L’esplosione sul nucleo della cometa 67P Churyumov-Gerasimenko avvenuta il 19 febbraio scorso e ripresa dalla Wide Angle Camera (WAC) dello strumento OSIRIS. Crediti: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA
Un improvviso bagliore sulla cometa 67P Churyumov-Gerasimenko è stato osservato e studiato dagli strumenti della sonda Rosetta dell’ESA, missione a cui l’Italia partecipa con gli strumenti VIRTIS (INAF-IAPS), GIADA (INAF Osservatorio Astronomico di Capodimonte, INAF-IAPS e Università Parthenope) e OSIRIS (Università di Padova e CISAS) e con il supporto dell’Agenzia Spaziale Italiana. Quando è avvenuto l’outburst (così viene chiamato il fenomeno), il 19 febbraio scorso, il veicolo spaziale era appena a 35 chilometri dal nucleo cometario e nove dei suoi strumenti, tra cui camere a immagini, collettori di polveri e analizzatori di gas e plasma, hanno raccolto preziosi dati che sono stati analizzati in questi mesi dal team della missione per far luce sull’evento.
«Nel corso dell’ultimo anno, Rosetta ha dimostrato che, anche se l’attività cometaria può essere prolungata, è praticamente impossibile prevedere quando si verificheranno esplosioni come quella che abbiamo colto. È stato un caso davvero fortunato», dice Matt Taylor, project scientist della missione Rosetta. «Per una felice coincidenza, infatti, avevamo quasi tutti gli strumenti di bordo puntati contemporaneamente sulla cometa in quei momenti, e siamo così stati in grado di raccogliere in un colpo solo la più completa serie di dati mai raccolta di un outburst cometario».
I dati sono stati inviati sulla Terra solo pochi giorni dopo l’evento, la cui evoluzione è stata ricostruita con grande accuratezza in un articolo guidato da Eberhard Grün dell’Istituto Max-Planck per la Fisica Nucleare, ad Heidelberg in Germania, che viene pubblicato sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Ed ecco allora il racconto di quello che è accaduto.
L’infografica mostra l’evoluzione temporale dell’outburst rilevata dagli strumenti a bordo di Rosetta. Crediti: dati e immagini da Grün et al (2016)
A partire dalle 9:40 GMT (ovvero l’ora di Greenwich) la camera a grande campo dello strumento OSIRIS rileva un forte innalzamento della luminosità della chioma polverosa della cometa da una regione di 67P inizialmente in ombra.
Nelle due ore seguenti, Rosetta ha registrato gli effetti dell’outburst che per alcuni strumenti hanno fatto incrementare i valori registrati fino a cento volte rispetto al livello di fondo. Ad esempio, più o meno tra le 10 e le 11 GMT Alice ha visto crescere il flusso della radiazione solare ultravioletta riflessa dal nucleo e l’aumento della polvere di sei volte, mentre ROSINA e RPC hanno rilevato un significativo aumento del gas e plasma cometario attorno al veicolo spaziale. MIRO, un altro strumento a bordo della sonda, ha inoltre registrato un aumento di 30 gradi centigradi della temperatura del gas circostante.
Poco dopo, Rosetta è stata letteralmente investita da un’ondata di polvere: lo strumento GIADA ha registrato il massimo di questa tempesta spaziale intorno alle 11:15 GMT. Quasi 200 sono state le particelle rilevate nei seguenti tre ore. Per avere un’idea dell’intensità del fenomeno, per tutto lo stesso mese lo strumento ha raccolto tra le 3 e le 10 particelle al giorno.
«GIADA ha misurato con notevole dettaglio le proprietà della polvere emessa durante l’evento», commenta Vincenzo Della Corte, deputy PI dello strumento . «Grazie anche alla misura in concomitanza con altri otto strumenti di Rosetta si è seguita l’evoluzione temporale del processo, il rapido incremento del numero di particelle di polvere misurate, la fase di massima intensità seguita dall’estinzione del fenomeno. L’emissione peculiare e di breve durata e la distribuzione delle dimensioni delle particelle delineano un evento molto diverso dal normale processo di emissione della polvere dal nucleo della cometa. Per la prima volta un outburst è stato studiato con elevata risoluzione e diverse tecniche di misura. Questi dati rappresentano senz’altro una pietra miliare per lo studio degli outburst cometari e per noi è davvero grande la soddisfazione di sapere che GIADA ha fornito un importante contributo a questo studio».
Contemporaneamente, la camera a campo stretto di OSIRIS ha iniziato a mostrare nelle sue immagini i grani di polvere emessi durante l’esplosione che poi, avvicinandosi allo strumento, sono apparsi come scie nelle riprese per la loro velocità.
La zona del nucleo cometario dove si è innescato l’outburst. Crediti: ESA/Rosetta/NavCam
Ma cosa può aver prodotto questo improvviso aumento dell’attività della cometa? Gli scienziati della missione credono intanto di aver trovato il luogo dove si è innescato l’evento, come dice Grün: «Dalle osservazioni di Rosetta, crediamo che l’outburst sia stato prodotto in un ripido pendio sul lobo più grande della cometa, nella regione di Atum».
Il fatto che l’esplosione sia iniziata quando questa zona era appena emersa dall’ombra suggerisce che le sollecitazioni termiche sul materiale della superficie del nucleo potrebbero aver innescato una frana che ha esposto ghiaccio d’acqua all’azione della radiazione solare diretta. Il ghiaccio si è immediatamente trasformato in gas, trascinando con sé la polvere circostante che ha prodotto la nuvola di detriti osservata da OSIRIS.
«L’outburst in una cometa rappresenta un evento eccezionale in termini di energia e di materia che viene espulsa dal nucleo nel giro di pochi minuti e quindi riuscire ad osservare in diretta quando accade, e sopratutto così da vicino, diventa importante per comprendere la fisica della cometa», commenta Gabriele Cremonese, ricercatore INAF presso l’Osservatorio Astronomico di Padova. «Questo evento provoca l’espulsione di una quantità sia di gas che di polvere ben superiore al normale e quindi diventa importante confrontare i dati dell’outburst con l’osservazione della chioma prima e dopo l’esplosione sopratutto per comprendere meglio l’interazione gas-polvere. Dal alcuni mesi il team di OSIRIS sta lavorando su nuovi modelli di interazione di gas-polvere e sull’origine degli outburst e l’osservazione del 19 febbraio sta aiutando molto a validare tali modelli».
«Si è scelto di costruire una missione complessa come Rosetta, dotandola di molteplici strumenti in grado di studiare aspetti dello stato cometario afferenti a diverse discipline», ricorda infine Mario Salatti, responsabile ASI per la missione, «per caratterizzare al meglio – e per la prima volta – una cometa osservata per due anni in maniera continuativa. La coincidenza che un gran numero di questi strumenti fossero attivi a cavallo del momento in cui si è verificata l’“eruzione” rappresenta la migliore occasione per mettere a frutto le potenzialità dell’intera missione: le diverse misure condotte simultaneamente sono risultate fondamentali per comprendere i meccanismi alla base di questi spettacolari fenomeni».
Per saperne di più:
- Leggi l’articolo The 19 Feb. 2016 outburst of comet 67P/CG: A Rosetta multi-instrument study di Eberhard Grün et al., pubblicato sul sito web della rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
- gli articoli relativi alla missione Rosetta pubblicati su Media INAF