Ecco di che pasta è fatta la cometa di Rosetta

A sinistra, la superficie della cometa 67/P. A destra, campioni di polvere cometaria analizzati da Cosima. Crediti: Esa/Rosetta

Il team di ricercatori di Cosima (COmetary Secondary Ion Mass Analyser), strumento a bordo di Rosetta, ha pubblicato su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society i risultati dell’analisi della composizione chimica della cometa gioviana 67P/Churyumov-Gerasimenko. Le misure mostrano che la polvere emessa da 67P nello spazio circostante è costituita per circa la metà della sua massa da anidride carbonica (CO2), monossido di carbonio (CO) e altri composti organici e di altri minerali non idrati. L’alto contenuto di carbonio presenta un valore simile a quello solare e comparabile con quello della cometa di Halley 1/P misurato durante il suo flyby nel 1986.

Cosima è uno dei tre strumenti in dotazione alla sonda Esa Rosetta – insieme a Giada e Midas – progettati per lo studio della polvere cometaria. La missione Rosetta è la principale missione cornerstone del programma Esa Horizon 2000 ufficialmente terminata nel 2016 dopo dodici anni di vita operativa. Rosetta era destinata all’esplorazione dei corpi minori del Sistema solare: il suo obiettivo era studiare l’origine delle comete e le relazioni tra la loro composizione e la materia interstellare.

In particolare, Cosima doveva raccogliere e analizzare le caratteristiche dei granelli di polvere prodotti dalla cometa per cercare di stabilirne la composizione e la possibile base organica, analizzando in situ i granelli o i piccoli frammenti di pulviscolo cometario. Cosima è capace di studiare granelli di polvere di circa 10 micron (un millesimo di millimetro) e dopo un’analisi al microscopio ottico ne analizza la composizione con uno spettrometro di massa di ioni secondari.

La cometa, durante il viaggio lungo la sua orbita fortemente ellittica, quando si trova nei pressi del Sole entra in una fase di piena attività: i gas ghiacciati evaporano, trascinando minuscoli grani di polvere. La “cattura” e l’esame attento di questi granelli significa capire quali siano i materiali costituenti della cometa stessa.

Rispetto a missioni precedenti, i ricercatori di Rosetta hanno avuto la possibilità di analizzare campioni di polvere di varie dimensioni, raccolti nel corso di due anni, da agosto 2014 a settembre 2016.

A sinistra, oerview degli elementi chimici che costituiscono la cometa 67/P Churyumov-Gerasimenko. A destra, distribuzione media della massa di sostanze organiche e altri minerali. Crediti: Esa/Rosetta/Cosima

Durante la missione Rosetta, Cosima ha raccolto più di 35mila grani di polvere cometaria, il più piccolo dei quali del diametro di un centesimo di millimetro, il più grande di circa un millimetro. Lo strumento ha reso possibile la prima osservazione di singoli grani di polvere con un microscopio. In un secondo momento, questi grani sono stati bombardati con un fascio ad alta energia di ioni di Indio in modo tale da poter analizzare gli ioni secondari emessi con lo spettrometro di massa. Per lo studio in questione, i ricercatori hanno selezionato 30 campioni di questa raccolta di dimensioni diverse.

Come mostra lo studio, le molecole organiche sono in cima alla lista degli ingredienti della cometa riguardante il 45 per cento del peso del materiale cometario solido. La parte restante, circa il 55 per cento, è costituito da altri minerali, principalmente silicati. È rilevante che si tratti quasi esclusivamente di minerali non idrati, ovvero composti privi d’acqua.

«La cometa di Rosetta contiene acqua analogamente ad altre comete», dice Martin Hilchenbach, principal investigator del team Cosima del Max Planck Institute, «ma poiché le comete passano gran parte del loro tempo in zone ghiacciate del Sistema solare non reagisce con altri minerali». I ricercatori ritengono quindi che la mancanza di minerali idrati nella polvere della cometa sia un’indicazione indicativa del fatto che la cometa 67/P contenga materiale incontaminato proveniente dal Sistema solare primordiale.

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