Il Tredicesimo Cavaliere

Scienze dello Spazio e altre storie

CHE BATOSTA !

Asteroid-miningIl Tredicesimo Cavaliere incorre nell’ira funesta di Facebook e perde il più bello scoop della sua storia.

Ecco com’è andata.  

Giovedì 12 novembre alle ore 12:35, il blog pubblica un breve, emozionato comunicato stampa dal titolo: “E’ aperta la caccia agli asteroidi. Potremmo sbagliarci, ma non ci risulta che prima di quell’ora, in quel giorno, qualche altro organo di informazione in lingua italiana, di qualsiasi tipo, avesse già battuto l’importantissima notizia che segue.

Percepiti per anni solo come potenziali portatori di distruzione in caso di impatto con il nostro pianeta, gli asteroidi, oggetto del Space Launch Competitiveness Act approvato ieri dal Senato degli Stati Uniti con un convinto voto bipartisan, appaiono ora in una luce nettamente migliore – esordiva il comunicato stampa, che  chiudeva un paio di dozzine di righe dopo, così: – dal punto di vista minerario, l’insieme di asteroidi e comete che fa parte del Sistema Solare potrebbe valere qualcosa come cento trilioni di dollari  = $1014   E non si può negare che l’attuale livello tecnologico sia perfettamente in grado di sostenere questo nuovo sforzo. Il Congresso Americano l’ha capito e, a quasi cinquant’anni dall’Apollo 11, ha di fatto dato inizio all’Astronautica commerciale e privata

Il canale di diffusione più importante è costituito, per un microblog come il Tredicesimo Cavaliere, dalla rete dei Gruppi di discussione Facebook che raccolgono migliaia di astrofili. L’insieme dei Gruppi Facebook, degli astrofili e dei blog costituisce di fatto una microeconomia virtuosa, dove ognuno ha i suoi doveri e ottiene il suo tornaconto. Facebook fornisce la piattaforma tecnologica su cui si basa il servizio; gli astrofili forniscono lettori ai blog e a FB un pubblico per le campagne pubblicitarie, e, come si è detto, i blog forniscono info e contenuti ad astrofili e Gruppi FB. E’ andata avanti così per anni, con soddisfazione di tutte e tre le parti .

Ma giovedì 12 novembre, Facebook ha posto fine a questa proficua collaborazione con un gesto brutale e senza preavviso, sanzionando l’account FB di chi vi scrive, per 15 giorni, con il blocco della possibilita’ di scrivere e pubblicare nei Gruppi e con la cancellazione degli inviti alla lettura del comunicato stampa di cui sopra. A tutt’ora non mi è stata nemmeno comunicata una motivazione ufficiale.

Ammmesso ma non concesso che io abbia involontarialemte scritto o fatto qualcosa di sindacabile, cosa che comunque nego nel modo più assoluto, nel buio totale in cui mi hanno lasciato posso solo azzardare che FB voglia rifarsi al testo seguente: Le normative di Facebook prevedono che venga messa fine ai comportamenti che potrebbero essere considerati fastidiosi od offensivi dalle altre persone. Abbiamo appurato che hai utilizzato una funzione in un modo che potrebbe essere considerato improprio, anche se non era tua intenzione“. Ma, ripeto, non c’è stato ancora niente di ufficiale.

Ricostruiremo la nostra rete di lettori, servendoci di altri media, che sul web non mancano di certo. Saremo presenti su Twitter, Yahoo e sulle Cerchie di Google, e altri ancora. E non rinunceremo neanche a Facebook, che, al di là dell’arroganza e del senso di onnipotenza che pervade i suoi burocrati, ha pur sempre grandi meriti.

Cosa possono fare i nostri lettori, i nostri amici , e chi apprezza il nostro lavoro?

MOLTISSIMO !

Prima di tutto farsi vivi, aiutarci a diventare più forti condividendo questa pagina e abbonandosi al Tredicesimo Cavaliere (naturalmente è gratuito). Al momento potete farlo solo tramite nostra pagina Facebook, che è ancora disponibile e non credo verrà minacciata. Ma, meglio ancora, se non lo avete già fatto, registratevi anche come utenti diretti di WordPress, il nostro editore:

https://iltredicesimocavaliere.wordpress.com

Tra breve avremo una presenza su Twitter, Yahoo, Google e quant’altro. Ma il lavoro è tantissimo e noi siamo pochi. Perciò la cosa più utile e apprezzata sarà poter disporre di un poco del vostro tempo per un aiuto sul campo, tanto meglio se avete competenze specifiche nel settore dell’editoria sul web.

Inutile dire che chi può aiutarci di più sono proprio gli astrofili e gli appassionati di fantascienza che fin qui ci hanno seguito tramite i Gruppi di Facebook. In teoria si potrebbe tentare anche subito di recuperare quei lettori ristrutturando i rapporti tra noi e i Gruppi su una base diversa e inattaccabile dalla burocrazia di FB. 

A prestissimo, rimanete sintonizzati !

Roberto Flaibani

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16 novembre 2015 Posted by | Astrofisica, Astronautica, News, Planetologia, Scienze dello Spazio | , , , , , | 1 commento

E’ aperta la caccia agli asteroidi

Asteroid-miningPercepiti per anni solo come potenziali portatori di distruzione in caso di impatto con il nostro pianeta, gli asteroidi, oggetto del Space Launch Competitiveness Act approvato ieri dal Senato degli Stati Uniti con un convinto voto bipartisan, appaiono ora in una luce nettamente migliore. Si tratta dei rimasugli del processo di formazione del Sistema Solare, milioni di piccoli o grandi pezzi di roccia, minerali vari e acqua sparsi in tutto il Sistema e aggregatisi nel corso del tempo in gruppi e famiglie. Contengono un po’ di tutto, anche minerali preziosi, “terre rare” e perfino elementi non presenti sul nostro pianeta, che potrebbero essere quindi vantaggiosamente importati. Ma probabilmente ciò che di più prezioso troveremo negli asteroidi (e nelle comete!) sarà la semplice acqua. Scomposta nei suoi elementi base , sarà conservata in depositi orbitali e offerta come propellente da usare nel corso delle missioni, mentre oggi deve anch’esso essere trasportato da Terra, riducendo assai il carico utile offerto dal razzo lanciatore.

Tra guadagni e risparmi, le cifre si fanno titaniche: dal punto di vista minerario, l’insieme di asteroidi e comete che fanno parte del Sistema Solare potrebbe valere qualcosa come cento triliardi di dollari. E’ solo una stima che nessuno si sente di confermare, in presenza delle scarse informazioni geologiche ottenute fino ad oggi. E si avvertono nella normativa vigente problemi di politica internazionale, di natura legale e perfino assicurativa. Ma non si può negare che l’attuale livello tecnologico è perfettamente in grado di supportare questo nuovo sforzo. Il Congresso Americano l’ha capito e, in una festa di voti repubblicani e democratici mescolati all’entusiasmo degli imprenditori del settore (Musk, Branson, Bigelow, eccetera), a quasi cinquant’anni dall’Apollo 11, ha di fatto dato inizio all’Astronautica commerciale e privata con parole che in estrema sintesi suonano così:

“Sei capace di prenderlo? Allora fallo, è tuo.”

 

ROBERTO FLAIBANI

12 novembre 2015 Posted by | Astrofisica, Astronautica, Difesa Planetaria, News, Planetologia, Senza categoria | , | 1 commento

Storie nelle rocce (reblog)

Nella sua versione in lingua inglese, l’articolo che segue non solo ha fatto la gioia dei geologi e dei planetologi, ma ha raccolto anche parecchio interesse tra il pubblico non specializzato. E’ stato scritto da Barbara Cohen e tradotto in italiano, con molta cura,  da Simonetta Ercoli e Donatella Levi. E’ stato pubblicato sul Tredicesimo Cavaliere proprio nei caldissimi giorni a ridosso del Ferragosto, col risultato di passare inosservato alla maggioranza dei nostri lettori. Lo riproponiamo qui ora come un gesto di scusa nei confronti dell’autore e dei traduttori e ci auguriamo che questa volta l’articolo riesca a raggiungere l’intero suo pubblico. (RF)

La storia di un pianeta è raccontata attraverso le sue rocce. Ogni roccia che si forma memorizza il suo ambiente: la dimensione dei granuli di un sedimento ci dicono da quanto lontano le particelle sono state trasportate; le tracce degli elementi nelle rocce ignee quale era la provenienza del magma; la composizione mineralogica di una roccia metamorfica quale intensità di pressione ha subito. Una roccia ci mostra se una zona era umida o secca; se i fluidi percolati attraverso di essa erano caldi o freddi e se la superficie era stata alterata da fratture da impatto o corrugamenti tettonici.

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foto 1. L’immagine è una sezione sottile di Dhofar 025, una meteorite lunare con vescicole da fusione da impatto. È stata scattata utilizzando gli elettroni retrodiffusi in microscopio a scansione elettronica. Qui i grigi medi e scuri indicano gli elementi più leggeri che costituiscono le rocce e i minerali tipici, mentre il bianco brillante sta ad indicare elementi più pesanti, come i metalli, e le aree nere sono fori o spazi vuoti. L’inserto è uno zoom su un clasto da fusione da impatto in questa meteorite – un pezzetto di una sola roccia formata da molti cristalli di minerali che si sono accresciuti, avendo fuso e ricristallizzato in un impatto sulla Luna.

Ogni roccia è una pagina nel libro della storia di un pianeta: la geocronologia è ciò che mette in ordine le pagine. Studia l’età le rocce e quando esse sono state modificate dagli eventi geologici. Noi conosciamo le condizioni in cui le rocce si formano grazie agli strumenti presenti sui nostri rover, quali Opportunity e Curiosity, e sugli orbiter come l’Orbiter Lunar Reconnaissance, Messenger e Cassini. La geocronologia è una misurazione aggiuntiva, che mette quelle condizioni in un contesto temporale: ci aiuta a ordinare cronologicamente gli eventi planetari e a collegarli ad altri verificatisi nel Sistema Solare.

