagliato nello spazio ha massa variabile e quindi subisce una accelerazione tanto minore quanto maggiore è la sua massa. Dunque le particelle più pesanti tenderanno a rimanere nei pressi della cometa e a percorrere l’orbita originaria della cometa, invece quelle più leggere possono allontanarsi maggiormente dal nucleo. La varietà nella massa delle particelle si riflette in una tipica “coda a ventaglio”.

La coda di ioni
Dato che gli ioni sono allontanati a velocità elevatissime a causa del vento solare, essa è diritta, rivolta quasi esattamente in direzione opposta al Sole, inoltre possiede strutture filiformi, talvolta noduli e zone turbolente. Il suo spettro è del tipo ad emissione, ed è dovuto principalmente all’ossido di carbonio ionizzato (CO+) che emette luce a 420 nm, corrispondente al colore blu. Altre componenti della coda sono lo ione cianuro (CN+) e l’ossidrile (OH). La sua lunghezza è tipicamente di 100 milioni di km, in casi eccezionali, come nella “grande cometa di Marzo” apparsa nel 1843 e visibile in pieno giorno, la coda di ioni era lunga 320 milioni di chilometri ! Nonostante nel complesso la coda sia elettricamente neutra, localmente il flusso di particelle cariche produce un campo magnetico che interagisce con il campo magnetico generato dal vento solare e crea moti caotici e turbolenti.

La coda di Sodio
E’ stata scoperta dal ricercatore italiano G. Cremonese in occasione del passaggio della Hale-Bopp ed è la coda più vicina alla direzione antisolare. Alcune comete mostrano sia la coda di polveri che la coda di ioni (p.
es. la Hale-Bopp), altre soltanto la coda di ioni, come ad esempio la Hyakutake. Questo è un indicatore dell’età della cometa, perché si è calcolato che le polveri si esauriscono abbastanza presto nell’arco della vita di una cometa (tipicamente una cometa perde 30 tonnellate di polveri al secondo!).