Studio da Terra e dallo spazio degli oggetti del Sistema Solare

Staff

Monica Lazzarin (responsabile), Francesco Marzari, Gabriele Umbriaco (PTA)

Borsisti

Fiorangela La Forgia, Elisa Frattin

  Attività di ricerca

Il gruppo ha una solida fama internazionale nel campo degli studi sul Sistema Solare, che vanno dalla spettrofotometria di asteroidi e comete, alla modellizzazione dei processi di emissione delle polveri e dei gas cometari, allo studio della dinamica dei piccoli corpi, all'analisi di immagini provenienti da missioni spaziali, in particolare dalla missione cometaria europea Rosetta di cui la maggior parte del gruppo proponente è Co-I o Associate Scientist.
Partecipiamo inoltre allo studio di proposte di missioni future come la missione Castalia verso una cometa della Main Belt e a missioni già approvate come Bepi Colombo e Juice in collaborazione con l’Osservatorio di Padova.

Missione Spaziale Rosetta

Dall’incontro della missione Rosetta con il primo asteroide Steins nel 2008, poi con Lutetia nel 2010 e infine con la cometa 67/P dal 2014, la maggior parte del team si è concentrata sulla pianificazione della missione e sull’analisi dell’enorme mole di dati di cui siamo in possesso (piu’ di 80000 immagini che richiederanno anni di analisi). I risultati finora ottenuti sono di estrema rilevanza sia per l’origine ed evoluzione di questi corpi, sia del Sistema Solare stesso come si può evincere dai numerosi articoli anche su Science e Nature prodotti dal gruppo. Gli argomenti principali di cui ci occupiamo nell’analisi dei dati OSIRIS sono:

* Studio mediante modellizzazione delle polveri cometarie osservate da OSIRIS (collab. con Fernando Moreno ed Olga Munoz dell'Ist. di Astronomia dell'Andalusia (Spagna), V. Zakharov, Oss. di Meudon, Parigi e Marco Fulle, Oss. di Trieste).

* Studio spettrofotometrico della superficie cometaria mediante l’applicazione del modello di forma e del modello di Hapke (collab. con Matteo Massironi, Dip. di Geoscienze , Padova)

* Studio e modellizzazione del gas cometario (collab. con M. A’Hearn, Univ. di Maryland, USA)

Il gruppo si occupa anche di altre tematiche sempre legate ai piccoli corpi, in particolare:

1.Progetto SINEO (Spectroscopic Investigation of Near Earth Objects), nel visibile e infrarosso di Near Earth Objects (NEO), oggetti di grande interesse sia per la loro origine ancora non chiara, sia per la loro vicinanza alla Terra e potenziale pericolosità. Si utilizzano i telescopi dell’ESO, il TNG e di Asiago. La studio della composizione superficiale dei NEO, ma anche di altri oggetti come TNO, comete, Phobos, ecc. viene effettuato anche mediante confronto dei dati con modelli teorici (collab. Con Cristina Dalle Ore, Dale Cruikshank, Maurizio Pajola NASA-Ames, California)
SINEO si inserisce nel progetto dell’Agenzia Spaziale Europea denominato Space Situational Awareness, per la scoperta e studio di NEO pericolosi il cui centro di riferimento e raccolta dati e’ il NEOCC center presso l'istituto ESRIN dell'ESA a Roma (collab. con Detlef Koschny-ESA, Ettore Perozzi, ASI-Roma)
Effettuiamo anche studi di tipo piu’ teorico su oggetti NEO e della Main Belt mediante lo studio dell'effetto Yarkovsky e YORP (collab. con A. Rossi, CNR Firenze e Don Scheeres, Univ. of Colorado, USA)

2. Partecipiamo ad un progetto europeo, approvato nel 2015 nell’ambito di Horizon 2020, denominato NEOSHIELD2 (PI A. Harris, DLR, Berlino, Germania) per lo studio di Near Earth Objects. Il nostro gruppo si occupa dell'osservazione fotometrica di NEO di piccole dimensioni, 150-300m e di astrometria di oggetti non ancora dinamicamente ben definiti.

3. Di recente abbiamo iniziato uno studio di asteroidi di tipo V-basaltico della main belt mediante dati spettroscopici ottenuti da telescopi quali il TNG e di ESO-Cile e confronto coi dati di Vesta ottenuti dalla sonda spaziale Dawn (collaborazione con M.C. De Sanctis, Alessandra Migliorini dell'IAPS-INAF di Roma e Mauro Barbieri, Universita’ di Atacama, Cile)

4. Da qualche anno e’ iniziata una collaborazione con l'Università di Boston (Prof. Michael Mendillo, Center for Space Physics, Boston Univ.) per lo studio di fenomeni nell'alta atmosfera terrestre mediante una camera a grande campo installata ad Asiago - Cima Ekar con cui vengono presi dati del cielo notturno tutte le notti.

5.Partecipiamo ad un network nazionale, denominato PRISMA (Prima Rete Italiana per la Sorveglianza di Meteore e Atmosfera) di osservazione e studio di bolidi, recupero di meteoriti e studio dell’atmosfera terrestre. Partecipa un elevato numero di universita’ e osservatori italiani, mediante l’installazione di camere a grande campo che permetteranno l’osservazione simultanea degli oggetti in caduta sul suolo terrestre. Le meteoriti sono la principale fonte di informazioni sulla storia remota del Sistema solare. Le immagini del cielo sono raccolte notte e giorno, con una frequenza di 30 fotogrammi al secondo permettendo cosi’ anche un monitoraggio sistematico dell’atmosfera. Una camera PRISMA e’ installata a Cima Ekar.