Per esempio, che cosa stava accadendo sulla Terra quando su Marte il clima cambiava da caldo e umido al suo inospitale stato attuale? Quando hanno colpito Marte e la Luna gli impatti degli asteroidi? La geocronologia può dirci anche quanto a lungo è durato un evento. Per quanto tempo, ad esempio, i diversi pianeti hanno avuto un calore interno sufficiente a regolare i sistemi magmatici? E quanto tempo hanno avuto gli organismi per crescere in un ambiente marziano caldo e umido? Quanto a lungo le superfici sono state esposte all’ambiente dello spazio e forse trasformate da esso?

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foto 2. Questa sezione sottile ingrandita (QUE 94200) è una howardite, un esempio della regolite di Vesta. Proviene da un gruppo di meteoriti collegate a Vesta chiamate HED (howardite, eucrite, diogenite). Questo campione contiene piccoli pezzi di materiale fuso da impatto dei crateri di Vesta. Tuttavia, dal momento che non conosciamo esattamente in quale punto dell’asteroide si siano formati queste meteoriti, non possiamo ancora collegare l’età assoluta dei campioni all’elenco dei crateri sulla sua superficie.

 

 

Campioni in laboratorio

Io mi descrivo come una persona campione. Amo mettere le mani sulle rocce degli altri pianeti – campioni lunari dell’Apollo, meteoriti dalle diverse parti del mondo – aprirli e analizzarli per scoprire come e dove si sono formati. Ho iniziato ad imparare diverse tecniche di laboratorio mentre ero una studentessa specializzanda in geologia all’università statale di New York a Stoney Brook, uno dei primi posti in cui sono stati analizzati i campioni riportati dalla missione Apollo negli anni ‘70. Quando ero iscritta alla facoltà dell’Università dell’Arizona per approfondire le scienze planetarie, sviluppai un progetto usando la geocronologia per datare piccolissime vescicole di fusione da impatto, che si erano conservate nelle meteoriti lunari. Tutti i campioni riportati dalle missioni Apollo, che si sono formati in ampi impatti sulla Luna, hanno stranamente un’età simile, circa 4 miliardi di anni, che alcuni addetti ai lavori hanno iniziato a spiegare con l’incremento dei bombardamenti subiti dalla Luna in quel periodo: bombardamenti ai quali la Terra non poteva essere sfuggita. Quando stavo preparando la mia tesi, pensavo che avrei trovato di sicuro rocce da fusione da impatto più vecchie e avrei risolto il mistero. In realtà, non trovai nulla di più vecchio di 4 miliardi di anni in nessuno dei miei campioni. Era più difficile di quanto pensassi. 

rocce5foto 5. La stratigrafia si usa per comprendere l’età relativa delle rocce. Come mostrato dagli strati differentemente colorati del Gran Canyon, le rocce più giovani sono sovrapposte a quelle più antiche. Per conoscere la loro età assoluta è necessario analizzarle in laboratorio.

Quando non abbiamo campioni da scegliere in laboratorio, come possiamo stabilire quanto è vecchio un pianeta? Usiamo la datazione relativa. Gli elementi rocciosi più vecchi si trovano al di sotto di quelli più giovani: questo è il principio della stratigrafia, che si può vedere in luoghi come il Gran Canyon. Quando si hanno solo immagini orbitali, è più difficile vedere gli strati sovrapposti gli uni sugli altri, ma possiamo ricorrere a formazioni, quali le colate di lava e i crateri da impatto, per distinguere le aeree più recenti da quelle più antiche. I crateri da impatto, infatti, sono molto utili perché, fin dal pesante bombardamento di quattro miliardi di anni fa, sembrano formarsi ad un ritmo costante. Questo significa che il numero dei crateri sulla superficie può essere collegato alla sua età, come lasciare un pezzo di carta fuori appena comincia a piovere. Ma come possiamo dire quanti crateri corrispondono a quale età? Abbiamo bisogno di un punto di collegamento o di un’età assoluta. Sulla Luna gli astronauti dell’Apollo hanno raccolto campioni dalle zone vicine ai flussi di lava. Li abbiamo datati per dare loro un’età, poi abbiamo contato i crateri sulla superficie delle colate di lava e creato una scala temporale calibrata della Luna. Ora potremmo contare i crateri presenti sulle parti della Luna che non sono state esplorate, e utilizzare le loro relazioni, determinate con i campioni Apollo, per dedurre l’età della superficie. E ancora, possiamo usare questa calibratura per estendere il conteggio dei crateri ad altri pianeti come Marte per stimare l’età della superficie del pianeta, sebbene ci siano molte imprecisioni quando si usa questo metodo.

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foto 3. questa fila di crateri da impatto, fotografata da Dawn, è una delle più suggestive formazioni sul grande asteroide Vesta. Questi ed altri impatti su Vesta hanno fatto ribollire la sua superficie, creando la regolite.

 

 

 

 

 

Campionatura in situ

Nel 2004 facevo parte di una commissione che consigliò la NASA su cosa sarebbe importante fare per la scienza lunare quando l’uomo tornerà sulla Luna. “Il contesto scientifico per l’esplorazione della Luna” era il titolo del nostro report. La commissione concordò nel ritenere che l’antico bombardamento della Luna – il periodo in cui gli enormi bacini lunari, quali Imbrium e Orientale, si formarono – era un’enorme questione in sospeso con implicazioni importanti per l’intero Sistema Solare. Noi sostenevamo l’importanza della raccolta di più campioni presi da diversi luoghi sulla Luna, non solo dalle vicinanze delle aree visitate dalle missioni Apollo: abbiamo bisogno di campioni prelevati da molti siti. Per esempio, il ritorno di campioni da Marte è un obiettivo di vecchia data della comunità scientifica che si occupa dei pianeti. Le meteoriti cadute sulla Terra ci raccontano quando i loro corpi di origine si sono formati ed evoluti, ma dove sono i loro corpi di origine? È necessario ottenere anche campioni di molti asteroidi. E quando si sono formate la liscia superficie di Venere leggermente craterizzata e la crosta povera di ferro di Mercurio? Riportare campioni da tutti questi posti? Chiaramente, non è possibile. Ma ho imparato un altro approccio alla campionatura, quando Paul Lucey, il mio collega di studi di scienze lunari e membro della commissione, mi pose delle domande riguardo a una geocronologia in situ, vale a dire spostare il nostro laboratorio nello spazio, invece di portare indietro i campioni. Io ridicolizzai l’idea. Gli risposi che servono camere pulite per la preparazione e manipolazione dei campioni, al fine di garantire la sensibilità degli strumenti, che occupano una metà della stanza, per un calcolo dell’età preciso fino a milioni di anni in minuscoli granelli di campioni vecchi miliardi di anni.

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foto 4. la maggior parte degli scienziati concorda nel ritenere ALH84001 la più antica meteorite di Marte mai rinvenuta. Questo pezzo del pianeta rosso cristallizzò 4,51 miliardi di anni fa. Mezzo miliardo di anni dopo è stato colpito da un forte evento di impatto. Noi non sappiamo dove si fosse originata la meteorite su Marte così non possiamo collegare la sua età ad uno dei crateri marziani.

Paul scosse la testa con disappunto e disse: “Veramente? Non riesci a pensare ad una sola domanda tra tutte quelle della scienza planetaria che possa richiedere un’età leggermente meno precisa?” Mi soffermai a pensare. Bene, noi non conosciamo l’età degli altopiani marziani all’interno di circa un mezzo miliardo di anni, che è un raggio ampio. Se potessimo restringere quello spazio fino a 100 milioni di anni, sarebbe sufficiente per legarlo alla storia lunare. I giovani basalti lunari, i crateri chiave sulla Luna, Marte e Vesta, l’età magmatica di asteroidi differenziati potrebbero essere tutti studi orientati ad un primo approccio con un’idea come questa.

Tempo e decadimento

I nostri metodi di datazione assoluta si basano sul decadimento radioattivo. Ogni elemento della tavola periodica ha un determinato numero di protoni ed elettroni, che lo identificano: per esempio, il carbonio ha sei protoni e sei elettroni. Tutti gli atomi hanno anche neutroni nei loro nuclei e questi possono variare di numero. Atomi che hanno lo stesso numero di protoni ma differente numero di neutroni sono detti isotopi tra loro. Così un atomo di carbonio con sei neutroni è 12C e uno con sette neutroni è 13C. Molti elementi hanno isotopi radioattivi naturali, in essi gli atomi madre decadono con il tempo in atomi figli più stabili. Questo tempo di decadimento è ormai noto, così conoscendo l’atomo di partenza e quello di arrivo, è possibile definire per quanto tempo il sistema è stato in decadimento o per le rocce il tempo per la loro formazione. Io uso un sistema radioattivo basato sul potassio (K) che decade ad argon (Ar). Il potassio è un elemento presente naturalmente nella vita di ogni giorno, ad esempio si trova nelle banane e nel granito. In realtà un numero veramente esiguo di atomi di potassio ha un numero extra di neutroni ed è quindi radioattivo. Quando esso si trova in un minerale o in una roccia, fa parte del loro reticolo, quindi possiamo valutare il potassio di partenza e l’argon di arrivo per conoscere in quanto tempo quest’ultimo si è formato, ovvero l’età della roccia. Con un’emi-vita di 1,29 miliardi di anni il sistema potassio-argon è un valido metodo per l’analisi delle rocce del sistema solare ed è stato utilizzato sia per le rocce lunari e le meteoriti che per le rocce terrestri.

 

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foto 6. il Mare della Serenità è uno dei mari lunari, vaste pianure di lava sulla superficie della Luna. Questa una ripresa della Stazione 6, dove gli astronauti dell’Apollo 17 hanno esplorato un gruppo di massi e regolite, fatta dalla camera del Lunar Reconnaissance Orbiter (LROC). Cinque ampi frammenti di roccia giacciono alla base di un lungo cordolo di massi. Provengono tutti da un singolo masso che è rotolato giù dal rilievo e si è frammentato in più parti.

