INTRODUZIONE

Il primo pianetino fu scoperto da un italiano, Padre Giuseppe Piazzi l' 1 gennaio dell' anno 1801.

Nel 1764 entrò nell' ordine dei Teatini per studiare Astronomia, Matematica e filosofia a Torino e più tardi a Roma dove, grazie agli insegnamenti dei Padri Le Seur e Jacquier, si perfezionò in matematica.

Nel 1769 fu maestro di filosofia a Genova e successivamente (1770) maestro di matematica all' università di Malta per passare a Ravenna come lettore di filosofia e poi a Cremona e a Roma.

L' università di Palermo gli assegnò nel 1780 la cattedra di Calcolo Sublime e l' incarico di seguire l' opera di costruzione della Specola Astronomica, di cui diverrà Direttore per volere del Re Ferdinando I di Borbone.

E' presso l' Osservatorio che intraprese il lungo e faticoso lavoro di compilazione del"Catalogo Stellare"un' opera contenente le posizioni accurate di oltre 7600 stelle (nata con l' intento di perfezionare i cataloghi dell' epoca non privi di numerosi errori) che concluderà nel 1813 e pubblicherà l' anno successivo con il titolo"Praecipuarum stellarum inerrantium positiones mediae ineunte saeculo decimonono ex observationibus habitis in Specula Panormitana ab anno 1792 ad annum 1813".

Proprio nel corso del lavoro di osservazione per la realizzazione del "Catalogo" egli, la notte del 1 gennaio 1801, scoprì quella che credette essere una nuova stella.

Nelle successive osservazioni si rese però conto , a causa del moto del corpo tra le altre stelle, che dovesse trattarsi di un oggetto appartenente al Sistema Solare, forse una cometa o un nuovo pianeta.

Ben presto la prima ipotesi venne scartata a causa della mancanza di una chioma o di una coda visibili e del moto costante del corpo celeste , ben diverso da quello tipico di una cometa.

Certamente in Piazzi si fece strada l' idea che si trattasse di un nuovo pianeta(1)e continuò ad osservarlo e a trarne posizioni astrometriche fino a metà febbraio dello stesso anno quando, l' approssimarsi al Sole impedì la continuazione delle osservazioni.

Così comunicò la sua scoperta a Barnaba Oriani direttore della specola di Brera in una lettera datata: Palermo 24 gennaio 1801.

"Amico carissimo sebbene le attuali circostanze politiche(2)abbiano interrotta ogni nostra corrispondenza, azzardo[non di]meno di scrivervi,impaziente di darvi una nuova che non vi sarà discara. Il dì primo di gennaio osservai nella spalla del Toro una stella di 8^ g. la quale nella sera seguente, cioè lì 2 si avanzò di 3' 30" circa verso il nord e di 4' circa verso la sezione di Ariete. Verificai le mie osservazioni lì 3 e 4 e notai lo stesso movimento prossimamente. I giorni 5.6.7.8.9 il cielo fu coperto .

La sua [AR]nella prima osservazione era 51°17' e la declinazione 16°4'.15: dai 10 agli 11 da retrograda divenne diretta, e nell' osservazione di 23[AR]51°46' , declinazione 17°8'. Io ho annunziato questa stella come cometa; ma il non essere essa accompagnata da alcuna nebulosità ,e più il suo movimento così lento e piuttosto uniforme mi ha fatto più volte cadere nell' animo che forse possa essere qualche cosa meglio di una cometa. Questa congettura, però mi guardai bene di avanzarla al pubblico. Quando avrò un maggior numero di osservazioni tenterò di calcolarne gli elementi.

Intanto amerei moltissimo, che voi procuraste di osservarla, mi diceste ciò che ne pensate, e se da altri sia stata veduta...."conclude con i saluti di rito. (lettera originale conservata negli archivi storici dell' Osservatorio di Brera - MI)

Il problema che si poneva a questo punto era ,come dice lo stesso Piazzi nella sua lettera,quello di calcolare gli elementi orbitali per riuscire a ritrovare il corpo celeste e riosservarlo dopo un certo periodo di tempo.

Purtroppo ,all' epoca, si era in grado di eseguire questo tipo di calcolo solo se la serie di osservazioni era ben distribuita su un grande arco dell' orbita ma, per l' astro scoperto dal Piazzi, si avevano a disposizione solo osservazioni su un breve tratto di questa.

