Lontano dal Sole, le comete sono gelidi corpi senza vita. Quando si avvicinano al Sistema solare interno, il calore del Sole fa sublimare gli strati di ghiaccio più esterni, trascinando sulla superficie particelle di polvere. In questo modo si forma la chioma, un mantello di gas e polvere. Già nelle immagini delle missioni cometarie precedenti a Rosetta, come la sonda Giotto che visitò la cometa di Halley nel 1986, era evidente come all’interno della chioma fossero visibili getti distinti di gas e polvere. Tali getti si estendono per svariati chilometri nello spazio. Per gli scienziati, questi getti sono la chiave per comprendere l’attività cometaria e le domande che si pongono sono molteplici: quando e dove si verificano? Quali processi superficiali sono coinvolti? Cosa rivelano della natura e della composizione della cometa?
A sinistra: poco dopo l’alba, sopra la regione Hapi sulla cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, si vedono impressionanti getti di gas e polvere. A destra: le simulazioni al computer riproducono queste strutture. Crediti: Esa/Rosetta/Mps for Osiris Team Mps/Upd/Lam/Iaa/Sso/Inta/Upm/Dasp/Ida
Nessuna missione è stata in grado di rispondere a queste domande in modo così dettagliato come la missione Rosetta dell’Esa. Da agosto 2014 a settembre 2016, la sonda ha orbitato attorno alla cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, e si è guadagnata un posto in prima fila per assistere alla sua trasformazione: da un corpo quasi senza vita a un oggetto che sputa gas e polvere. Questo processo è stato documentato da più di 70mila immagini scattate dal sistema di telecamere scientifiche di Osiris, sviluppate e costruite sotto la guida del Max Planck Institute for Solar System Research (Mps). Tali immagini contengono sia esplosioni improvvise di gas e polvere, sia getti stabili per periodi di tempo più lunghi. In una recente pubblicazione, i ricercatori del team Osiris hanno presentato l’attività che si verifica sulla cometa, regolarmente, ogni mattina.
«Quando il Sole sorge su una parte della cometa, la superficie lungo il terminatore diventa attiva pressoché istantaneamente», descrive il primo autore Xian Shi, di Mps. «I getti di gas e polvere, che poi osserviamo all’interno della chioma, sono molto affidabili: si possono trovare ogni mattina, negli stessi luoghi e in una forma simile», aggiunge. Responsabile di questa attività mattutina è il gelo, che si forma di notte sulla superficie fredda della cometa. Non appena i raggi del Sole lo toccano, inizia a sublimare.
«Le esplosioni spesso possono essere ricondotte a una piccola area sulla superficie della cometa, dove improvvisamente viene a trovarsi acqua congelata in seguito, ad esempio, a una frana», spiega Holger Sierks di Mps, nonché principal investigator di Osiris. «Nel caso invece dell’attività visibile all’alba, il gelo è distribuito abbastanza uniformemente su tutta la superficie».
Ma allora perché le emissioni di gas e polveri formano i getti? Perché non creano una nuvola completamente omogenea? Il nuovo studio mostra, per la prima volta, che la spiegazione di questo fenomeno è da ricercarsi nella forma insolita e nella topografia frastagliata della cometa. I ricercatori hanno analizzato le immagini della regione Hapi da diversi punti di vista. Questa regione è situata sul “collo” della cometa, la parte stretta che collega i suoi due lobi. Sfruttando simulazioni al computer, sono stati in grado di riprodurre queste immagini, ottenendo così una migliore comprensione dei processi che guidano il fenomeno. In particolare, due effetti si sono dimostrati decisivi. Alcune regioni sulla superficie si trovano ad altitudini inferiori, oppure all’ombra, quindi i primi raggi di Sole li raggiungono più tardi. Al contrario, il gelo evapora in modo particolarmente efficiente nelle regioni che vengono illuminate maggiormente e prima. Inoltre, gli affossamenti e le altre strutture concave concentrano le emissioni di gas e polveri, proprio come fanno le lenti ottiche.
«La complessa forma della cometa di Rosetta rende difficili le indagini, ma per questo studio è stata una benedizione», dice Shi. Su una cometa sferica, o a forma di patata, queste strutture all’interno della chioma potrebbero non essere così prominenti, rendendo la chioma più uniforme.
Inoltre, il nuovo studio indaga sull’influenza della geometria dell’osservazione. «Fondamentalmente, ogni chioma è una struttura tridimensionale, e ogni scatto visualizza solo una proiezione della struttura stessa», dice Sierks. «Le nostre immagini possono quindi dare facilmente un’impressione sbagliata». I getti ricorrenti giornalieri sono particolarmente adatti per analizzare questo effetto, poiché Rosetta ha orbitato attorno alla cometa per un lungo periodo, osservando l’alba su una particolare regione diverse volte e da diverse angolazioni.
Per saperne di più:
- Leggi su Nature Astronomy l’articolo “Coma morphology of comet 67P controlled by insolation over irregular nucleus” di X. Shi et al.