SCIENZA E RICERCA

Missione Rosetta: da riscrivere la storia del sistema solare

Cominciamo con ciò che (oggi) si sa. Primo: le comete sono composte essenzialmente da pezzi di ghiaccio sporco frammisti a elementi solidi e aggregati per gravità. E hanno una struttura “caotica” al loro interno. Secondo: intorno ai quattro miliardi di anni fa corpi con un diametro di quattro, sei chilometri sono andati incontro a collisioni catastrofiche, dovute alla migrazione dei pianeti giganti (da Giove a Nettuno) dalle orbite originarie a quelle attuali, verso la parte più esterna del sistema solare. Ebbene, se queste erano le certezze che si avevano, adesso sarà necessario rivedere i modelli fin qui proposti sull’evoluzione del sistema solare. Uno studio pubblicato su Nature e coordinato da Matteo Massironi del dipartimento di Geoscienze dell’università di Padova, giunge infatti a risultati che obbligano a un ripensamento della storia del sistema solare così come la conoscevamo. Oggetto dello studio ancora lei, la cometa 67P/Churyumov Gerasimenko

“Fin dalle prime immagini ad alta risoluzione ottenute dalla camera Osiris – spiega il docente – si è notato che alcune scarpate della cometa erano interessate da stratificazioni, evidenti soprattutto nelle due pareti prospicienti alla zona del collo, dette Hathor e Seth”. Per capire meglio, si immagini la cometa come una papera, con una testa, un collo e il corpo. Indagini successive, condotte da prospettive differenti, hanno dimostrato che tali stratificazioni erano distribuite in realtà un po’ dappertutto. A quel punto le questioni da risolvere erano due. Cercare di capire, innanzitutto, se la cometa fosse sempre stata un corpo unico di quelle dimensioni, e dunque se la zona del collo fosse derivata da erosioni concentrate in quell’area, o se piuttosto fosse costituita da due oggetti distinti che si erano uniti nel tempo. Un’ipotesi, quest’ultima, già avanzata dagli scienziati ma non ancora “provata”. In secondo luogo si trattava di comprendere come si fossero formate quelle stratificazioni, se fossero cioè eventi tardivi dovuti a una evoluzione della cometa per sublimazione e deposizione o se piuttosto costituissero elementi strutturali che si erano formati con la cometa stessa all’inizio della storia del sistema solare. 

Sfruttando tecniche fotogrammetriche comuni alla geologia e alla ingegneria, il gruppo interdisciplinare di ricerca per l'analisi delle superfici interplanetarie (Maps Modelling and Analysis of Planetary Surfaces) ha realizzato un modello tridimensionale degli strati dal quale ha poi ricavato il loro orientamento nello spazio (la giacitura) nei vari punti della cometa. Un procedimento che ha permesso di ricostruire la struttura interna del corpo. 

“I risultati a questo punto – argomenta Massironi che ha lavorato in particolare con Emanuele Simioni per la parte tecnica – dimostrano che la cometa 67P/Churyumov Gerasimenko deriva da due corpi distinti che si sono uniti in seguito a una collisione ‘gentile’ a bassa velocità. Gli strati hanno una struttura regolare a cipolla e uno spessore variabile, dovuto alla forma irregolare della cometa, che in alcuni punti arriva a 650 metri”. Questo implica che la stratificazione non può aver avuto un’origine tardiva, ma primordiale e che risale a circa quattro miliardi e mezzo di anni fa. I due corpi inizialmente distinti, secondo le conclusioni degli scienziati, hanno via via aumentato le loro dimensioni con successivi depositi di sedimenti per poi aggregarsi tra loro e giungere alla forma attuale. 

Per avere la certezza di una conclusione che avrebbe inevitabilmente influito sugli attuali modelli teorici, il gruppo di ricerca seguì anche una seconda strada. Partendo cioè dal presupposto che gli strati geologici si orientano solitamente in direzione perpendicolare alla forza di gravità, al “vettore gravità”, gli scienziati hanno verificato se questo avveniva quando i due corpi erano separati o quando erano uniti. Risultato: anche il modello con i vettori gravità confermava le conclusioni raggiunte in un primo momento, dato che questi risultavano perpendicolari agli strati quando i due corpi erano divisi.   

Se ciò non fosse ancora abbastanza va detto che, parallelamente alle ricerche coordinate da Massironi, a giugno Martin Jutzi dell’università di Berna ed Erik Asphaug dell’Arizona State University pubblicavano uno studio su Science che modellava la possibilità che la cometa potesse derivare da due corpi distinti entrati in collisione tra loro e poi aggregatisi. Un’ipotesi che ora trova conferma.  

“Una stratificazione che risale a quattro miliardi e mezzo di anni fa – commenta Massironi – è la prima che sia mai esistita nel sistema solare. Si tratta di un processo sedimentario completamente nuovo. Il fatto poi che i due corpi fossero distinti, che si siano uniti in un secondo momento e che la struttura interna sia regolare fa saltare vari modelli”. Non si può più pensare, ad esempio, a una cometa come a un agglomerato caotico di pezzi di ghiaccio, data la regolarità della stratificazione interna rilevata. “I modelli di aggregazione noti finora non funzionano più. Ora sarà necessario pensare a come un corpo primordiale, come una cometa, possa essersi aggregato per strati”. 

E non solo. Secondo gli attuali sistemi di evoluzione del sistema solare intorno ai quattro miliardi di anni fa si sarebbero verificate collisioni catastrofiche che avrebbero portato i corpi delle dimensioni della cometa 67P/Churyumov Gerasimenko (il cui diametro varia dai quattro ai sei chilometri in alcuni punti) a impattare, distruggersi completamente e magari riaggregarsi. “Ebbene – sottolinea il docente – in presenza di un corpo primordiale con una stratificazione interna ordinata, anche gli attuali modelli che studiano la dinamica e l’evoluzione delle collisioni nel tempo e nell’evoluzione del sistema solare devono essere rivisti. Ad esempio, tenendo le comete fuori da questo tipo di eventi catastrofici”.

Poco tempo fa in un lavoro pubblicato su Nature veniva descritta la superficie della cometa. Si metteva in evidenza che le voragini rilevate dalle camere Osiris non sono in realtà crateri da impatto, ma pozzi generati da crolli che avvengono al di sotto della superficie. Elementi come il monossido di carbonio, l’anidride carbonica e l’acqua a condizioni di pressioni basse passano direttamente dallo stato solido a quello gassoso e questo genera frane sotterranee. Ora dalla superficie si è scesi all’interno della cometa e i risultati costringono necessariamente a rivedere le teorie proposte finora. 

Monica Panetto   

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