Si deve a Gauss ,allora ventiquattrenne, il merito di aver messo a punto un metodo per il calcolo delle orbite basato su sole tre osservazioni ravvicinate e perfezionabile (mediante il metodo dei minimi quadrati) usando tutte le osservazioni disponibili(3).

Fu possibile utilizzare questo metodo,di tipo geometrico e di facile applicazione, al nuovo corpo celeste e ciò permise di rintracciare il pianetino non appena Gauss, nel dicembre del 1801 potè prevederne la posizione attraverso il calcolo.

Piazzi chiamò il pianetino da lui scoperto Cerere Ferdinandea in onore della antica Dea italica delle messi(4)e del re Ferdinando I di Borbone.

Grande fu l' entusiasmo per questo ritrovamento anche perchè il 28 marzo 1802 seguì la scoperta di un nuovo corpo ,Pallade, da parte di Olbers , un Astronomo dilettante di Brema che intuì che probabilmente gli oggetti appartenenti a questa fascia dovessero essere numerosi ed intraprese una campagna di ricerca con la collaborazione di J.H.Schröter che possedeva un grande osservatorio privato.

Ora, in onore di Piazzi, Gauss ed Olbers , i pianetini numerati 1000 , 1001 , 1002 portano rispettivamente i nomi diPiazzia , Gaussia , Olbersia.

Il terzo pianetino ,Giunone, fu scoperto l' 1 settembre 1804 da Harding, uno degli astronomi dell'Osservatorio di Brema e il quarto , Vesta , fu nuovamente scoperto da Olbers il 29 marzo 1807.

Grande fu la genialità di Olbers, non solo per le scoperte effettuate, ma anche per essersi spinto ad ipotizzare che dovevano esistere molti di questi corpi concentrati in una zona ben definita ed addirittura azzardare l' idea che fossero il resto di un pianeta più grande esploso in epoche remote (quest' ultima ipotesi oggi è stata confutata dalle teorie e dalle osservazioni che le sostengono ma ciò non sminuisce sicuramente l' opera e lo spirito scientifico di questo grande astronomo).

Dopo la scoperta dei primi 4 pianeti minori trascorse un periodo relativamente lungo prima che se ne identificassero altri , Bisogna infatti attendere l' 8 dicembre 1845, data in cui Encke ,un' altro astronomo dilettante, scoprì Astraea; l'evento ebbe tale rilievo che il Re di Prussia assegnò allo scopritore un vitalizio annuo di 1200 marchi in oro. Da allora le scoperte si susseguirono ad opera di astronomi ma spessissimo di dilettanti, dapprima visualmente e,poi fotograficamente fino ai nostri giorni.

Che dovesse esserci un pianeta tra le orbite di Marte e Giove (qui si trova infatti Cerere) era stato ipotizzato dall'astronomo Titius ( nome latinizzato di J.G.Tietz prussiano, nel 1766 ) in una legge divulgata da Boode (tedesco direttore dell' Osservatorio di Berlino, nel 1778) che prese il nome di legge di Titius-Boode . Essa permette di fissare in modo approssimato le distanze dei pianeti dal Sole. Il procedimento è il seguente:

si ottengono dei valori che sono in buon accordo con le distanze medie dei pianeti dal Sole se si eccettua la quinta che potrebbe rappresentare appunto la distanza dei pianetini.

Siamo un un' epoca di grandi sconvolgimenti politico-militari ma anche di grande fervore scientifico favorito dal mecenatismo napoleonico: verso la fine del 1797 Francia e Austria firmano la Pace di Campoformio a seguito della quale Napoleone cede le regioni del Veneto all' Austria e costituisce la Repubblica Cisalpina formata dai territori delle Repubbliche Transpadana e Cispadana , dalla Valtellina e dai territori veneti che non erano stati ceduti all' Austria.

La campagna d'Egitto di Napoleone del 1798 provoca la formazione della cosiddetta 2^ coalizione contro la Francia sostenuta dall' Inghilterra cui aderiscono l'Austria, la Russia la Turchia e il Re di Napoli. Il governo napoletano nella euforia dovuta ai successi britannici ad Abukir, invia un esercito contro la Repubblica Romana. In risposta i francesi invadono il Napoletano e vi instaurano la Repubblica Partenopea , destinata a durare ben poco.

