Il nucleo della cometa 67P Churyumov-Gerasimenko, in un’immagine scattata da Rosetta. Crediti: Esa
La missione Rosetta dell’Esa ci ha fornito una vista senza precedenti del nucleo di una cometa, la ormai celebre 67/P-Churyumov-Gerasimenko. Un’importante fetta di questo merito va allo spettrometro italiano Virtis, che è riuscito a mappare la composizione superficiale di questo oggetto celeste particolarmente scuro a causa di una miscela di composti carboniosi e minerali opachi, ma anche chiazze di ghiaccio d’acqua e ghiaccio secco, ovvero biossido di carbonio solido.
C’era però ancora una traccia anomala negli spettri raccolti da Virtis che gli scienziati non erano riusciti a decifrare. Ora un team di ricercatori guidati da Oliver Poch del Cnrs, in Francia, e di cui fanno parte alcuni colleghi dell’Istituto nazionale di astrofisica, è riuscito a riprodurre in laboratorio un composto che sembra avere quelle stesse caratteristiche di emissione nell’infrarosso, proprio come registrato da Virtis su 67P. L’impronta infrarossa finora sconosciuta sarebbe dovuta, secondo il team, alla presenza di sali di ammonio, uno ione composto da quattro atomi di idrogeno e uno di azoto. I risultati di questa indagine sono riportati oggi in un articolo sulla rivista Science.
I sali di ammonio sono mescolati con la polvere scura della cometa su tutta la superficie del nucleo e la loro presenza può aumentare considerevolmente la quantità di azoto precedentemente prevista su questa cometa, ma forse anche su altri corpi celesti simili. I risultati ottenuti da Virtis – realizzato sotto la responsabilità scientifica dell’Istituto di astrofisica e planetologia spaziali dell’Inaf (principal investigator Fabrizio Capaccioni) dalla Leonardo di Campi Bisenzio (Firenze) con il contributo dell’Agenzia spaziale italiana – sono in accordo con quelli ottenuti da una altro strumento su Rosetta, lo spettrometro per ioni e atomi neutri Rosina, che ha identificato i gas prodotti dalla decomposizione dei sali di ammonio sui grani di polvere espulsi dalla cometa.
Inoltre, diversi asteroidi della fascia principale, così come vari asteroidi troiani di Giove e la stessa luna gioviana Himalia, presentano spettri con una caratteristica di assorbimento simile a quella osservata da Virtis sulla cometa 67P. Dunque è possibile che anche su quei corpi celesti siano presenti significative quantità di sali di ammonio. Questi sali possono quindi essere un anello di congiunzione riguardo la composizione di asteroidi, comete e, in ultima analisi, della nebulosa proto-solare da cui tutti noi discendiamo. A seconda di come, quando e dove si formano, i sali di ammonio potrebbero influenzare la chimica dell’azoto nelle diverse fasi del ciclo cosmico della materia. Questi sali potrebbero iniziare a formarsi nei manti di ghiaccio depositati sui grani di polvere nelle fasi pre-stellari o proto-planetarie, quindi potrebbero influenzare la coagulazione dei grani durante i processi di accrescimento degli embrioni planetari, e avrebbero anche potuto fornire l’azoto ai pianeti interni del Sistema solare, favorendo così l’insorgenza di processi chimici prebiotici.
«L’individuazione dei sali di ammonio, ottenuta contemporaneamente dagli strumenti Virtis e Rosina usando tecniche indipendenti tra loro, ci ha permesso di risolvere un’anomalia riscontrata in precedenza nei dati della composizione gassosa della 67P, che appare impoverita di azoto rispetto alle abbondanze tipiche osservate nel Sistema solare. Questi risultati mostrano invece come l’azoto cometario sia presente nello stato solido sotto forma di sali ammoniati e pertanto non sia rilevabile in forma gassosa nella chioma», spiega Gianrico Filacchione dell’Istituto nazionale di astrofisica a Roma, che ha partecipato all’analisi dei dati di Virtis.
«Lo studio pubblicato oggi ha permesso di identificare la presenza di sali di ammonio sulla cometa 67/P, scoperta molto interessante perché l’ammonio è un importante tracciatore per comprendere l’evoluzione chimico-fisica della cometa. Riempie di soddisfazione vedere come la sonda Rosetta, e in particolare lo strumento italiano Virtis, stanno un poco alla volta fornendo informazioni sempre più dettagliate sulla cometa 67/P aiutandoci a capire meglio le fasi iniziali del processo di formazione planetaria», ricorda Eleonora Ammannito, ricercatrice Asi per le tematiche legate all’esplorazione del Sistema solare.
Per saperne di più:
- Leggi ssu Science l’articolo “Ammonium salts are a reservoir of nitrogen on a cometary nucleus and possibly on some asteroids”, di Olivier Poch, Istiqomah Istiqomah, Eric Quirico, Pierre Beck, Bernard Schmitt, Patrice Theulé, Alexandre Faure, Pierre Hily-Blant, Lydie Bonal, Andrea Raponi, Mauro Ciarniello, Batiste Rousseau, Sandra Potin, Olivier Brissaud, Laurène Flandinet, Gianrico Filacchione, Antoine Pommerol, Nicolas Thomas, David Kappel, Vito Mennella, Lyuba Moroz, Vassilissa Vinogradoff, Gabriele Arnold, Stéphane Erard, Dominique Bockelée-Morvan, Cédric Leyrat, Fabrizio Capaccioni, Maria Cristina De Sanctis, Andrea Longobardo, Francesca Mancarella, Ernesto Palomba e Federico Tosi