Autore: Giulia Pieraccini

Una mattina di dieci anni fa, il 2 marzo 2004, stava per essere lanciato da Kourou, nella Guyana Francese, il razzo Ariane 5 che portava in orbita la sonda Rosetta dell’Agenzia Spaziale Europea per dare inizio al suo lungo viaggio verso la cometa nota come 67P/Churyumov-Gerasimenko. Questa missione, che al tempo era già in fase di progettazione da anni, ha il compito di rivelare i segreti delle comete, oggetti che, fino ad oggi, abbiamo potuto osservare solo da lontano.

Ciò che si sa delle comete è che sono corpi celesti composti da rocce, polveri e ghiaccio (da cui l’appellativo di “palle di neve sporche”). Ne sono state scoperte e viste molte in orbita attorno al nostro sole, tutte con periodi orbitali più o meno lunghi: la 67P/Churyumov-Gerasimenko è classificata come cometa periodica, cioè con periodi orbitali ridotti e da noi percepibili e documentabili: ogni 6.45 anni terrestri compie un giro attorno al Sole.

Tra i composti che sappiamo essere presenti in queste “palle di neve” ci sono, oltre a molti minerali che si suppongono rappresentativi della composizione generale del Sistema Solare (essendo nate insieme ai pianeti durante la condensazione della nebulosa da cui si è formato il resto del sistema), una grande quantità di acqua e sostanze come metano e anidride carbonica in forma solida. Ma non solo. Tra le molecole presenti sono stati registrati numerosi composti organici, ricchi di elementi che, sulla nostra Terra, sono alla base della vita: carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto. Si pensa che siano presenti, congelate nelle comete, anche molecole più complesse come quelle che vanno poi a formare gli amminoacidi, i componenti delle proteine.

La tipica e spettacolare coda delle comete, che ci affascina nelle rare occasioni in cui riusciamo a vederle a occhio nudo (possiamo ricordare la ben nota cometa di Halley, nel 1986, e la famosissima e apprezzatissima cometa Hale-Bopp, nel 1997), è dovuta alla sublimazione degli strati più esterni ghiacciati. Passando vicino al Sole, infatti, le alte temperature fanno passare il ghiaccio direttamente in forma di vapore, spargendo così tutto ciò che era intrappolato all’interno della “palla di neve” nello spazio circostante in una specie di atmosfera che si deforma avvicinandosi alla stella.

Ed è proprio questo che sta accadendo, nelle ultime settimane, alla Churyumov-Gerasimenko: grazie al calore sempre maggiore che riceve dal Sole, si sta rapidamente formando la chioma della cometa, mentre il vento solare, formato da particelle ad alta energia, darà origine alla coda. Nonostante si trovi a una distanza che può sembrare grande, 600 milioni di chilometri (circa quattro volte la distanza tra la Terra e il Sole), la sua superficie sta già iniziando a riscaldarsi. 

Le straordinarie immagini che Rosetta sta inviando sulla Terra stanno aiutando gli scienziati che seguono la missione a sviluppare i modelli migliori per definire e progettare le prossime fasi, specialmente quelle finali, del volo di Rosetta.

Attualmente la sonda si trova a circa due milioni di chilometri di distanza dal suo obiettivo, ma nei prossimi mesi si avvicinerà sempre di più alla cometa, raccogliendo le informazioni da vicino, seguendola nel suo viaggio per il Sistema Solare, osservando le sue trasformazioni mentre viene vaporizzata dal calore del Sole e infine lanciando sulla sua superficie, nel prossimo novembre, il lander Philae, che si ancorerà alla cometa e analizzerà struttura e composizione del suo nucleo. Per fare ciò, quindi, la superficie della Churyumov-Gerasimenko dovrà essere nota agli scienziati, cosa che sarà possibile fare solo tramite le immagini e i dati che si avranno tra qualche mese.

Una delle scoperte che arrivano dagli ultimi dati ricevuti da Rosetta è il periodo di rotazione del nucleo della cometa: questo compie una rotazione su se stesso in 12.4 ore, un tempo inferiore di 20 minuti rispetto a quanto si credesse. Un dato fondamentale per la realizzazione della discesa del lander.

Il contributo italiano alla missione di Philae è fondamentale: è stato realizzato infatti nel nostro paese il dispositivo che perforerà il suolo della cometa e raccoglierà il materiale per poi distribuirlo agli appropriati strumenti di analisi del lander stesso.

