Sono degli asteroidi la cui esistenza è solo ipotetica, nel senso che nessun asteroide di questo gruppo è stato ancora identificato. La distanza media dal Sole di questi oggetti dovrebbe essere compresa tra 0.08 e 0.18 UA, dove sono possibili orbite stabili all’interno di quella di Mercurio.
Il nome Vulcanoide deriva dall’ipotetico pianeta Vulcano. Questo venne introdotto nel 1859 da Urbain Le Verrier al fine di spiegare alcune anomalie del moto di Mercurio che sembrava non obbedire alle leggi della gravitazione universale formulate da Isaac Newton nel 1687. Furono condotte numerose osservazioni in quegli anni alla ricerca del pianeta più interno del Sistema Solare ma con esiti sempre negativi. In particolare, menzioniamo la presunta scoperta, poi smentita, degli astronomi James Craig Watson e Lewis Swift, durante l’eclissi di Sole del 1878. Infatti, un pianeta con la massa pari ad un diciassettesimo di quella di Mercurio (stimata dall’astronomo Edmond Modest Lescarbault a seguito dell’ipotetica osservazione nel 1859 di Vulcano in transito davanti al Sole) doveva comunque essere così brillante da vedersi facilmente durante un’eclisse di Sole. Il fatto che nessuno lo notò prima di allora spinse Le Verrier ad ipotizzare l’esistenza di una fascia asteroidale o di polveri situata nella regione interna all’orbita di Mercurio. Inoltre, Vulcano non era sufficiente da solo a giustificare le anomalie di Mercurio e pertanto dovevano esistere più oggetti simili a Vulcano (Le Verrier ne ipotizzò una ventina), avvalorando l’ipotesi della fascia asteroidale. Ipotesi che venne formalizzata da Simon Newcomb nel 1894 il quale suggerì che piuttosto che un unico pianeta (Vulcano) bisognava cercare diverse centinaia di asteroidi: i Vulcanoidi.
La soluzione all’anomalia di Mercurio venne formulata nel 1915 da Albert Einstein, nel contesto della teoria della Relatività Generale. Tale soluzione venne confermata dalle osservazioni condotte durante l’eclisse totale di Sole del 1919 escludendo così la necessità dell’esistenza di Vulcano o di una fascia di asteroidi con orbita interna a quella di Mercurio.
Le ricerche dell’ipotetico Vulcano terminarono quindi negli anni Venti del secolo scorso. Malgrado ciò proseguirono gli studi e le ricerche dei Vulcanoidi.
Data la vicinanza al Sole, rilevare un Vulcanoide è praticamente impossibile dagli osservatori terrestri se non durante le eclissi di Sole e con telescopi piccoli in quanto raggi di Sole non schermati potrebbero rovinare le camere di ripresa. La regione dei Vulcanoidi è infatti estesa a soli 10.5° dal Sole. Si sono quindi utilizzati voli aerei (F-18 della NASA) equipaggiati con telescopi, ma l’esito di tali ricerche fu negativo. Telescopi spaziali risolverebbero il problema ma sono troppo costosi. Si provò quindi ad utilizzare il telescopio solare orbitante SOHO nel 1998 ma non trovò nessun oggetto con diametro superiore ai 60 km (magnitudine limite raggiunta 7). Si è quindi riprovato a cercare oggetti di dimensioni più piccole utilizzando il telescopio solare orbitante STEREO nel 2006 non trovando nessun oggetto con diametro superiore a 5.7 km. Lo stesso è stato fatto con la missione MESSENGER, operativa fino al 2015, ancora una volta dando esito negativo.
Malgrado gli insuccessi la presenza dei Vulcanoidi, almeno nel lontano passato, sarebbe provata dall’esistenza di numerosi crateri su Mercurio. Oltretutto potrebbero esserci ancora tracce dell’impatto che strappò a Mercurio mantello e crosta circa cento milioni di anni dopo la nascita del Sistema Solare.
Le orbite dei Vulcanoidi comunque non potrebbero ritenersi stabili per effetto Yarkovsky il quale dovrebbe nel corso dei miliardi di anni aver svuotato la regione, oggi probabilmente costituita da 300-900 oggetti. Per quanto detto i Vulcanoidi devono essere molto piccoli, compresi tra 50 metri e 5.7 km. Non possono avere dimensioni inferiori ai 50 metri altrimenti la pressione di radiazione e l’effetto Yarkovsky sarebbero devastanti. Data la vicinanza al Sole devono essere costituiti da metalli con alto punto di fusione come Ferro o Nickel che si troverebbero comunque a temperature sufficientemente elevate da fargli assumere una luminescenza di colore rosso.
L’asteroide con il perielio più stretto è 2005 HC4 a sole 0.07 UA dal Sole. Purtroppo, l’afelio è a 3.6 UA, bel lontano quindi da essere un possibile Vulcanoide. La ricerca comunque continua sia da Terra che dallo spazio: un programma di ricerca dei Vulcanoidi è infatti previsto utilizzando la sonda Parker (2018-2025).
Effetto Yarkovsky
L’effetto Yarkovsky è dovuto emissione termica per irraggiamento di un corpo ruotante.
Un corpo in orbita intorno al Sole ed in rotazione attorno al proprio asse, si trova a scaldarsi durante il giorno e a raffreddarsi durante la notte. Il processo che porta il lato diurno (caldo) a raffreddarsi non è istantaneo ma avviene progressivamente nel tempo. Questo fa si che il punto più caldo del corpo non sia in direzione della sorgente illuminante (il Sole) ma antecedente o successivo a questo a seconda che la rotazione sul proprio asso sia oraria o antioraria. Questo fa si che la variazione tra energia assorbita e calore ceduto generi una forza che può essere nella direzione del moto o opposta al moto. Se la rotazione è antioraria la forza è nella direzione del moto e pertanto l’asteroide aumenta nel tempo la sua distanza dal Sole. In caso contrario la riduce.
Astrofotografia
Essendo i Vulcanoidi degli asteroidi mai osservati, consiglio a tutti gli astrofotografi ed astrofili di utilizzare il proprio ingegno per osservare questi oggetti elusivi ponendo massima attenzione alla propria sicurezza personale (e dei propri sensori). Quindi utilizzate unicamente filtri classificati come sicuri per l’osservazione solare e ricordatevi che possono bastare pochi secondi di luce diretta (visibile ma anche UV, IR ed altro) del Sole per rovinarvi la vista per sempre.
Un esempio di studio amatoriale dei Vulcanoidi è riportato in http://www.vulcanoid.org/