 

 

L’esperimento laser potassio-argon

Il mio consulente di laurea è stato Tim Swindle, il quale provò per primo a sviluppare un sistema potassio-argon da utilizzare in un volo strumentale. Tim chiamò il suo metodo Argon Geochronology Experiment (AGE) e lo destinò a volare su una missione verso Marte. AGE utilizzava un laser (come il Chemcam su Curiosity) per misurare il potassio in piccoli campioni, poi lo fondeva in forno a 1.500 °C (2.730 Fahreneit) per liberare l’argon intrappolato. Io ero una collaboratrice nei programmi di Tim. In una conversazione con lui ad un convegno nel 2008 presso l’Ames Research Center della NASA, riflettei che l’alta energia del laser poteva rompere il reticolo cristallino e produrre argon libero senza il bisogno di un forno. Chiesi a Tim se gli sarebbe interessato provare questo metodo ma, spiegandomi che egli era al termine della concessione del suo progetto e stava prendendo altre responsabilità, suggerì che io tentassi da sola. Ci scambiammo i ruoli e io iniziai a sviluppare il Potassio Laser Experiment (KArLE) con Tim come collaboratore. Dato che sono una scienziata e non una tecnologa, ho progettato KArLE seguendo il criterio di adoperare strumenti che già esistono per le missioni sulle superfici planetarie, utilizzandoli per condurre un nuovo tipo di rilevazione: l’età delle rocce. KArLE usa uno strumento come il Chemcam sia per ablare un campione di roccia sia per misurare il potassio nel plasma, utilizzando la spettroscopia di ripartizione indotta da laser (LIBS). Come la roccia si rompe, noi misuriamo l’argon liberato con la spettrometria di massa, allo stesso modo in cui viene fatto in alcune missioni quali Curiosity, LADEE e Cassini. Abbiamo avuto circa tre anni di tempo per sviluppare una versione KArLE da laboratorio e testarla in analoghi campioni planetari con risultati incoraggianti, dal momento che abbiamo ottenuto datazioni accurate con circa solo un 10 – 15 percento di imprecisione: un livello di precisione ottimo per rispondere a molte domande sollevate dalla scienza planetaria. Possiamo fare buone misurazioni di potassio e argon, ma ogni datazione è l’interpretazione di un evento geologico, così ogni componente KArLE contribuisce a rendere la misurazione contestuale per interpretare l’età del campione. Per esempio la tessitura della superficie di una roccia è caratterizzata con un dispositivo elettronico (imager), LIBS produce un’analisi completa degli elementi della roccia e tutti i gas liberati possono essere misurati. Pensavo di essere stata piuttosto in gamba a riconvertire questi componenti e il loro uso verso la geocronologia. Ma una buona idea a volte sta solo aspettando di essere pensata e così, del tutto indipendentemente, anche altri due gruppi, in Germania e in Francia, stavano sviluppando questa tecnica quasi contemporaneamente a noi. Fortunatamente negli ultimi anni siamo arrivati a considerarci come persone che collaborano fra loro, lavorando tutte verso un obiettivo comune.

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foto 7. pezzi di colata di lava tratti dal Mare della Serenità sono stati riportati sulla Terra e datati nei laboratori, dove una datazione assoluta per la formazione lavica è stata valutata tra 3,7 e 3,8 miliardi di anni. Questo è un pezzo del basalto riportato dall’Apollo 17 che ha fornito questa età, collegandola al conteggio dei crateri dalla foto 6.

Opportunità per la datazione in situ

La capacità degli strumenti di volo di condurre la geocronologia in situ è ritenuta dalle pubblicazioni della NASA Planetary Science Decadal Survey e Technology Roadmap come uno sviluppo necessario per soddisfare i bisogni della comunità. Beagle 2, il lander esobiologico per l’orbiter Mars Express dell’ESA, è la sola missione lanciata con l’esplicito obiettivo di effettuare in situ la datazione K-Ar delle rocce. Sfortunatamente il lander Beagle 2 ha mancato la comunicazione al suo primo atteso contatto radio e questo obiettivo scientifico non è stato così soddisfatto. La prima datazione K-Ar in situ su Marte è stata pubblicata di recente, utilizzando misurazioni SAM e APXS su rocce Cumberland mudstone. L’età di 4,21 miliardi di anni (+-0,35) per Cumberland suggerisce che essa è di età molto antica e valida l’ipotesi dell’uso del sistema potassio-argon per la datazione sugli altri pianeti, anche se il metodo Curiosity è molto impreciso. Per ottenere maggior precisione e datazioni più significative, molti gruppi stanno perfezionando strumenti destinati alla datazione in situ. L’ultima opportunità per uno strumento di tale tipo è avvenuta lo scorso anno, quando il carico di Mars 2020 è stato completato. Quattro strumenti potassio-argon per la datazione in situ e altri schemi di datazione radioattiva sono stati proposti, tra cui KArLE. Benché nessuno abbia vinto un posto sul rover Mars 2020, la datazione in situ potrebbe presto divenire una realtà.

Ci sono molte domande relative alla scienza planetaria che ancora richiedono la determinazione di misurazioni di laboratorio e necessitano di campioni da riportare indietro sulla Terra. La datazione in situ non sostituisce il lavoro sui campioni riportati, ma piuttosto estende la nostra capacità di usarla come uno strumento, insieme ai nostri strumenti di imaging. Vorrei che diventasse uno strumento comune da poter utilizzare sulla Luna, su Marte, sugli asteroidi e oltre. Non sarebbe romantico avere un appuntamento in tutti quei posti?

traduzione: SIMONETTA ERCOLI

editing: DONATELLA LEVI

Titolo originale: “Stories in Stone” di Barbara Cohen , pubblicato su The Planetary Report vol35 #1-2015

2 ottobre 2015 Posted by | Planetologia, Scienze dello Spazio | , , | Lascia un commento

I Congiurati di Plutone 2.0

 Scienziati festeggiano NHIn qualità di astrononni ci piace poco rincorrere la cronaca, tanto più se fila alla bellezza di 16 km al secondo. Preferiamo metterci in retroguardia, ragionare e lasciare spazio al nostro istinto di segugi. Così capita di ritrovare nei cestini della carta straccia di editori (professionali o amatoriali) infinitamente più grandi e ambiziosi di noi, delle perle perdute. Ne parleremo nelle prossime settimane. Mentre indaghiamo, però, non possiamo non essere coinvolti dalla frenesia del momento storico, e vogliamo esserci anche noi per la foto di gruppo. Vi proponiamo quindi “I Congiurati di Plutone 2.0”, versione appena rinfrescata di un articolo che quando uscì, ormai più di 2 anni fa, piacque a molti … (RF)

(nella foto: esultano i soci fondatori della lobby dei Congiurati di Plutone –  da sinistra a destra: Cathy Olkin, Jason Cook, Alan Stern, Will Grundy, Casey Lisse, and Carly Howett. Foto di Michael Soluri.

 Sebbene il cielo sia assolutamente terso, cade una neve leggera: è il freddo estremo della sera che fa solidificare il metano e l’anidride carbonica della tenue atmosfera del pianetino. I cristalli ricoprono il terreno gelato, e consentono a un piccolo gruppo di sportivi di muoversi sui loro sci riscaldati (per favorire la sublimazione del ghiaccio secco e aumentare la scivolosità) e concedersi qualche ora di sci di fondo nel morbido paesaggio notturno. Più tardi, per niente affaticati da una forza di gravità molto inferiore a quella terrestre, volta la direzione di marcia verso le luci lontane dell’avamposto, vedranno il Sole sorgere sulle colline, anonima stellina un po’ più brillante delle altre. Quanto basta però per innalzare la temperatura al suolo di un paio di gradi e dare inizio al processo di sublimazione su larga scala, che riporta metano e anidride carbonica in forma aerea. Mentre i terrestri ripongono gli sci e si apprestano al loro turno di lavoro, qualche volta, specie in estate, a grande altezza si formano pochi, pallidi cirri che tingono il nero cielo di Plutone con morbidi toni di giallo, bianco e rosa. Dopo 85 anni dalla sua scoperta, dopo essere stato declassato a pianeta nano e aver ricevuto il numero asteroidale 134340, il 14 luglio 2015 Plutone sarà raggiunto e sorvolato alla distanza di circa 10.000 km. dalla sonda New Horizons.

Plutone SistemaSiete liberi di non crederci, ma ormai è un fatto storico comprovato: la lobby scientifica conosciuta come “I Congiurati di Plutone”, fu costituita nel maggio 1989 a Baltimora, in un piccolo ristorante italiano, consumando pizza e vino rosso. C’erano Alan Stern, vero padre del progetto, del Southwest Research Institute di Boulder in Colorado, oggi Principal Investigator della missione New Horizons, e una decina tra planetologi, esperti di asteroidi e qualche ingegnere. I Congiurati si diedero il compito di convincere la NASA a organizzare una missione diretta al sistema di Plutone nel minor tempo possibile. L’iniziativa ebbe dapprima buona accoglienza e il progetto dei Congiurati, chiamato Pluto 350 (il numero si riferiva al peso della sonda in kg) fu sottoposto a studi più approfonditi. Negli anni successivi, però, lo stesso Alan Stern, nella sua qualità di presidente del Gruppo Scientifico di Lavoro sui Pianeti Esterni, accantonò Pluto 350 preferendogli il Pluto Fast Flyby, un progetto che si basava su una coppia di veicoli spaziali gemelli del peso di soli 75 kg ciascuno, ideati da Robert Staehle e Stacy Weinstein del Jet Propulsion Laboratory (JPL) di Pasadena. Stern, inoltre, aggregò all’impresa l’Istituto russo di Ricerca spaziale (IKI), che si offrì di fornire due piccoli lander destinati a Plutone, e l’economico razzo vettore Proton. Il nome della missione fu cambiato in Pluto Express, si era nel 1995.

Cintura KuiperNegli anni che seguirono il progetto fu sottoposto a feroci critiche di carattere economico e a nulla valse l’ampliamento della missione ad alcuni oggetti transnettuniani. Nell’autunno del 2000, la NASA tentò perfino di cancellare la missione, ma Ted Nichols, uno studentello di liceo, raccolse su Internet, in una sola settimana, ventimila firme in calce a una petizione di protesta, e l’Agenzia dovette fare un passo indietro, garantendo la fattibilità della missione, purché non costasse più di 500 milioni di dollari. Fu indetta una gara dalla quale emerse vincitore il progetto New Horizons così com’è oggi. Nel 2003, infine, la missione dovette essere difesa da un altro tentativo di siluramento, questa volta a opera della Casa Bianca, sotto pressione a causa della crisi economica.