La notizia della seconda coalizione raggiunge Napoleone in Egitto e i fatti che seguono portano ad un colpo di stato in Francia a seguito del quale egli diventa Primo Console (9 nov. 1799).

Altre vittorie vengono a consolidare il potere della Francia, nel 1800 a Marengo Napoleone, grazie ad un imprevisto interervento del generale Desaix, sconfigg gli austriaci ed i loro alleati, e Moreau li batte in modo decisivo a Wohenlinden. La pace di Lunéville (1801) riporta la Francia di nuovo oltre i confini nazionali: il Belgio, la Svizzera e il Piemonte rientrano nell'orbita francese. Tornano a risorgere la repulbblica batava (Olanda), la repubblica elvetica e si forma la repubblica italiana sui resti della Ligure e della CisaIpina. La Toscana viene trasformata in regno d'Etruria e affidata al duca di Parma, mentre il ducato di Parma viene annesso alla Francia. La Germania viene divisa tra la Prussia ed alcuni Stati amici della Francia. [ tratto da G.De Rosa - Storia Moderna ]

Così Ian Steward parla di questo metodo in una biografia di Gauss sul n° 111 del novembre 1977 della rivista Le Scienze:

. . . Dopo solo tre osservazioni Gauss mise a punto una tecnica per calcolare le componenti orbitali con una precisione tale che tra la fine del 1801 e I'inizio del 1802 parecchi astronomi furono in grado di ritrovare Cerere senza difficoltà. Tra I'altro egli mostrò che le variazioni relative alle informazioni ricavate sperimentalmente potevano essere rappresentate da una curva a campana (meglio conoseiuta oggi come distribuzione gaussiana). Egli mise a punto anche il metodo dei minimi quadrati, mediante il quale il valore più attendibile viene ricavato con un particolare calcolo che minimizza le somme di differenze al quadrato. I suoi metodi, descritti in un suo articolo del 1809 dal titolo "Teoria del moto dei corpi celesti che ruotano attorno al Sole su sezioni coniche" sono ancora impiegati oggi. Sono necessarie soltanto poche modifiche per renderli adatti ai moderni elaboratori elettronici.

Gauss ebbe lo stesso successo nel determinare l' orbita dell'astcroide Pallade , per il quale perfezionò i suoi calcoli per tener conto delle perturbazioni prodotte dagli altri pianeti del sistema solare ...

Cerere (Mit. Rom.). Dea della vegetazione e delle biade; è un' antichissima divinità italica, associata nel culto alla dea Tellure con la quale veniva onorata nelle feste dette Paganalia e in quelle che si celebravano in gennaio (Ferie Sementive). Nel periodo repubblicano con l' introduzione in Roma del culto delle divinità greche, C. venne confusa con la Demetra greca, tanto da attribuire ad essa tutte le leggende riguardanti questa dea.

C. fu cara particolarmente ai plebei. i cui rappresentanti avevano in custodia il suo tempio, che venne costruito vicino al Circo Massimo dal dittatore Aulo Postumio dopo una terribile pestilenza.

In suo onore si celebravano le feste dette Cerialia; le si sacrificavano le scrofe. a lei sacre, e le si offrivano le primizie dei campi.

A Roma fu venerata insieme con Libero e Libera . Probabilmente viene associata alla Sicilia, granaio d' Italia, in quanto Dea delle messi.

Quattro sono fondamentalmente i metodi di osservazione dei pianetini utilizzati dal passato ad oggi:

esaminiamoli singolarmente escludendo quei metodi che fanno uso di apparecchiature particolari quali gli strumenti dei passaggi che non sono utilizzabili,in genere, da astronomi amatori.

sono stati utilizzati dal 1800 fino all' avvento della fotografia benchè, anche oggi, esistano astrofili che li utilizzano ed associazioni che pubblicano i dati di posizione ottenuti visualmente. distinguiamo tra:

1)sistema di lettura dai cerchi graduati: consiste nel centrare l' oggetto mediante un oculare munito di crocicchio e leggere direttamente la sua posizione sui cerchi graduati del telescopio; è il sistema più antico e permette, se lo strumento è perfettamente a punto, di ottenere precisioni dell' ordine del decimo di grado, nella migiore delle ipotesi(oggi inaccettabili).

