Le nostre conoscenze sulla chimica di Caronte, la più grande delle cinque lune di Plutone, fanno un ulteriore passo avanti. Le recenti osservazioni del telescopio James Webb hanno rivelato la presenza di composti chimici sulla superficie dell’emisfero nord, come l’anidride carbonica o il perossido d’idrogeno, di cui fino oggi s’ignorava l’esistenza.
Il James Webb nel 2022 e 2023 aveva già puntato i suoi occhi elettronici su Plutone, Caronte e altri corpi ghiacciati della Fascia di Kuiper, analizzando per quattro volte la luce da loro riflessa nelle lunghezze d’onda inferiori ai 2,5 micrometri. In questa terza osservazione ha invece raccolto luce infrarossa oltre questa soglia, fornendo nuovi indizi di studio utili a un gruppo di scienziati guidato da Silvia Protopapa. L’astrofisica italiana, oltre a lavorare al Southwest Research Institute in Texas, ha fatto parte del team della missione New Horizons, l’unica sonda ad aver avvicinato Plutone e la sua grande luna. I risultati delle analisi dei nuovi dati sono stati pubblicati su Nature Communications.
Una prima importante novità scaturita dalle osservazioni spettroscopiche è la presenza di anidride carbonica. Il team di ricercatori ha confrontato i dati del James Webb con i valori ottenuti da esperimenti in laboratorio e da modelli spettrali, concludendo che questo gas congelato presente in superficie agisce come uno strato di copertura e protezione del ghiaccio sottostante, presente in grandi quantità .
«Secondo la nostra migliore interpretazione – ha spiegato Silvia Protopapa – anche lo strato superiore di anidride carbonica proviene dal sottosuolo, portato in superficie dalla craterizzazione», cioè in conseguenza d’impatti meteoritici.
La presenza di perossido d’idrogeno, quello che comunemente chiamiamo ‘acqua ossigenata’, è invece il prodotto del bombardamento del ghiaccio superficiale a opera della luce ultravioletta, del vento solare e dei raggi cosmici.
Gli ioni, i fotoni e gli elettroni colpiscono questo ghiaccio rompendo i legami chimici e scindendolo negli elementi base, idrogeno e ossigeno, da cui poi si forma il perossido d’idrogeno.
A seguito di prove di laboratorio si è notato che questo composto può formarsi anche in misture di anidride carbonica e ghiaccio d’acqua, ma devono sussistere determinate condizioni, che Caronte possiede.
Caronte è l’unico corpo di media grandezza, tra quelli che conosciamo nella Fascia di Kuiper, che è stato mappato dagli scienziati. Questo è stato possibile grazie al sorvolo della sonda New Horizons, che il 14 luglio 2015 si è avvicinata fino a raggiungere la minima distanza di 29.431 chilometri. Come spiega Silvia Protopapa: «A differenza di altri oggetti che conosciamo nella fascia di Kuiper, Caronte non è oscurato da ghiacci formati da composti altamente volatili, come il metano. Di conseguenza, ci fornisce indizi preziosi su quelli che sono gli effetti provocati dall’esposizione alla luce solare e la craterizzazione su questi corpi».
Le eccezionali potenzialità osservative del telescopio James Webb sono l’ideale per analizzare oggetti così distanti, rivelandoci informazioni finora impossibili da ottenere con altri metodi di ricerca. Soprattutto, ci permette di compiere osservazioni a lunghezze d’onda mai utilizzate finora, consentendoci di rilevare la presenza di molecole complesse, sia che vengano prodotte in seguito a impatti meteoritici, sia che risultino da interazioni chimiche innescate da processi legati all’irradiazione.
«La sinergia tra l’uso del James Webb, gli esperimenti di laboratorio e i modelli spettrali – conclude Silvia Protopapa – non sono soltanto utili per svelarci la natura di Caronte, ma anche per lo studio e la ricerca dei tanti altri corpi di media grandezza presenti oltre Nettuno».
Foto: Caronte fotografato dalla sonda New Horizons nel 2015 durante il sorvolo
Crediti: Nasa/Jhuapl/Swri