La sonda venne lanciata il 19 gennaio 2006, giusto in tempo per sfruttare, alla fine di febbraio 2007, l’effetto fionda gravitazionale di Giove che generò un incremento della sua velocità di 4 km/s, indispensabile per presentarsi al flyby con Plutone, nel 2015, alla velocità residuale di ben 16km/s. Dopo il flyby, infatti, la sonda continuerà il suo viaggio di esplorazione addentrandosi nella Fascia di Kuiper per una decina d’anni, finchè il piccolo generatore termico a radioisotopi (RTG) con cui è equipaggiata sarà funzionante. La NASA ha già pronte nuove possibili destinazioni. A chi chiede come mai non sia stato previsto che New Horizons entrasse in orbita intorno a Plutone, per una esplorazione più approfondita, i responsabili della missione rispondono che ciò è dovuto proprio all’alta velocità con cui la sonda si muove: la frenata che sarebbe necessaria per effettuare tale manovra comporterebbe un enorme consumo di carburante.

New Horizons dettagliLa sonda pesa 481 kg, di cui 30 costituiti da strumentazione scientifica (vedi foto a sinistra) e monta un’antenna a disco di 2,5 metri per tenere i contatti con la Terra. Il viaggio viene effettuato per la maggior parte del tempo in condizione di “ibernazione elettronica” per risparmiare energia; condizione da cui esce per brevi periodi programmati, allo scopo di verificare la rotta, il funzionamento dei sistemi di bordo e per caricare gli aggiornamenti del software. Costo della missione: 650 milioni di dollari.

ROBERTO FLAIBANI

Per concludere forniamo qui di seguito alcuni link che saranno utili a chi vorrà seguire l’evento in diretta:

sito ufficiale

Planetary Society

MISSIONE NEW HORIZONS – PLUTONE-CARONTE (in italiano)

Fonti:

I Congiurati di Plutone” –  versione origiinale

Molte grazie a Wikipedia, Michael Soluri, NASA, JPL

13 luglio 2015 Posted by | Astrofisica, Astronautica, Planetologia | , , , | Lascia un commento

Finalmente.

friedman(Lou Friedman)

E’ una lunga storia, una storia di passione scientifica, quella tra i fondatori della Planetary Society e la vela solare. Comincia, se vogliamo, verso la metà degli anni ’70, quando Lou Friedman decide di lasciare il Jet Propulsion Laboratory della NASA, deluso dalla cancellazione della missione, in cui rivestiva l’incarico di direttore, che avrebbe portato un sonda dotata di vela solare al rendez-vous con la Cometa di Halley. Qualche anno dopo, nel 1980, fonda la Planetary Society, insieme a Bill Murray e al grande astronomo e visionario Carl Sagan, con la missione di “ispirare i popoli della Terra ad esplorare altri mondi, comprendere il nostro, e cercare la vita altrove.” (Wikipedia)

Cosmos.1(Cosmos-1)

Da allora Friedman e i suoi associati si occupano di tutto quanto riguarda l’esplorazione del Sistema Solare, la ricerca degli esopianeti e della vita intelligente al di fuori della Terra. Collaborano con il SETI Institute, la British Interplanetary Society, e molte altre ONG a carattere scientifico. Distribuiscono fondi per sostenere il vasto circuito degli astrofili volontari che tengono sotto controllo gli asteroidi vicini alla Terra. Fanno divulgazione tramite radio, televisione, e la produzione di un gran numero di audiovisivi. Sono diventati in breve il punto di riferimento dei cosidetti “space enthusiast” di tutto il mondo, dicono di avere più di centomila tesserati. Negli ultimi anni hanno sviluppato un’abilità luciferina nel campo della lobbying e dell’advocacy, a tutto vantaggio della NASA, e recentemente si sono battuti  a favore della missione Europa Clipper.

LightSail - BillNye

(Bill Nye)

Ma torniamo alle vele solari, massimo obiettivo della Society e del suo presidente Lou Friedman (si è dimesso qualche anno fa, ed è stato sostituito dallo spumeggiante Bill Nye). Alla fine degli anni ’90 Friedman prende contatto con un’associazione scientifica russa, chiamata “Cosmos Studio”, e insieme si mettono a progettare una splendida vela, Cosmos-1, e la realizzano in una pellicola di polietilene tereftalato ricoperta in alluminio, nel formato “eliogiro”. Il lancio, avvenuto il 21 giugno 2005, viene funestato da un incredibile “incidente”, quando il mancato funzionamento del vettore Volnija, venduto dalle autorità russe agli “ingenui” astrofili della Planetary Society, causa la perdita di Cosmos-1, che altrimenti avrebbe potuto diventare la prima vela solare della storia, ben 10 anni fa.

LIghtSail-2

(LightSail)

E invece lo è diventata la giapponese Ikaros nel 2010, pochi mesi dopo l’apertura di questo blog. Nel frattempo quegli incredibili tipi che dirigevano la Planetary Society, all’epoca a fianco di Friedman, ora a fianco di Nye, galvanizzati dalla risposta calda e generosa dei loro associati, dichiaravano baldanzosi “Non ci fermeremo, costruiremo con le nostre mani un’altra vela solare”. E invece di una ne hanno fatte due uguali, la prima è quella lanciata il 20 maggio e rientrata prematuramente tre giorni fa: un test preparatorio al lancio del veicolo “vero”, che avverrà l’anno prossimo. LightSail-A è andata in orbita, gli errori di software e hardware che hanno fatto temere il peggio non invalidano il successo complessivo. La vela è dispiegata. Finalmente.

ROBERTO FLAIBANI

 

 

gli incredibili tipi

 (The Crew)

 

 Per approfondire:

LightSail + Cubesat: il Sistema Solare sarà aperto a tutti? 

CubeSat e LightSail-1: largo ai piccoli satelliti! 

Difesa Planetaria anno zero 

17 giugno 2015 Posted by | Astrofisica, Astronautica, Difesa Planetaria, Planetologia | , , , , , , , , | Lascia un commento

Mappa dei corpi solidi del Sistema Solare

space-without-the-space

Ultimamente abbiamo fatto amicizia con il cordialissimo Stephen P. Bianchini, uno studioso di statistica e scienze sociali, appassionato di fantascienza, che vive nella zona di Edimburgo. Stephen collabora con Serious Wonder e con Amazing Stories e ha uno splendido blog tutto suo chiamato The Earthian Hivemind. Per quanto riguarda la collaborazione tra noi (resa più semplice dal perfetto bilinguismo di Stephen) abbiamo deciso di rendere i rispettivi archivi vicendevolmente accessibili, perciò vedrete tra breve i migliori articoli del Tredicesimo apparire, tradotti in inglese, su The Earthian Hivemind, e viceversa. Cominciamo noi proponendovi questo pezzo sulla stupefacente Mappa dei corpi solidi del Sistema Solare (RF)

Questo XKCD è davvero un sito meraviglioso (se ancora non lo conoscete andateci subito, non ve ne pentirete). Ogni tanto qualcuna delle loro realizzazioni grafiche appare dotata di una particolare potenza concettuale, come questa mappa “vecchio stile” che mette insieme tutti i corpi solidi del Sistema Solare.

Non ci sorprende che il nostro pianeta risulti primo, in fondo stiamo parlando di pianeti solidi, ricordatelo, perciò niente giganti gassosi o ghiacciati. Mentre Venere, gemello minore della Terra, è secondo per un soffio. Ganimede, nel sistema di Giove, è la luna più grande del Sistema Solare, e con i suoi 5262 chilometri di diametro è più grande anche di Mercurio e all’incirca della taglia di Marte. La nostra Luna, seppure più piccola di altre, raggiunge comunque una stazza considerevole, specie se paragonata per dimensioni alla Terra (e questo ha provocato la presentazione di una serie di ipotesi riguardo alla sua formazione). Altre lune sono altrettanto impressionanti per diverse ragioni, come il bellissimo Titano (un’altra bella fetta della mappa) o la strana Miranda (vedere questo articolo se si vuole saperne di più).

Nella parte bassa della mappa c’è una sorta di regione residuale, che raccoglie tutto il resto del materiale solido del Sistema, come le lune minori, le comete e così via. Alcune delle lune minori sono davvero piccole, e non solo le grandi lune possono avere le loro lunette (e le maltrattano pure, come Giapeto che potrebbe aver usato la propria per creare le sue montagne), ma possono anche altri piccoli corpi celesti come gli asteroidi. Un esempio? L’asteroide Ida, diametro massimo 30 chilometri, ha una lunetta in orbita intorno a se: è lunga quasi un chilometro e mezzo e la chiamano Dactyl. E’ così minuscola che solo la sonda Galileo nel 1993, sfilandole accanto a 9600 chilometri di distanza, fu in grado di scoprirla.

Qualche altra cifra può interessare: il Sole da solo si aggiudica il 99% della massa del nostro sistema planetario. Dei rimanenti corpi celesti, Giove è di gran lunga il maggiore (il suo raggio è pari al 10% di quello del Sole). Potrebbe contenere circa 1321 Terre e pare che nel corso della sua evoluzione abbia inghiottito un rivale più piccolo, il che giustificherebbe la sua stazza.

solar_system_no_sunPer concludere, solo una breve nota finale. La sonda “New Horizons” raggiungerà Plutone all’inizio dell’estate e a lugliio sarà alla distanza minima prevista dal pianeta nano. Voglio calcare la mano sull’aggettivo “piccolo” mentre voi osservate la mappa. Il diametro di Plutone è pari a soli 2368 chilometri, circa la metà della distanza che separa la California dal Maine. Ma non mi sento di raccomandarvela come scampagnata in macchina.

traduzione di ROBERTO FLAIBANI

editing STEPHEN P. BIANCHINI

DONATELLA LEVI

Titolo originale “Solid Bodies in the Solar System – a great map”

pubblicato il 3 gennaio 2015 da The Earthian Hivemind.

Creedits: XKCD, NASA-JPL

23 febbraio 2015 Posted by | Astrofisica, Planetologia, Scienze dello Spazio | , , , , , , , | Lascia un commento

L’esplorazione dei giganti di ghiaccio

Mentre i pianeti interni sono già stati attivamente studiati, almeno in merito alla possibilità di ospitare forme di vita autoctona, i due giganti gassosi, e alcuni dei loro satelliti, sono attualmente al centro dell’attenzione.