2)sistema del reticolo graduato: mediante un reticolo graduato di precisione si stima la distanza del pianetino da alcune stelle di confronto poste nel campo dell' oculare,sia in ascensione retta che in declinazione e si risale poi alle coordinate cercate mediante una semplice proporzione o attraverso uno dei metodi classici (Dipendenze, costanti di lastra).

3)Sistema della misura temporale per l' Ascensione Retta: vale solo per questa, e consiste nel cronometrare il tempo che intercorre tra il passaggio del pianetino e quello di una stella di confronto, sul filo di un reticolo posto nell' oculare di un telescopio con il moto di ascensione retta spento. Sommando o sottraendo il tempo cronometrato alla A.R. della stella si ricava direttamente la coordinata del pianetino.

4)sistema del micrometro filare: fa uso del citato strumento utilizzato in passato per la misura delle stelle doppie. Consiste nel misurare la distanza tra il pianetino ed alcune stelle di riferimento relativamente a due assi perpendicolari.

Consistono nel ricavare misure astrometriche direttamente dalle lastre fotografiche ottenute con sistemi atti a rilevare la presenza di pianetini:

- pose intervallate di un tempo necessario affinchè l' oggetto cambi posizione dall' una all' altra posa ...

Generalmente l' astrofilo utilizza il secondo metodo, eseguendo due pose ad una distanza temporale variabile dai 15 min all' ora (in dipendenza della focale del telescopio) in modo che eventuali pianetini si presentino leggermente spostati dall' una all' altra posa.

-Il BLINKche è un particolare microscopio in grado di visualizzare alternativamente porzioni di due lastre in modo che un eventuale pianetino possa essere rilevato dal suo tipico saltellare dovuto al fatto che, contrariamente alle stelle, occupa sulle due pose una diversa posizione.

-Il MISURATOREche permette di ottenere la posizione dell' oggetto e di alcune stelle di riferimento e che è costituito da un microscopio abbinato ad un sistema micrometrico di misura.

Si fondano sulla digitalizzazione di immagini fotografiche mediante scanner ad alta definizione e sono supportati da programmi altamente sofisticati di riconoscimento.

Lo sviluppo attuale della tecnologia elettronica e il costo relativamente basso degli scanner potrebbe permettere l' accesso a questa metodica anche agli astrofili(5).

Fanno uso di telecamere CCD applicate direttamente al fuoco del telescopio. In questo testo l' argomento viene diffusamente trattato nei capitoli che seguono.

Oggi la digitalizzazione delle immagini è veramente accessibile, non solo per il costo contenuto degli scanner, ma anche per la possibilità di far digitalizzare le immagini direttamente dal proprio laboratorio fotografico tramite il metodo PHOTO-CD . Se ne otterranno delle immagini su disco ottico CD-ROM direttamente leggibili tramite un lettore collegato al computer. Esistono poi programmi di grafica commerciali (Corel , Perceive ... ecc.) che possono permettere di elaborare le immagini ed anche di misurare con discreta precisione la posizione di un punto.

Vi sono anche programmi specifici (come "PENELOPE" o "TEAM"descritto più avanti in questo libro) che permettono di ottenere misure astrometriche di alta precisione da porzioni di immagini digitalizzate.

Nella figura possiamo avere un'idea della distribuzione dei pianetininel Sistema Solare.

La maggior parte ruota su orbite comprese tra quella di Marte e quella di Giove (fascia principale), ma esistono anche addensamenti su orbite poste a diverse distanze dal Sole che si alternano con zone relativamente vuote (dette lacune) nel rispetto di precise regole di risonanza dovute all' influenza gravitazionale dei pianeti maggiori.

