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Le stagioni di una cometa

Nel 2015 la sonda Rosetta dell’Agenzia Spaziale Europea ha rilevato un enorme getto di ossigeno sulla cometa 67P, più di quanto si potesse prevedere. Scoperta dagli astronomi ucraini Klym Churyumov e Svetlana Gerasimenko, la cometa è stata oggetto della missione Rosetta, tra il 2004 e il 2016, per lo studio delle origini del Sistema Solare.

Con questi ultimi dati, la comunità scientifica era prossima a rimettere in discussione l’ipotesi sulla chimica e quindi sulla genesi del nostro Sistema, ma gli scienziati del Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (Apl) del Maryland, hanno riconosciuto che questo fenomeno è “una specie di illusione” e pubblicato il loro studio su Nature Astronomy. «La cometa non possiede effettivamente questa elevata quantità di ossigeno, o almeno non nel momento della sua formazione – ha spiegato Adrienn Luspay-Kuti, primo autore dello studio – In realtà accumula ossigeno, che intrappola nel suo strato superiore, per poi liberarlo tutto in una volta».

La spiegazione risiede nelle stagioni della cometa. Il team ha studiato i dati molecolari nel breve e lungo tempo, a ridosso del ‘periodo estivo’ della cometa. La scoperta ha dimostrato che quando l’emisfero meridionale dell’oggetto si allontana dal Sole, la relazione tra ossigeno e acqua sparisce e l’ossigeno si lega fortemente all’anidride carbonica e al monossido di carbonio che la cometa emette. «In altre parole, la quantità di ossigeno misurata nella chioma sulla cometa non riflette necessariamente la quantità contenuta nel nucleo», ha spiegato Luspay-Kuti. In conclusione l’ossigeno del ghiaccio si va ad aggiungere a quello emesso dal nucleo solamente quando la superficie è più vicina al Sole.

I ricercatori hanno quindi ipotizzato la presenza di due serbatoi: uno profondo che contiene ossigeno, monossido di carbonio e anidride carbonica, e che emette costantemente gas perché questi elementi vaporizzano a temperature molto basse, e uno più esterno. L’ossigeno, nel suo percorso verso la superficie, s’inserisce chimicamente nel ghiaccio d’acqua che costituisce la cometa, per formare un secondo serbatoio di ossigeno, meno profondo. Quando il Sole ne colpisce la superficie, la temperatura si alza e il ghiaccio si vaporizza sbloccando l’ossigeno. Il risultato principale, dunque, è che l’ossigeno della cometa 67P in effetti è l’ossigeno che si è accumulato all’inizio del sistema solare.

Future ricerche su molecole minori, come l’etano e il metano, secondo Luspay-Kuti potranno chiarire maggiormente come il ghiaccio riesca a trattenere l’ossigeno. Lo studio dell’acqua allo stato solido è «un’indicazione preziosa nella progettazione delle nuove missioni cometarie che hanno come obiettivo quello di raggiungere il materiale pristino e non alterato contenuto all’interno di questi oggetti ancora misteriosi». Lo disse nel 2020 la ricercatrice dell’Agenzia Spaziale Italiana, Eleonora Ammannito, in occasione della scoperta di abbondante ghiaccio d’acqua sulla superficie di 67P grazie ai dati raccolti dal lander Philae atterrato sulla cometa nel 2014.

Alla missione Rosetta, che si è compiuta , ha partecipato in modo decisivo l’Asi. Con il contributo dell’Inaf e delle Università di Napoli e di Padova e del Politecnico di Milano, ha realizzato per la sonda gli spettrometri Virtis e Osiris e l’analizzatore di polveri Giada, e per il lander, i pannelli solari.

 

Immagine in apertura: quantità di ossigeno che rilascia la cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, secondo il periodo orbitale – Crediti: Esa, Rosetta, Justin Cowart

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