Sistema Solare masse(nell’immagine: le masse planetarie nel Sistena  Solare: Urano e Nettuno sono le due sfere azzurre  in basso a destra)

Nel sistema di Saturno la sonda Cassini si aggira  ormai da anni, raccogliendo dati scientifici importanti (l’ultimo flyby di Titano risale al 18 giugno scorso) tanto da meritare, come sembra, un prolungamento della sua vita operativa. Giove, invece, è l’obiettivo di ben tre missioni: Juno, già partita, che studierà la magnetosfera del pianeta, JUICE, fiore all’occhiello dell’ESA, da lanciare nel 2022 e dedicata ai satelliti Ganimede, Callisto ed Europa, e  poi Europa Clipper, ancora in fase di progettazione. Infine, nella primavera dell’anno prossimo, New Horizons eseguirà un flyby di Plutone per poi inoltrarsi nell’inesplorata Fascia di Kuiper, fino ad esaurimento dell’energia.

Ecco quindi l’attenzione dei ricercatori rivolgersi all’unica area ancora semi-inesplorata del Sistema Solare, dove orbitano i cosidetti giganti di ghiaccio, Urano e Nettuno. Sono diversi da Giove e Saturno, oltre che nelle dimensioni, anche nella composizione dell’atmosfera: nei primi riscontriamo solo il 25% di idrogeno, e invece abbondano di ammoniaca, metano e sopratutto acqua (da cui il ghiaccio), mentre gli altri presentano quasi esclusivamente idrogeno e un po’ d’elio. L’unica esplorazione diretta di Urano e Nettuno è stata eseguita dal Voyager 2, rispettivamente nel 1986  e nel 1989. Poi più nulla.

(nella foto: la sonda Cassini) Cassini

Come e quando
I progetti di missione di cui siamo a conoscenza sono due: il primo si chiama Progetto ODINUS, o meglio: “Progetto di una missione diretta ai pianeti giganti ghiacciati, con due astronavi gemelle per svelare la storia del Sistema Solare.” Il documento ufficiale è stato inviato all’ESA per partecipare alle selezioni previste nell’ambito del programma Cosmic Vision 2015-2025 e presenta come primo firmatario il dott. Diego Turrini dell’Istituto di Astrofisica e  Planetologia dell’ INAF-IAPS di Roma, insieme a 14 colleghi  quasi tutti italiani. Una prima proposta è stata  accettata ed è stata anche fissata una data indicativa per il lancio, il 2034 . Nel caso di ODINUS, è prevista la messa in orbita di due sonde identiche, una intorno a Urano, l’altra a Nettuno, e la raccolta di dati analoghi, registrati sui due pianeti nello stesso lasso di tempo e nel mezzo interplanetario durante la crociera, servendosi di set di strumenti uguali. Di conseguenza, ci sarebbe la possibilità di creare nuovi protocolli e una metodologia completamente nuova, comparata, dell’esame dei dati raccolti. Se ne avrebbero senz’altro grandi vantaggii scientiifici, ma anche un certo incremento di spesa, che non sappiamo se l’ESA potrà e vorrà affrontare. Fortunatamente, il Senior Committee Survey dell’Agenzia ha già dichiarato che l’esplorazione dei giganti di ghiaccio “sembra essere una pietra miliare tempestiva, del tutto adeguata per una missione di classe L (large)”. Speriamo bene!

e-Sail(nella foto: Pekka Janhunen illustra il funzionamento della e-Sail)

Il secondo progetto in esame si chiama “Missione con propulsione a vela solare elettrica per l’esplorazione profonda dell’atmosfera di Urano” ed è firmato da Pekka Janhunen, scienziato finlandese già noto ai nostri lettori come inventore  della vela solare-elettrica. Si tratta di una cooperazione tra l’Istituto Meteorologico Finlandese, il CNES e l’Università di Pisa. Prevede il lancio di una sonda di 550 kg. per giungere fino a Urano in meno di 6 anni, grazie alla spinta fornita da una vela solare-elttrica da 0,5 N. Il veicolo è composto da tre moduli distinti: il primo (e-sail module – 150 kg.), ospita la vela e viene espulso in prossimità dell’orbita di Saturno, perché a quella distanza il vento solare non ha più energia sufficiente da trasferire all’astronave. Il secondo modulo (carrier module – 150 kg.) è dotato di un  sistema autonomo di propulsione grazie al quale può mettersi in orbita intorno a Urano. Ci sarebbe inoltre spazio disponibile dove alloggiare della strumentazione scientifica e configurare così una serie di missioni “orbiter” che gli autori non vogliono però approfondire. Il carrier module ospita anche un’antenna ad alto guadagno di 1 metro di diametro con cui  ritrasmettere alla Terra i dati ricevuti dal terzo modulo (entry module – 250 kg., di cui 36 di strumentazione scientifica), che eseguirà l’esplorazione profonda dell’atmosfera uraniana. Fatte le debite distinzioni, gli autori non fanno mistero di essersi ispirati all’entry module della Missione Galileo, che nel 1989 apriva la campagna di esplorazione del Sistema Solare esterno, e anch’essi si chiedono se non sia opportuno pianificare con maggiore anticipo le future missioni  in quest’area, standardizzando hardware e procedure delle prossime sonde automatiche.

new_horizons(nella foto,  la sonda New Horizons)

Gli obiettivi scientifici più importanti

I pianeti giganti apparvero probabilmente molto presto nella storia del Sistema Solare, formandosi nel lasso di tempo in cui il Sole era ancora circondato dal disco circumstellare di gas e polvere. Fin dagli anni ’50 era stato riconosciuto il ruolo dei pianeti giganti nella formazione e nell’evoluzione del giovane Sistema Solare  con Giove che avrebbe iniettato nuovo materiale nelle regioni di formazione di Urano e Nettuno, in forma di planetesimi sparsi. L’importanza del Modello di Nizza, la teoria oggi più accreditata sull’evoluzione del Sistema ai suoi primordi, sta nel fatto di sostenere con forza l’idea che i pianeti giganti non si sono formati dove li vediamo oggi o, in altre parole, che ciò che osserviamo oggi non è necessariamente un riflesso del Sistema Solare come era immediatamente dopo la fine del processo di formazione. Il successo di questa teoria nello spiegare diverse caratteristiche del Sistema Solare ha però aperto la strada a scenari più estremi. Di recente, infatti, una nuova interpretazione della formazione planetaria ottenuta attraverso lo studio di sistemi extrasolari, ha dato origine all’idea che il Sistema Solare potrebbe aver subito un’evoluzione molto più caotica e violenta di quanto precedentemente teorizzato.

Nuove conoscenze sui primordi del Sistema Solare, possibilità di sottoporre a  verifica il “Modello di Nizza” e di acquisire grandi quantità di misurazioni in loco, tra cui la composizione chimica e isotopica dell’atmosfera: sarebbe questo l’allettante bottino scientifico che attende i ricercatori.

ROBERTO FLAIBANI

editing DONATELLA LEVI

 

 

FONTI:

Return to the Ice Giants, published by Paul Gilster on Centauri Dreams – June 18, 2014

Outer Planet Exploration Strategies,  published by Paul Gilster on Centauri Dreams – June 19, 2014

Fast e-Sail Uranus Entry Probe Mission, by Pekka Janhunen et al. – arXiv: 1312.6554v1

The Scientfic Case for a Mission to the Ice Giant Planets with Twin Spacecraft to Unveil the History of our Solar System, by Diego Turrini et al.

 

 

 

25 agosto 2014 Posted by | Astrofisica, Astronautica, Planetologia, Scienze dello Spazio | , , , , | Lascia un commento

Titano, un mondo a parte

Nella costante ricerca di una possibile vita extraterrestre, nuovi orizzonti sono stati aperti sulla grande luna Titano dalla Missione Cassini-Huygens, in orbita nel Sistema di Saturno dal luglio 2004. Questo satellite, scoperto nel 1655 dall’astronomo olandese Christiaan Huygens, è uno dei corpi rocciosi più massicci dell’intero sistema solare: è più grande del pianeta Mercurio ed è il secondo satellite per dimensioni e massa, dopo Ganimede. (Fig.1 – Titano transita davanti a Saturno)

fig1 - saturno-titanoLa missione congiunta NASA/ESA/ASI, “Cassini-Huygens”, ha mappato la superficie di Titano grazie al lander Huygens che, disceso sul satellite nel gennaio 2005, ha rilevato a livello dell’equatore la presenza di dune fatte di particelle organiche e canali, simili a quelli escavati dal ghiaccio d’acqua, e laghi alle alte latitudini. Si ipotizzò che questo paesaggio poteva essere stato scolpito dall’azione di idrocarburi allo stato liquido, presenti quale risultato di un ambiente molto freddo, compatibile con la grande distanza dal Sole e con un’atmosfera stabile a -179°C. Quindi non dall’acqua, che a tali condizioni sarebbe completamente ghiacciata, ma che potrebbe comunque essere presente allo stato liquido in profondità, sotto la crosta di ghiaccio spessa circa 50 km, in base a quanto rilevato dalla maggior parte delle stime. Ci si potrebbe, però, chiedere se il requisito biologico terrestre dell’acqua possa essere svolto anche da altri liquidi, che sono stabili in superficie (metano ed etano ad esempio) e che possono portare ad una forma di chimica organica, con tutte le peculiarità legate alla vita, anche in un’espressione diversa da quella terrestre. Questo è quanto gli scienziati si propongono di scoprire con le loro ricerche.

La morfologia superficiale di Titano si presenta molto eterogenea, come hanno rilevato le osservazioni a lunghezze d’onda infrarosse e radar, ed essa sembra compatibile con attività di tipo vulcanico, tettonico ed anche meteorologico, interagenti in un ciclo analogo a quello idrologico sulla Terra, ma operato da un idrocarburo, tipo il metano.

