Crediti: Modelling and simulation: Technische Universität Braunschweig and Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; Visualisation: Zuse-Institut Berlin
Tra gli obiettivi principali della missione Rosetta dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) c’è quello di studiare come l’attività del Sole e i venti solari interagiscono con le comete, ad esempio 67P/Churyumov–Gerasimenko. Con l’avvicinarsi al Sole (il perielio ci sarà il prossimo 13 agosto, quando si troverà a soli 186 milioni di chilometri di distanza) la costante “combatte” in continuazione con il vento solare. Il risultato è la coda di ioni che fuoriesce dalla cometa. Gli strumenti di Rosetta stanno monitorando questo processo. Il flusso costante di particelle cariche elettricamente emesse dal Sole permea lo spazio e tutti i corpi nel Sistema Solare (comprese le comete) devono passarci attraverso “facendo i conti” con il suo campo magnetico.
Lo strumento ICA (Ion Composition Analyzer uno dei cinque strumenti del Rosetta Plasma Consortium, RPC) è stato utilizzato da Hans Nilsson e i suoi colleghi dello Swedish Institute of Space Physics per studiare la graduale evoluzione dell’ambiente attorno alla cometa. I ricercatori hanno potuto osservare che il numero di ioni d’acqua che “fuggono” dalla cometa è aumentato enormemente con l’avvicinarsi al Sole (Chury ora si trova ctra 538 milioni chilometri e 300 milioni chilometri di distanza). Anche se l’accelerazione giorno per giorno è molto variabile, il tasso medio giornaliero è aumentato di un fattore di 10.000 durante lo studio (vale a dire da agosto 2014 a marzo 2015). Gli ioni d’acqua si formano nella chioma (l’atmosfera – temporanea – che avvolge la cometa nei momenti in cui si trova più vicina al Sole). Cosa succede? Il calore della nostra stella madre fa aumentare l’attività attorno alla cometa (il che rende molto difficili le operazioni tanto che Rosetta rischia di perdere l’orientamento stellare e deve tenersi a una distanza di sicurezza) e vengono liberate grandi quantità di particelle (polvere e ioni d’acqua) man mano che il ghiaccio si scioglie. Una volta in forma gassosa, le particelle di acqua collidono con la luce ultravioletta e ciò le trasformandole in ioni. Una volta spogliati di alcuni dei loro elettroni, gli ioni acqua vengono accelerati dalle proprietà elettriche del vento solare.
Non tutti gli ioni, però, vengono accelerati ed espulsi all’esterno, alcuni ricadono sulla superficie della cometa. Le particelle del vento solare, poi, possono arrivare direttamente sulla cometa attraverso la chioma innescano un processo chiamato sputtering: gli atomi presenti sulla superficie vengono quindi liberati e “inviati” nello spazio. Peter Wurz, dell’Università di Berna, e i suoi colleghi hanno studiato questo fenomeno con il DFMS (Double Focussing Mass Spectrometer) scoprendo finora la presenza di sodio, potassio, silicio e calcio, elementi presenti in alcuni rari tipi di meteoriti, condriti carbonacee. Ci sono però delle differenze: mentre l’abbondanza di sodio sembra la stessa, 67P / CG mostra un eccesso di potassio e una carenza di calcio. La maggior parte degli atomi “sputterati” provengono dal lato della cometa dove adesso è inverno, dove comunque arrivano le particelle del vento solare. Con l’avvicinarsi al Sole il processo di sputtering si interromperà o diminuirà drasticamente perché la chioma proteggerà la superficie ghiacciata di Chury a causa della densità dei gas.
Nei prossimi giorni – mancano sole due settimane al massimo avvicinamento – Rosetta invierà ulteriori dati. Lo scorso 24 luglio la sonda dell’ESA si è spostata verso l’emisfero sud che adesso è quello più illuminato dal Sole e alterna i tentativi di comunicare con il lander con le analisi scientifiche della cometa (soprattutto delle latitudini meridionali).
Per saperne di più:
- Leggi QUI: “Evolution of the ion environment of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko: Observations between 3.6 and 2.0 AU”, di H. Nilsson et al.
- Leggi QUI: “Solar Wind Sputtering of Dust on the Surface of 67P/Churyumov-Gerasimenko”, di Peter Wurz et al.
- Leggi QUI: “Dynamical features and spatial structures of the plasma interaction region of 67P/Churyumov–Gerasimenko and the solar wind”, di C. Koenders et al.