La cometa in prima pagina

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Il prossimo 2 marzo saranno trascorsi esattamente 11 anni dal lancio di Rosetta. Missione cometaria completamente differente da quelle che l'hanno preceduta. Anzitutto non ci troviamo di fronte a una missione mordi-e-fuggi, come sono state finora quelle che hanno portato una sonda spaziale a transitare nei pressi di una cometa (si pensi alla storica missione della sonda europea Giotto con la cometa di Halley, oppure alla Deep Space 1 con la cometa Borrelly o la Stardust con la Wild 2, giusto per citarne alcune).
In secondo luogo, la spedizione dell'ESA non si è certo conclusa portando Rosetta in perfetto orario al suo appuntamento orbitale con la cometa e completando - seppure con qualche intoppo - la storica discesa di Philae su quella tormentata e gelida superficie. Fin dal primo momento in cui la cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko è giunta a tiro degli strumenti della sonda, infatti, è cominciata un'attenta campagna osservativa che, strumentazione permettendo, accompagnerà la cometa nel corso del suo passaggio al perielio e la seguirà anche nelle fasi del suo allontanamento dal Sole, almeno fino alla fine del 2015.
Un primo notevole — assaggio dei risultati di queste osservazioni era già stato pubblicato online dalla rivista Science all'inizio di dicembre. Uno studio del team guidato da Kathrin Altwegg (Università di Berna) in cui si traevano importanti conclusioni sulla composizione isotopica dell'acqua della cometa dedotta dalle rilevazioni dello spettrometro DFMS raccolte tra i primi giorni di agosto e i primi giorni di settembre. Acqua che, contrariamente a molte attese, si dimostrava poco compatibile con quella che costituisce gli oceani terrestri.