Titano è anche l’unico satellite naturale del sistema solare a possedere un’atmosfera sviluppata, scoperta nel 1944 Gerard Kuiper, facendo uso di tecniche spettroscopiche. I dati ottenuti dalle missioni dimostrano che essa è costituita per il 98,4% di azoto, l’1,4% di metano e tracce di numerosi altri gas ed è così densa che una persona potrebbe legarsi un paio di ali sul dorso e librarsi in volo, come un novello… Dedalo! (Ovidio, Metamorfosi, libro VIII vv.183-200)

[…] E subito dedica il suo ingegno a un campo ancora inesplorato,

sovvertendo la natura. Dispone delle penne in fila,

partendo dalle più piccole via via seguite dalle più grandi,

in modo che sembrano sorte su un pendio: così per gradi

si allarga una rustica zampogna fatta di canne diseguali.

Poi al centro le fissa con fili di lino, alla base con cera,

e dopo averle saldate insieme, le curva leggermente

per imitare ali vere. Icaro, il suo figliolo, gli stava

accanto e, non sapendo di scherzare col proprio destino,

raggiante in volto, acchiappava le piume che un soffio di vento

sollevava, o ammorbidiva col pollice la cera

color dell’oro, e così trastullandosi disturbava il lavoro

prodigioso del padre. Quando all’opera fu data

l’ultima mano, l’artefice provò lui stesso a librarsi

con due di queste ali e battendole rimase sospeso in aria. […]

Agli inizi del secondo millennio osservazioni di tempeste nella regione antartica e nella regione equatoriale hanno fornito la prova della presenza di idrocarburi nell’atmosfera del satellite, prevalentemente metano, proveniente dal suo interno, a causa di fenomeni analoghi al nostro vulcanismo, ma di natura fredda, per questo definiti criovulcanici.

fig.2 Mare di Ligeia, nella regione del polo nord di Ttano, potrebbe rvelare i suoi segreti alla sonda TiME dopo il suo ammaraggio nel 2013. Credit NASAJPL.(fig.2: Il Mare di Ligeia) Successivamente, nel luglio 2006, la scoperta di laghi e mari, anche nell’emisfero settentrionale, ha confermato l’ipotesi della presenza di idrocarburi liquidi sulla superficie del satellite. In seguito questo dato è stato ulteriormente implementato da nuove riprese da parte di Cassini: la maggior parte dei laghi della luna sono concentrati alle latitudini settentrionali. Il più grande di questi bacini, denominato Mare di Kraken, è ampio quanto il Mar Caspio e il lago Superiore messi insieme. Alla sua sinistra si trova il secondo bacino per grandezza, il Mare di Ligeia, che ricopre un’area di circa 500 chilometri di diametro. Recenti flyby, accompagnati da condizioni meteorologiche favorevoli, hanno fornito immagini ancora più dettagliate, relazionate in un comunicato stampa dal Jet Propulsion Laboratory, in cui si legge che sono presenti superfici di terreno lucente intorno ai grandi bacini del nord, mai osservate prima. Due sono le spiegazioni proposte a riguardo: la prima ipotizza la costruzione di formazioni carsiche di origine salina simili a quelle presenti nelle Carlsbad Caverns (1) in New Mexico; la seconda, invece, propone la formazione di strutture derivate da crolli successivi ad un’eruzione vulcanica, che potrebbero anche spiegare il profilo arrotondato e le ripide pareti di questi laghi .

fig.3  Questo mosaico in falsi colori, realizzato a partire dai dati a infrarossi raccolti dalla sonda Cassini della NASA, rivela le differenze nella composizione dei materiali di superficie intorno ai laghi(Fig.3: particlari di Titano) Altro dato importante da tenere in considerazione riguardo alle condizioni ambientali della superficie di Titano è la sua temperatura media, che risulta essere molto vicina al punto triplo del metano, cioè la condizione in cui possono coesistere le forme liquida, solida e aeriforme di questo idrocarburo, come accade sulla Terra per l’acqua, condizione questa molto importante per lo sviluppo della vita.

La composizione del puzzle di informazioni ha delineato per Titano la presenza di condizioni ambientali tali che hanno portato gli scienziati ad assimilarlo allo stadio della Terra al tempo approssimativo dell’origine della vita. Potrebbe essersi verificata un’analoga condizione su Titano? La vita potrebbe aver avuto origine durante le fasi iniziali più calde della formazione del satellite e successivamente essere stata salvaguardata attraverso lo sviluppo di strategie di adattamento alle nuove condizioni, progressivamente sempre più fredde? Una risposta a queste domanda potrà essere data solo da nuove esplorazioni dirette dell’ambiente della luna con tipologie più avanzate di landers, che non troverebbero grandi ostacoli nella loro discesa, in quanto le condizioni si presentano favorevoli: bassa gravità, densa atmosfera, calma di venti in quota, bassa radiazione. Unico svantaggio… la grande distanza dalla Terra!

fig.4 Il robot Planetary Lake Lander della NASA galleggia su un lago di Ttiano in questa rappresentazione artistica. Illustrazione per gentile concessione NASAJPL(Fig.4: scendere sulla superficie di Titano). Per sorvolare le diverse zone di Titano potrebbe essere adeguata una mongolfiera, una sorta di rover galleggiante in grado di sfruttare al meglio le condizioni della sua atmosfera. E un veicolo di questo tipo è quello che stanno studiando agenzie spaziali statunitensi ed europee, in collaborazione con imprenditori privati. Un team scientifico, guidato dall’astrobiologa del SETI Nathalie Cabrol, sta lavorando da qualche anno al robot Planetary Lake Lander, una sonda testata in Cile sopra la Laguna Negra, luogo assimilabile ad un mare alieno, in quanto alimentata da ghiacciai, sovrastata da un’atmosfera sottile, soggetta a forti perturbazioni e valanghe e circondata da vulcani. Nel 2011 questo lander ha iniziato ad esplorare tutta l’area, determinando dimensioni e profondità del lago, misurandone il pH e rilevando i fenomeni meteorologici. Questo tipo di veicolo è comunque progettato per un lavoro di tipo terrestre e quindi la sua struttura risulta essere troppo pesante per un impiego su Titano e, pertanto, sarà necessario riadeguarla per sostenere il volo nello spazio.

Altra missione prevista verso Titano è TiME, Titan Mare Explorer, una missione inserita in quella più ampia del Titan Saturn System Mission. Ad essa sta lavorando Ellen Stofan, già membro del team che ha curato il radar di Cassini, insieme a Lockheed Martin (Proxemy Research Inc.) e al Laboratorio di Fisica Applicata della Johns Hopkins University. Ellen Stofan, ricercatrice principale della Proxemy Research, ha presentato nel 2009 alla “Decadal Survey”2 un lavoro, in cui metteva in rilievo il ruolo importante rivestito da mari e laghi di Titano nel ciclo complessivo del metano sulla sua superficie. Un obiettivo primario della missione sarà proprio quello di esaminare il ciclo di questo composto, per cogliere le analogie e le differenze rispetto al quello idrologico sulla Terra allo scopo di rilevare la presenza di una dinamica chimica complessa simile a quella che ha portato alla formazione della vita sul nostro pianeta miliardi di anni fa. Il progetto, di costo non eccessivamente alto e non suscettibile di variazioni in itinere, prevede il lancio di una zattera robot con un razzo Atlas 411 tra il 2016 e il 2018. La discesa sul Mare Ligeia (78 ° N, 250 ° W) avverrà nel 2023.

fig.5(fig.5: AVIATR) Il Dr. Jason W. Barnes dell’Università dell’Idaho e un team di 30 scienziati ed ingegneri stanno mettendo a punto una missione senza equipaggio per esplorare Titano, chiamata AVIATR (Aerial Vehicle for In-situ and Airborne Titan Reconnaissance). Questa consiste nell’invio sul satellite di un vettore spaziale costituito da tre veicoli: veicolo spaziale (SV) per il volo, un veicolo Entry (EV) per l’ingresso e la discesa , e il Veicolo Air (AV) per volare nell’atmosfera del satellite. AV studierà la dinamica dell’atmosfera e analizzerà la morfologia della superficie in modo più approfondito, grazie ad una specifica strumentazione di bordo; inoltre potrebbe essere programmato per salire fino a 14 km di altitudine e scende a 3,5 km di quota una volta al giorno, consentendo un monitoraggio molto più accurato e completo della struttura e della dinamica di tutto il satellite. Il costo stimato della missione è, però, piuttosto alto, 715 milioni di dollari, suscettibili di aumento in fase di realizzazione; per tale motivo il progetto non ha avuto ancora l’approvazione di priorità dal National Research Council’s “Decadal Survey” (2).

SIMONETTA ERCOLI

Note

(1) Le Carlsbad Caverns si sono formate a partire da 250 milioni di anni fa circa, con la creazione di una lunga barriera corallina a ferro di cavallo, formata da resti di spugne, alghe, conchiglie e da calcite che precipitava direttamente dall’acqua, in un mare interno che ricopriva questa regione. Quando il mare scomparve la barriera corallina fu sepolta da depositi di sali e gesso. Qualche milione di anni fa, a causa del sollevamento e dell’ erosione della zona, dalla roccia ha cominciato ad emergere la barriera corallina sepolta. L’acqua piovana, resa leggermente acida dall’aria e dal suolo da cui filtrava, percolando nelle fessure della barriera corallina, lentamente disciolse il calcare e causò l’inizio del processo di formazione delle grandi camere sotterranee.

(2) Il Decadal Survey fornisce indirettamente le priorità scientifiche attraverso una distribuzione cronologica dello svolgimento delle missioni. Si tratta di un sondaggio completo per la prima volta di tutte le scienze della Terra che potrebbero beneficiare di osservazioni spaziali. Lo studio è richiesto e sostenuto dalla NASA, NOAA, USGS.