Gli ultimi mesi del 2014 e il 2015 saranno molto importanti per questa storica missione: finalmente raccoglieremo immagini e dati per la prima volta direttamente da una cometa. E finalmente riusciremo a sapere qualcosa di più su questi oggetti così affascinanti. 

Giulia Pieraccini
20 maggio 2014

Per molto tempo si è pensato che il pianeta Mercurio non avesse avuto una lunga storia vulcanica, al contrario di altri pianeti, come la vicina Venere (tuttora ricoperta di vulcani notevolmente attivi) e la nostra Terra, in cui i vulcani, in passato, hanno contribuito alla formazione dell’atmosfera che ha favorito lo sviluppo della vita.

Si credeva che Mercurio non avesse potuto conservare al suo interno sufficienti quantità di gas tali da dare origine a esplosioni vulcaniche: durante la formazione del Sistema Solare, infatti, i pianeti più vicini al Sole, per le alte temperature, non sarebbero riusciti a trattenere gli elementi che avrebbero dato origine a molecole volatili come acqua o anidride carbonica. Sulla Terra è ben nota la correlazione tra i gas e l’attività vulcanica esplosiva: all’interno della camera magmatica di alcuni vulcani si accumulano gas e, quando la pressione diventa troppo elevata, esplodono. Sono, per questo motivo, i vulcani considerati più pericolosi sul nostro pianeta, come ad esempio il monte St. Helens, negli Stati Uniti, famoso per la disastrosa eruzione del 1980, e il Vesuvio, altrettanto famoso per la distruzione di Pompei del 79 d.C., ma anche per altre violente eruzioni avvenute in secoli più recenti.

La missione MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging), lanciata nel 2004, ha analizzato e fotografato la superficie di Mercurio, rivelando un particolare inaspettato: la presenza di numerosi crateri e condotti vulcanici da eruzioni di tipo esplosivo, oltre a depositi di ceneri vulcaniche.

Il gruppo di ricercatori condotto da Timothy A. Goudge della Brown University di Rhode Island, USA, ha pubblicato i risultati dell’analisi dettagliata di queste immagini sul Journal of Geophysical Research: Planets.

I ricercatori hanno osservato e studiato 51 apparati vulcanici, analizzandone le dimensioni, le caratteristiche composizionali, il livello di erosione e la posizione.

È proprio la posizione ad aver mostrato una particolarità: quasi tutti gli apparati vulcanici, infatti, si trovano all’interno dei crateri da impatto di meteoriti; si sono perciò creati successivamente a tali impatti, o sarebbero, altrimenti, andati distrutti. Il motivo di questa disposizione è da attribuire al fatto che nei crateri la crosta del pianeta è assottigliata, favorendo così la risalita verso la superficie del magma e quindi dei gas che si trovano all’interno del pianeta.

Inoltre si pensa che Mercurio, a partire dalle prime fasi della sua vita, abbia subito dei fenomeni di contrazione per raffreddamento che avrebbero ridotto il suo diametro, oltre a una perdita degli strati più superficiali. La contrazione avrebbe provocato un inspessimento della crosta, facendo sì che fosse molto più semplice per il magma raggiungere la superficie nelle aree già alterate dai crateri.

La teoria della contrazione termica è supportata anche dalle dimensioni del nucleo stesso del pianeta, che sembra essere, in proporzione, molto grande se confrontato con quello di altri pianeti, oltre che dalla presenza di fenomeni tettonici antichi ma ancora visibili sulla superficie del pianeta.

La perdita degli strati più superficiali del pianeta potrebbe spiegare l’interruzione dei fenomeni vulcanici: potrebbero essere stati vaporizzati dalle intense radiazioni solari, essendo il pianeta così vicino al Sole, che si sarebbero così portate via anche i gas necessari alle esplosioni di magma.

I condotti vulcanici individuati sono stati datati, relativamente uno all’altro, a seconda del grado di erosione di ognuno. Se inizialmente si credeva che il vulcanismo Mercuriano fosse limitato ai primi milioni di anni di vita del pianeta, ci si è dovuti ricredere: gli apparati vulcanici possono essere datati in tutto un arco di tempo che va da più di 4 miliardi fino a circa 1 miliardo di anni fa: cioè dalla nascita stessa del pianeta (o poco dopo) fino a tempi molto più geologicamente recenti.

Questo studio stravolge le conoscenze su questo pianeta dalle condizioni termiche estreme, aprendo le porte a nuove ricerche non solo per quanto riguarda Mercurio stesso, ma anche per quanto riguarda un altro vicino corpo celeste che presenta strutture vulcaniche molto simili: la nostra Luna.

Giulia Pieraccini
9 maggio 2014