A fine gennaio Science ha pubblicato il numero speciale Catching a comet dedicato integralmente alla cometa di Rosetta. In esso sono stati raccolti i primi risultati ottenuti dai vari gruppi di ricerca che lavorano alacremente sui dati della sonda. Un primo assaggio che nelle prossime settimane sarà certamente integrato da altri studi, compresi quelli propiziati dai dati raccolti dagli strumenti del lander Philae nella sua breve, ma intensa, attività sulla superficie della cometa. Proviamo dunque a esaminare, anche solo a grandi linee, alcuni di questi primi risultati.
Il gran numero di immagini catturate dallo strumento OSIRIS (Optical, Spectroscopic and Infrared Remote Imaging System) e i dati orbitali di Rosetta hanno permesso a Holger Sierks (Max-Planck-Institut) e collaboratori di definire nei dettagli la morfologia del nucleo cometario. Viene dunque confermata la sua curiosa struttura, costituita da due blocchi caratterizzati da composizione molto simile collegati tra loro dal cosiddetto neck (collo). Rimane ancora aperta la domanda se i due blocchi fossero un tempo corpi indipendenti poi aggregatisi, oppure le ridotte dimensioni di quel ponte siano riconducibili unicamente all'attività della cometa. L'idea che a intagliare una forma così particolare ci possano aver pensato i meccanismi di espulsione di materiale cometario potrebbe essere sostenuta dal fatto che, a distanze dal Sole maggiori di 3 unità astronomiche, l'attività del nucleo appare concentrata soprattutto in quella regione. Interessante anche la determinazione della densità del nucleo della 67P. I dati raccolti dal team di Sierks, infatti, suggeriscono un valore pari a meno della metà della densità dell'acqua. Una densità simile a quella del legno, insomma, dovuta ovviamente non ai materiali che compongono il nucleo, bensì alla sua struttura interna estremamente porosa. Altrettanto interessanti le conclusioni suggerite da Fabrizio Capaccioni (IAPS-INAF) e collaboratori e derivate dalle rilevazioni dello spettrometro VIRTIS (Visible, Infrared and Thermal Imaging Spectrometer). La superficie del nucleo della 67P può a pieno titolo essere catalogata tra le superfici più scure dell'intero Sistema solare. Riesce infatti a riflettere solamente il 6% della luce solare che la colpisce (tecnicamente, ci si riferisce a questa caratteristica con il termine di albedo). Si tratta di un valore davvero esiguo: basti pensare che l'albedo della Luna - anch'essa molto scura, a dispetto delle apparenze - ha già un valore doppio. L'analisi spettrale, inoltre, ha suggerito che lo strato superficiale della cometa (più o meno il primo millimetro della sua crosta) non è affatto così ricco di ghiaccio d'acqua come ci si poteva aspettare. Estremamente diffusa, invece, la presenza di composti organici macromolecolari riconducibili agli acidi carbossilici presenti negli amminoacidi. Composti già rilevati in materiali cometari e in meteoriti, ma in questo caso osservati per la prima volta direttamente sulla superficie di una cometa. «La formazione di tali composti - spiega Capaccioni - richiede la presenza di ghiacci di elementi molto volatili, come ad esempio metanolo, metano o monossido di carbonio, che solidificano solo a basse temperature. La loro regione di formazione doveva trovarsi quindi a grandi distanze dal Sole nelle prime fasi di formazione del Sistema solare. Ciò fa quindi supporre che ci troviamo effettivamente in presenza di una cometa che contiene al suo interno tracce dei composti primordiali o addirittura precedenti alla formazione del nostro Sistema solare».
I dettagli delle immagini raccolte da OSIRIS (con scala talvolta anche più accurata di 80 cm per pixel) hanno permesso al team di Nicolas Thomas (Università di Berna) di individuare sulla cometa 19 regioni caratterizzate da differenti strutture e morfologie di terreno. Lo studio di queste regioni così variegate, tutte battezzate con i nomi di divinità dell'antico Egitto, ha indicato come per l'evoluzione della superficie cometaria giochino un ruolo molto importante non solamente i meccanismi di insolazione, ma anche il trasporto della polvere superficiale e gli accumuli di materiale. Interessante l'individuazione di strutture molto simili a profondi pozzi, in grado di offrirci inaspettate informazioni sulla conformazione interna della cometa. L'erosione che caratterizza alcune regioni, infine, testimonia in modo molto chiaro i violenti processi che si innescano sulla cometa quando, avvicinandosi al perielio, i ghiacci si trasformano in gas e spazzano via quanto incontrano sul loro cammino.
Doveroso un accenno anche al lavoro di Hans Nilsson (Swedish Institute of Space Physics) e collaboratori basato sui dati del misuratore di ioni ICA (Ion Composition Analyzer), uno dei cinque rilevatori che costituiscono lo strumento RPC (Rosetta Plasma Consortium) a bordo della sonda. I ricercatori hanno potuto ricostruire le fasi che contraddistinguono la nascita di una magnetosfera attorno a un nucleo cometario. Inizialmente il vento solare attraversa indisturbato la tenue atmosfera cometaria composta dai gas provenienti dalla sublimazione dei ghiacci. Man mano, però, che la cometa si avvicina al perielio, la sua atmosfera diventa sempre più densa e aumenta in essa la presenza degli ioni. La loro carica elettrica fa sì che, a una certa distanza dal Sole, l'atmosfera diventi elettricamente conduttiva e riesca in tal modo a resistere all'azione del vento solare: nasce così la magnetosfera. E' la prima volta che gli astronomi riescono a osservare un'atmosfera cometaria prima che questa sia in grado di opporsi al vento solare e i dati hanno mostrato che questa resistenza comincia ben prima di quanto si pensasse finora.
Un ultimo accenno lo riserviamo alle analisi della chioma della cometa 67P/ Churyumov-Gerasimenko, riassunte nello studio del team di Myrtha Hässig (Università di Berna) basato sulle rilevazioni dello strumento ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis). Le misurazioni, effettuate nel corso di molte rotazioni del nucleo e su un ampio intervallo di latitudini, indicano che la composizione della chioma cometaria è soggetta a notevoli fluttuazioni, con variazioni giornaliere - e forse anche stagionali - nell'emissione dei composti principali (acqua, monossido di carbonio e anidride carbonica). Il legame tra il nucleo e la chioma appare molto complesso, con la presenza di variazioni che sarebbero da ricondurre a fenomeni stagionali governati dalle variazioni di temperatura negli strati appena al di sotto della crosta superficiale.

Davvero notevole questo primo assaggio dei risultati della missione Rosetta e certamente a questi studi se ne aggiungeranno ben presto altri altrettanto significativi. La missione ha già vissuto momenti davvero esaltanti, ma le attese sono ora tutte rivolte alle delicate fasi del passaggio al perielio previsto per il prossimo 13 agosto. La speranza è che l'aumento di attività cometaria che accompagnerà il massimo avvicinamento al Sole non risulti dannoso per Rosetta, ma si traduca in un aumento delle nostre conoscenze delle comete. Oggetti così antichi e incontaminati che si confida possano sciogliere qualche dubbio sull'origine del nostro sistema planetario.

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