Bibliografia

1. Jonathan I Lunine, Saturn’s Titan: A Strict Test for Life’s Cosmic Ubiquity, Based on a Talk at the 2008 Symposium “Space: The Evolving Frontier” of the Annual Meeting of the American Philosophical Society

2. Ovidio, Metamorfosi, libro VIII vv.183-200

3. Dirk Schulze-Makuch and David H. Grinspoon, Biologically Enhanced Energy and Carbon Cycling on Titan?

4. Jason W. Barnes and team, AVIATR—Aerial Vehicle for In-situ and Airborne Titan Reconnaissance.

5. Splashdown on Titan? http://www.centauri-dreams.org/?p=22478

6. Titan’s Northern Lake Country http://www.centauri-dreams.org/?p=29370

7. Titan’s Atmosphere Under Scrutiny http://www.centauri-dreams.org/?p=22682

20 gennaio 2014 Posted by | Astrofisica, Astronautica, Planetologia, Scienze dello Spazio | , , | 1 commento

Alla ricerca dell’acqua nel Sistema Solare

Fino a una quindicina di anni fa eravamo convinti che gli oceani e i mari della Terra rappresentassero le uniche riserve di acqua presenti nel Sistema Solare. Marte era al più sospettato di contenerne una certa quantità congelata negli strati subsuperficiali e le comete, o una parte di esse, di trattenerne quantità notevoli nel materiale poroso di cui erano costituite. Ma nel 1998 la sonda Galileo giunse nel Sistema Gioviano e questa visione restrittiva cambiò. Dapprima la luna Europa, e poi anche Callisto e Ganimede, incominciarono ad essere sospettate di ospitare al loro interno interi oceani di acqua in quantità molto superiore alle riserve terrestri, e potenzialmente capaci di sostenere intere biosfere. Gli scienziati attribuivano ad effetti mareali, al decadimento nucleare di materiale radioattivo e al vulcanismo del nucleo solido la responsabilità della generazione del calore che manteneva l’acqua allo stato liquido. Inoltre una crosta ghiacciata superficiale di spessore non ancora accertato la difendeva dal gelo dello spazio. Da allora le tre lune, ma sopratutto Europa, sono tenute sotto stretta osservazione, e gli indizi favorevoli all’esistenza dell’oceano sotterraneo non fanno che accumularsi.

europa_vents_2 - NASA ESA University of Cologne (Germany)(L’immagine qui di fianco mostra la posizione  delle nuvole di vapor acqueo sopra Europa. In realtà le nuvole non sono state fotografate, bensì rilevate spettroscopicamente. Credit: NASA, ESA, L. Roth (Southwest Research Institute and University of Cologne – Germany). Le ultimissime osservazioni effettuate con il telescopio spaziale Hubble hanno rilevato sopra il polo sud di Europa grandi nuvole di vapor acqueo, direttamente connesse con ampi bacini subsuperficiali di cui non conosciamo ancora la natura. Potrebbe trattarsi del tanto desiderato oceano sotterraneo, magari brulicante di vita, oppure di un semplice lago creatosi a qualche profondità nel pack. La notizia comunque ha emozionato fortemente gli esperti perché, anche nell’ipotesi più riduttiva, ora abbiamo la possibilità di esaminare acque subsuperficiali di Europa senza dover scendere sulla superficie a trivellare: basterà organizzare un flyby sopra il polo sud in modo che la sonda voli all’interno del vapor acqueo e faccia tutti i rilevamenti del caso. Cosa resa ancor più attraente dal fatto accertato che i supposti “soffioni” entrano in funzione sempre e solamente quando la luna si trova a percorrere il tratto della sua orbita che la porta più lontano da Giove. Sembra ripetersi, con disarmante somiglianza, la vicenda che una decina d’anni fa accentrò su Encelado, una piccola luna di Saturno, l’attenzione della comunità scientifica. Anche in quel caso furono avvistati dei geyser in eruzione nel periodo in cui la luna era lontana da Saturno, e furono effettuati due flyby che portarono la sonda Cassini ben dentro la nuvola di vapor acqueo e ghiaccio creata dalle eruzioni. Sono passati circa otto anni, nuovi dati si aggiungono ai vecchi, il dibattito sulla natura di Encelado è ancora acceso, e riguardo all’esistenza o meno di una vasto oceano sotterraneo non c’è ancora accordo. Può darsi che la tecnica del flyby, in questo caso, abbia dato il suo massimo e per risolvere il mistero non rimanga davvero altro da fare che scendere sulla superficie e trivellare. Ma di Encelado, Dione e sopratutto Tritone, una delle lune di Nettuno, parleremo diffusamente in un prossimo articolo.

Pluto system - credit NASA ESA SETI  Institute(Nell’immagine: il sistema di Plutone – Credit: NASA, ESA, SETI Institute). Forti delle precedenti scoperte, molti ricercatori si stanno chiedendo se non sia il caso di mettersi alla ricerca dell’acqua anche più lontano dal Sole, cioè nella Fascia di Kuiper. Due ricercatori dell’Università della California, Guillaume Robuchon e Francis Nimmo, basandosi sui loro modelli di evoluzione termica, hanno descritto Plutone come dotato di due strati, di cui il più esterno costituito da ghiaccio secco, l’altro da ghiaccio d’acqua. Sotto questa rigida crosta, spessa nei modelli circa 165 km, si agita un oceano sotterraneo della stessa dimensione, e infine un nocciolo roccioso. In un articolo pubblicato su Astrobiology Magazine hanno avanzato un’ipotesi suggestiva: se sull’equatore di Plutone si trovasse un qualche tipo di rilievo di altezza superiore ai 10.000 metri, ciò sarebbe un chiaro indizio dell’assenza di un oceano sotto la superficie, perché grandi quantità d’acqua, anche sotterranee, muovendosi per effetto della rotazione del pianeta-nano, sarebbero capaci di livellare simili picchi in superficie. I due scienziati hanno inoltre individuato nei processi di decadimento radioattivo, in assenza degli effetti delle forze gravitazionali che agiscono sulle lune dei pianeti gassosi, l’unica fonte disponibile di calore per mantenere l’acqua in forma liquida. La presenza di potassio sembra essere la migliore spia che tali processi siano tutt’ora in corso, e fortunatamente gli strumenti in dotazione a New Horizons, la sonda che l’anno prossimo eseguirà un veloce flyby di Plutone, saranno in grado di rilevare tanto un’abnorme quantità di potassio in superficie, quanto l’esistenza di alti picchi, vallate e perfino grossi geyser in fase eruttiva.

Secondo Steve Desch non solo Plutone, ma anche Caronte, il compagno con cui forma un vero e proprio sistema planetario binario, potrebbe contenere un oceano sotterraneo composto da acqua e ammoniaca, dove quest’ultima darebbe un contributo essenziale ad abbassare il punto di congelamento dell’acqua, contribuendo a mantenerla liquida. La conclusione di Desch è che tutti i corpi celesti della fascia di Kuiper con densità dell’ordine dei 2 gr/cm3 (quella di Plutone) e un raggio di almeno 500 km, sarebbero in grado di ospitare un oceano sotterraneo, mantenendo l’acqua liquida grazie al calore generato dal decadimento di materiali radioattivi. Analogamente Hanke Hussmann ritiene che tali oceani potrebbero essere ospitati nelle lune Tritone (Nettuno), Rhea e Dione (Saturno), Titania e Oberon (Urano) e perfino nel lontanissimo Sedna, il pianeta-nano che viene oggi considerato il primo oggetto appartenente alla Nube di Oort ad essere stato scoperto.

ROBERTO FLAIBANI

Fonti:

  • Slow boat to Centauri: a millennium journey – exploiting resources along the way
    by Paul A. Gilster – Tau Zero Foundation
    JBIS vol.66 – pp 302-311 – 2013
  • Roth et al., “Transient Water Vapor at Europa’s South Pole,”
    published online in Science 12 December 2013
  • G. Robuchon and F. Nimmo, “Thermal Evolution of Pluto and
    Implications for Surface Tectonics and a Subsurface Ocean”, Icarus, 216,
    pp.426-439, 2011.
  • Desch et al., “Cryovolcanism on Charon and Other Kuiper Belt Objects”,
    38th Lunar and Planetary Science Conference, Texas, USA, 12-16 March
    2007.
  • Hussmann et al., “Subsurface Oceans and Deep interiors of Medium-
    Sized Outer Planet Satellites and Large Trans-Neptunian Objects”,
    Icarus, 185, pp.258-273, 2006

15 gennaio 2014 Posted by | Planetologia, Scienze dello Spazio | , , , , , , , | 2 commenti

Asteroidi cometari o comete asteroidali?

Mi piace andare a curiosare tra le pieghe del passato su che cosa gli studiosi (guai usare il termine scienziato… ma io credo che sia il termine giusto anche per loro!) pensavano riguardo a fenomeni che oggi sembrano non avere più segreti. Sembra, perché in realtà la conoscenza completa non viene mai raggiunta (per fortuna!) ma ogni nuovo dato è la pista di lancio per ulteriori indagini.

Le comete, ad esempio, sono uno spettacolare fenomeno che di tanto in tanto il cielo ci offre, fenomeno che ha ispirato leggende fin dai tempi più antichi. Secondo i miti greci, la cometa rappresenta la chioma disciolta della regina Merope, una delle sette figlie di Atlante e Pleione, raffigurate nel firmamento dalle Pleiadi. Merope si distingue però dalle altre perché brilla di luce rossa: si vergogna, racconta la leggenda, per essere stata l’unica tra le sue sorelle ad avere sposato un comune mortale, Sisifo; di lui si dice che fu talmente furbo e privo di scrupoli, da riuscire a beffare non solo gli uomini e gli dei, ma anche la Morte.

Igino presenta così Merope nel poema “Miti”, 192-194:

Perciò, espulsa dal coro delle sorelle,
triste si discioglie le chiome, e viene detta cometa
oppure longode, perché si estende in lunghezza.

Spesso il passaggio di una cometa coincideva, o veniva fatto coincidere, con un evento straordinario (basti ricordare la “suggestiva” cometa nell’anno di nascita di Gesù) oppure commemorava un personaggio importante: Ovidio nelle Metamorfosi, celebrando l’apoteosi di Giulio Cesare e dell’imperatore Augusto, accomuna entrambi ad una cometa.

I testi del passato non ci riferiscono solo testimonianze emotive legate alle comete; ci furono scrittori, studiosi e filosofi che tentarono di spiegare il fenomeno da un punto di vista oggettivo, più razionale, quasi scientifico: testimonianze da cui traspare, però, la consapevolezza di essere ancora inadeguati per poter dare risposte significative.