`GRUPPO`	`ORBITA`	`NOTE`
`Aten`	`Interna alla Terra`	`oggetti di piccolo diametro`
`Apollo-Amor`	`Tra Terra e Marte`	`possono intersecare l' orbita terrestre`
`Hungaria`	`Prossima a Marte`	`orbite quasi circolari`
`Hilda`	`Circa 3.5 U.A.`	`periodo 2/3 Giove`
`Troiani`	`Coincidente con Giove`	`periodo 1/1 Giove`
`Transgioviani`	`esterna a quella di Giove`	`Hidalgo``la cui orbita ha il perielio nella fascia principale e l' afelio prossimo all' orbita di Saturno.` `Chirone``con l' orbita fra Saturno e Urano`
`Fascia di Kuiper`	`Oggetti la cui orbita si pone generalmente oltre quella di Nettuno.`

NB: Generalmente ogni gruppo prende il nome dal primo pianetino scoperto o da quello più importante.

L' istogramma mostra la distribuzione di pianetini alle diverse distanze dal Sole.

Abbiamo visto che, esaminati dal punto di vista della distanza dal Sole (semiasse maggiore), i pianetini tendono a distribuirsi in gruppi ben definiti ed intervallati da Lacune.

E' possibile prendere in considerazione altri parametri orbitali alla ricerca di altri possibili addensamenti.

Nel 1918 un giapponese, Hirayama provò a rappresentare la distribuziione dei pianetini in uno spazio cartesiano tridimensionale le cui coordinate erano , oltre al semiasse, l'eccentricità e l'inclinazione.

Questa analisi mise in evidenza numerosi addensamenti che vennero definiti "famiglie dinamiche", note oggi con il nome di Famiglie di Hirayama.

E' bene precisare che questi addensamenti esistono solo nella rappresentazione cartesiana sopra nominata e non esiste relazione con la vicinanza nello spazio reale.

Lo studio di questi addensamenti è tuttora in corso, anche se l'ipotesi accettata dai piu, è che ogni famiglia sia originata dalla frammentazione di un oggetto progenitore dovuta a fenomenologie di tipo collisionale.

La dimensione dei pianetini varia da corpi con diametro intorno al migliaio di Km (Cerere) a corpi piccolissimi inferiori al centinaio di metri a cavallo del limite di demarcazione con le meteoriti (che peraltro assumono questo nome nel momento in cui "cadono" sul nostro pianeta).

Per l'osservatore terrestre appaiono comunque con aspetto puntiforme ed è impossibile distingguerli dalle stelle, anche quando transitano vicino alla terra, solo con le sonde spaziali si è riusciti ad averne un'immagine. Per i diametri maggiori la forma si avvicina molto alla sfera , mentre i piu piccoli si presentano come solidi sferoidali, ma alquanto deformati , la superficie è normalmente butterata da crateri e ci ricorda molto la superficie lunare.

Anche la loro natura chimica ci ricorda molto al Luna, ma soprattutto le meteoriti con le quali dovrebbero dividere la stessa origine, sono quindi costituiti da rocce della medesima specie di quelle analizzatre sulle meteoriti cadute sulla Terra.

Il loro albedo , cioè la capacitàdi riflettere la luce, è molto basso e può variare dal 5 al 15% a seconda della loro natura cabonacea o basaltica,

Lo spettro della loro emissione luminosa è continuo dal blu fino all'infrarosso vicino, però con un incremento quasi costante che porta il massimo intorno alle lunghezze d'onda di un micrometro. L'emissione a questa lunghezza d'onda normalmente è un 30% maggiore rispetto al blu.

L aloro magnitudine apparente , cioè quella che possiamo osservare dalla Terra, varia da un massimo intorno ad 8 per i piu luminosi fino ad un limite estremo concesso dalle capacità dello strumento e dal cielo, però varia moltissimo in funzione delle condizioni geometriche di osservazione o meglio dire della distanza dell'oggetto dalla Terra e dal Sole. Le migliori condizioni si avranno naturalmente quando le distanze saranno minime e quindi intorno alla fase di opposizione.

L'origine dei pianetini va ricercata nella formazione del Sistema solare primordiale, di cui questi corpi rappresenterebbero la traccia fossile piu evidente, potendoli paragonare ai planetesimi che hanno dato origine alla formazione dei pianeti maggiori. Del resto gli studi piu recenti testimoniano un'origine da frammentazione per molti asteroidi dovuta al fatto che , nella zona della fascia principale, le perturbazioni gravitazionali dovute ai pianeti maggiori , favorirebbero incontri distruttivi piuttosto che costruttivi come quelli che si ipotizzano per i pianeti di tipo terrestre.