Corsi tenuti:

Monica Lazzarin: Astrofisica del Sistema Solare (Laurea triennale in Astronomia).
Ivano Bertini: Fondamenti di Astronomia e Astrofisica (Laurea in Ingegneria Aerospaziale).
Francesco Marzari: Fisica dei Pianeti, Fisica e Biofisica (Laurea Magistrale Astronomia e Laurea in Medicina)

  Research Activity

The Solar System group has a dated back international reputation in the field of the Solar System going from the spectrophotometry of asteroids and comets, to the modelling of cometary dust and gas emission processes, to the study of small bodies dynamics, to the analysis of images coming from spatial missions, in particular from the European Rosetta mission of which most of the team members are Co-Is or Associate Scientists.
Most members of the team is also involved in the study of new missions as Castalia, devoted to a main belt comet or Bepi Colombo and Juice missions in collaboration with the Astronomical Observatory of Padova.

Rosetta Mission

Since the first flyby of Rosetta with the asteroid Steins in 2008, then with Lutetia in 2010 and afterwards with the comet 67/P from 2014, most of the efforts of the team have been devoted to the mission planning and to the reduction and analysis of the huge amount of data we have obtained from the camera OSIRIS (more than 80000 images that will require years of analysis). The results till now obtained are of great importance for the comprehension of the origin and evolution of comets and of the whole Solar System as can be deduced from the numerous papers already published also on the major international journals such as Science and Nature.
The main topics till now investigated are:

* Modelling of cometary dust observed by OSIRIS (collaboration with Fernando Moreno and Olga Munoz, Istituto de Astronomia dell'Andalusia (Spagna), V. Zakharov, Meudon Obs., Parigi e Marco Fulle, Trieste Obs.).
* Spectrophotometric study of cometary surface by applying the shape model and the Hapke model (collaboration with Matteo Massironi, Dipartimento di Geoscienze)
* Study and modelling of cometary gas (collaboration with M. A’Hearn and Dennis Bodewits, Univ. of Maryland, USA).

The team is involved also in other topics connected with small bodies, in particular:

1. SINEO project (Spectroscopic Investigation of Near Earth Objects), in the visible and near infrared region of Near Earth Objects (NEO), whose origin is not clear yet and owing to their vicinity to the Earth they are also potentially threatening for our planet. This is a long term project started more than ten years ago. We use the TNG, ESO telescopes and those in Asiago. The study of the surface composition of NEOs, and also of other objects such as TNOs, comets , Phobos, etc. is performed also comparing data with theoretical models (collab. with Cristina Dalle Ore, Dale Cruikshank, Maurizio Pajola, NASA-Ames, California) SINEO is included in the European Space Agency project named Space Situational Awareness, which aims to the discovery and study of threatening objects and its referring center is the NEOCC center at ESRIN--ESA in Rome (collaboration with Detlef Koschny-ESA, Ettore Perozzi, ASI-Roma). We perform also theoretical studies of NEOs and main belt objects by investigating the Yorp and Yarkovsky effects (collaboration with A. Rossi, CNR Firenze and Don Scheeres, University of Colorado, USA).

2. We partecipate to an European Project, funded since 2015, within the framework of Horizon 2020, named NEOSHIELD2 (PI A. Harris, DLR, Berlin, Germany) to study NEOs. Our group partecipates by observing photometrically small NEOs, 150-300m and performing astrometric studies of objects not yet dynamically well defined.

3. Recently we started an investigation of V-type basaltic asteroids of the main belt. The data are obtained from the TNG and compared with Vesta data obtained from Dawn mission (collaboration with M.C. De Sanctis and Alessandra Migliorini-IAPS-INAF Roma, Mauro Barbieri Universita’ di Atacama, Cile).

4. Some years ago we started a collaboration with the University of Boston (Prof. Michael Mendillo, Center for Space Physics, Boston Univ.) to investigate high atmosphere phenomena of the Earth with a camera installed at Asiago-Cime Ekar. The observations of the night sky are performed continously and the data reduced daily.
 
5.We partecipate to a national network, named PRISMA (Prima Rete Italiana per la Sorveglianza di Meteore e Atmosfera) for the observation and study of fireballs, meteorites recovery and study of the terrestrial atmosphere. PRISMA is composed by many italian institutes and universities that installed a PRISMA wide angle camera so we will be able to perform simultaneous observations of objects while falling on the Earth. Meteorites are the main source of information of the hystory of the Solar System. The sky images are gathered day and night, with a frequence of 30 frames per second giving the possibility also to investigate sistematically the terrestrial atmosphere. A camera of the PRISMA project has been installed at Cima Ekar.

Courses held:

Monica Lazzarin: Astrofisica del Sistema Solare (Laurea triennale- Astronomy).
Ivano Bertini: Fondamenti di Astronomia e Astrofisica (Laurea in Ingegneria Aerospaziale).
Francesco Marzari: Fisica dei Pianeti, Fisica e Biofisica (Laurea Magistralis-Astronomy and Laurea in Medicine).