Lucio Anneo Seneca scrive in “Naturales Questiones”:

Non stupiamoci se ancora si ignori la legge del movimento delle comete, che appaiono così raramente; e che ancora non si conosca il principio e la fine della rivoluzione degli astri a così enorme distanza. Non sono nemmeno cinquecento anni che la Grecia ha contato le stelle e ha dato loro dei nomi […]. Verrà il giorno che attraverso uno studio di parecchi secoli i fenomeni attualmente nascosti ci appariranno evidenti; e i nostri posteri si meraviglieranno che ci siano sfuggite delle verità così chiare.

 Ed oggi “i posteri” quanto sanno riguardo a questi oggetti simili agli asteroidi?

Per la gioia dei sostenitori di un’origine extraterrestre della vita, ecco ciò che nel 2010 Nir Goldman del Lawrence Livermore National Laboratory ipotizzò: l’impatto di una cometa sulla Terra in via di formazione avrebbe potuto produrre i componenti base della vita, gli amminoacidi. Dopo aver utilizzato programmi di simulazione di tale fenomeno al computer, ora Goldman, con colleghi dell’Imperial College London e l’Università del Kent, ha iniziato a sperimentare il processo in laboratorio. Ha sparato alla velocità di 7.15 km/s un proiettile di acciaio all’interno di un miscuglio a base dei componenti ghiacciati trovati in una cometa (acqua, ammoniaca, metano, biossido di carbonio), l’impatto ha generato il grado di energia necessario a produrre numerosi tipi di amminoacidi costituenti le proteine, amminoacidi non proteici ed anche i loro precursori. Questo potrebbe supportare l’ipotesi che l’inizio del processo di costruzione della vita sarebbe iniziato nel periodo del Bombardamento Pesante (Late Heavy Bombardment) tra i 4.1 e i 3.8 miliardi di anni fa, quando le collisioni erano diffuse nel sistema solare interno.

 fig.2Fig. 1 Le comete contengono composti come acqua, ammoniaca, metanolo e anidride carbonica, fornendo così le materie prime che, al momento dell’impatto con la Terra primordiale, avrebbe prodotto un abbondante approvvigionamento di energia per produrre amminoacidi e far ripartire la vita. Credit to: Lawrence Livermore National Laboratory.

 In effetti le comete sono corpi ricchi di ghiaccio di diversa natura chimica, che al calore del sole sublima, rendendo visibili le caratteristiche che le contraddistinguono, la chioma e la coda. Tuttavia, la maggior parte della massa di una cometa è contenuta all’interno di un nucleo centrale relativamente piccolo e di grande interesse scientifico per la sua probabile identità con i planetesimi delle regioni esterne del disco protoplanetario. Planetesimi cometari formatisi vicino a Urano e Nettuno dovrebbero essere stati assorbiti da questi pianeti o scagliati lontano, perfino espulsi dal Sistema Solare, da una sorta di fionda gravitazionale, dovuta a perturbazioni generate da oggetti esterni e si sarebbero concentrate in quella zona, ancora teorica, chiamata “nube di Oort”. Invece, planetesimi al di là dell’orbita di Nettuno, immuni dai disturbi gravitazionali dei due pianeti, sarebbero rimasti nel luogo di formazione ed oggi sono visibili nella fascia di Kuiper. Sono queste due zone ad agire come un serbatoio di comete, di breve periodo la seconda e di lungo periodo la prima.

 Si sa anche che non tutte le comete raggiungono il Sole. E questo perché nel loro percorso di avvicinamento incontrano dei punti critici in cui rischiano la frantumazione, i Red Line. Tali linee sono indicate dal punto di distanza dal Sole a cui altre comete, ormai diventate campione, si sono disintegrate. Queste sono riportate nel grafico delle Curve di Luce Secolare, ovvero i grafici che mostrano la variazione di luminosità nella storia di una cometa. Il superamento di tutte queste zone critiche, senza un elevato grado di destabilizzazione, permetterà alla cometa di rendersi visibile, talvolta anche ad occhio nudo.

 E riuscirà ISON a superare tutte le Red Line e salire sul podio della cometa del secolo? Mah, siamo solo al 13° anno del nuovo secolo e vista la variabilità di comportamento di questi oggetti, è un po’ azzardato assegnarle questo primato! Comunque, la cometa è ora visibile ad occhio nudo dal 17 novembre al mattino prima dell’alba, dal momento che ha superato il tratto più critico tra il 2 e il 7 novembre, quando ha attraversato in 6 giorni ben 5 linee rosse. Dopo il 28 novembre, supponendo che sopravviva intatta al suo eccezionale passaggio vicino al Sole, dovrebbe esserlo la sera dopo il tramonto.

fig.3

Fig.2 Il grafico illustra la curva di luce secolare della cometa Ison e le Red Line  presenti lungo il suo percorso verso il Sole.(doppio click per allargare)

 

fig.4

Fig. 3 Il grafico illustra la curva di luce secolare della cometa Ison al suo passaggio al perielio. (doppio click per allargare)

 

Ignacio Ferrin e il suo team dell’Università of Antioquia (Medellin, Colombia) hanno scoperto che la fascia principale di asteroidi (MBC) tra Marte e Giove, è un enorme cimitero di rocce cometarie inattive o estinte. Gli oggetti che la compongono hanno tutti orbite di tipo asteroidale, ma molti si comportano come comete, sublimando i ghiacci che li compongono, nascosti in profondità vicino al nucleo. È stata rintracciata su di essi una nuova attività, in conseguenza di leggere modifiche della temperatura, verificatesi per perturbazioni gravitazionali di Giove, che hanno comportato uno spostamento delle loro orbite un po’ più vicino al Sole.

Una diminuzione nella distanza al perielio comporta una variazione nella quantità di energia ricevuta. Le comete con un raggio tra i 50-150 metri generalmente hanno sublimato tutto il ghiaccio presente e quindi sono completamente estinte. Ma oggetti con un nucleo un po’ più grande possono resistere alla sublimazione ad una determinata profondità e divenire così quiescenti fino ad un nuovo apporto di energia. Il team sostiene che negli ultimi tempi i nuclei cometari quiescenti nella fascia principale degli asteroidi hanno diminuito la loro distanza al perielio e così la maggior parte di questi ha rinvigorito la propria attività sia in perielio che subito dopo di questo, a differenza delle comete classiche che presentano il culmine della loro sublimazione prima di raggiungerlo. Tale lavoro si presenta come un’ipotesi alternativa a quella che considera responsabili della ripresa di attività delle vecchie comete il vento solare o le collisioni nella fascia degli asteroidi.

fig.1

Fig.4 Queste illustrazioni mostrano la cintura di asteroidi al giorno d’oggi e nel primo Sistema Solare, collocata tra il Sole (al centro) e i quattro pianeti terrestri (vicino al Sole) e Giove (in basso a destra). L’immagine in alto mostra il modello convenzionale per la fascia di asteroidi, in gran parte composto di materiale roccioso. L’immagine centrale mostra il modello proposto, con un piccolo numero di comete attive ed una popolazione di comete dormienti. Il diagramma in basso mostra come la cintura di asteroidi potrebbe essersi presentata nel Sistema Solare, con vigorosa attività cometaria.

Credit: Ignacio Ferrin / Università di Antioquia (doppio click per allargare)

 

Potrebbe confermare questa ipotesi anche ciò che sta accadendo a P/2013 P5, asteroide di tale fascia che è subito apparso anomalo, in quanto circondato da un alone nebuloso e lattiginoso, simile a quello di una cometa. Per indagare su tale comportamento è stato utilizzato il telescopio spaziale Hubble, che nel settembre scorso ha fornito foto dell’oggetto a distanza di tredici giorni. Risultato: P/2013 P5 emette nello spazio non uno ma ben sei flussi di materia, lunghi alcune migliaia di chilometri e disposti a ventaglio intorno al nucleo centrale.

 fig.5

Fig.5 Immagini dell’“asteroide P/2013 P5” riprese il 10 settembre (a sinistra) e il 23 settembre (a destra) dal telescopio spaziale Hubble. (NASA/ESA). Credit: David Jewitt – UCLA (doppio click per allargare)

 

David Jewitt, del Department of Earth and Space Sciences (University of California, Los Angeles – UCLA), sostiene che la causa non sia stato sicuramente l’impatto con un altro corpo roccioso, perché lo avrebbe disintegrato o comunque ne avrebbe disseminato i detriti in modo radiale. L’ipotesi più plausibile è che l’irraggiamento solare abbia indotto su questo corpo celeste il cosiddetto effetto YORP (Yarkovsky–O’Keefe–Radzievskii–Paddack) un insieme di fattori che, in aggiunta al calore proveniente dal Sole, assorbito in modo eterogeneo (maggiore sul lato illuminato e minore sul lato in ombra), hanno influito sulla variazione della velocità di rotazione dell’asteroide. In conseguenza di ciò il corpo potrebbe aver subito la destabilizzazione dell’equilibrio tra la sua debole forza gravitazionale e la forza centrifuga, aumentata per l’incremento della velocità di rotazione. A questo punto, i materiali disgregati si sarebbero distribuiti lungo il piano equatoriale di rotazione, per disperdersi poi nello spazio formando le code “cometarie” osservate.

 Quindi non più solo due fasce-serbatoio di comete, ma ben tre!

 SIMONETTA ERCOLI

Fonti:

1) Centauri Dreams, ‘Graveyard Comets’ in the Asteroid Belt by Paul Gilster on August 7, 2013

2) Centauri Dreams, Comet Impacts and the Origin of Life by Paul Gilster on September 17, 2013

3) Ferrin et al., “The location of Asteroidal Belt Comets (ABCs) in a comets’ evolutionary diagram: The Lazarus Comets,” in press at Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

4) THE EXTRAORDINARY MULTI-TAILED MAIN-BELT COMET P/2013 P5 by David Jewitt

The Astrophysical Journal Letters, 778:L21 (4pp), 2013 November 2013

http://astronomia.udea.edu.co/cometspage/REDLINES.html

http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1305/1305.2621.pdf

http://www2.ess.ucla.edu/~jewitt/P2013P5.html

25 novembre 2013 Posted by | Astrofisica, News, Planetologia, Scienze dello Spazio | , , , , , , | Lascia un commento

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