Gli scienziati simulano in laboratorio l'esplosione nucleare di un asteroide

Gli scienziati simulano in laboratorio l'esplosione nucleare di un asteroide

Un’esplosione di raggi X proveniente da un’esplosione nucleare potrebbe essere sufficiente per proteggere la Terra da un asteroide in avvicinamento. Ciò emerge dai risultati di un primo esperimento.

I risultati, pubblicati il ​​23 settembre su Nature Physics, mostrano "prove sperimentali dirette davvero sorprendenti di quanto efficace possa essere questa tecnica", secondo Dawn Graninger, fisica presso il Laboratorio di fisica applicata della Johns Hopkins University a Laurel, nel Maryland. "È un lavoro davvero impressionante."

Nathan Moore, fisico dei Sandia National Laboratories di Albuquerque, nel New Mexico, e il suo team hanno progettato l'esperimento per simulare cosa potrebbe accadere se una bomba nucleare venisse fatta esplodere vicino a un asteroide. Finora gli scienziati hanno studiato la dinamica dell'onda di pressione di una bomba, che viene creata dall'espansione del gas e spinge contro un asteroide. Tuttavia, Moore e il suo team ritengono che la grande quantità di raggi X prodotti nell'esplosione potrebbe avere un effetto maggiore nel modificare la traiettoria di un asteroide.

Il team ha utilizzato l'enorme macchina Z di Sandia, che utilizza campi magnetici per generare alte temperature e potenti raggi X. Hanno sparato raggi X su due asteroidi di prova che avevano all’incirca le dimensioni di chicchi di caffè. "Circa 80 trilioni di watt di elettricità fluiscono attraverso la macchina per circa 100 miliardesimi di secondo", afferma Moore. “Questa intensa carica elettrica comprime il gas argon in un plasma molto caldo con temperature di milioni di gradi, che crea una bolla di raggi X”.

I due asteroidi testati avevano un diametro di circa 12 millimetri ed erano fatti di quarzo e gel di silice per riflettere le diverse composizioni degli asteroidi nel sistema solare. Ciascuno era sospeso a un sottile pezzo di foglio di alluminio nel vuoto. Quando la bolla di raggi X colpì, tagliò la lamina come un paio di forbici, mandando gli asteroidi in caduta libera. Ciò ha permesso di osservare l'effetto reale dei raggi X in condizioni simili al vuoto dello spazio. "Questo è completamente nuovo", afferma Graninger. "Non ho mai sentito parlare di qualcosa del genere prima d'ora."

I risultati dell’esperimento, durato appena 20 milionesimi di secondo, hanno mostrato che i campioni di quarzo e silice acceleravano fino a 69,5 metri al secondo e 70,3 metri al secondo prima di vaporizzare. La causa dell'accelerazione furono i raggi X che vaporizzarono la superficie degli asteroidi, creando una spinta mentre il gas si espandeva dalle loro superfici.

Moore afferma che i risultati mostrano che la tecnica potrebbe essere estesa ad asteroidi molto più grandi, che misurano circa 4 chilometri di diametro, per allontanarli da una rotta di collisione con la Terra. "Siamo particolarmente interessati agli asteroidi più grandi con un tempo di preavviso breve", afferma. In questi casi, altri approcci, come lo speronamento di un veicolo spaziale contro un asteroide – come è stato fatto nel Double Asteroid Redirection Test, o DART, della NASA nel 2022 – “potrebbero non avere abbastanza energia per mandarlo fuori rotta”.

Mary Burkey, fisica del Lawrence Livermore National Laboratory di Livermore, California, descrive lo studio come "una delle prime pubblicazioni di grande successo che cercano di capire come noi sulla Terra possiamo ricreare la deflessione nucleare di un asteroide". Sottolinea che altri esperimenti stanno esplorando questa possibilità, compresi quelli che utilizzano campioni di meteoriti per simulare in modo più accurato la composizione degli asteroidi. “La protezione planetaria è molto più spesso al centro dell’attenzione”, afferma.

Moore spera di condurre ulteriori test sperimentali sulla tecnica di deflessione dei raggi X per perfezionarne l'efficacia. Un giorno potrebbe esserci anche un test nello spazio, simile alla missione DART, per osservare l'effetto su un vero asteroide. “Non c’è niente che ci fermi se non la volontà di farlo”, dice.

1. Moore, N.W. et al. Fisica della natura. https://doi.org/10.1038/s41567-024-02633-7 (2024).

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