L’ARTICOLO È PUBBLICATO SU THE PLANETARY SCIENCE JOURNAL

Fetonte, una coda tutto sodio e niente polvere

Nuove osservazioni con la sonda Soho dell’asteroide Fetonte dipingono un quadro inatteso: la coda dell’asteroide, che si forma al passaggio al perielio per effetto del calore del Sole, sarebbe fatta di sodio e non di polvere. La scoperta apre nuove domande sulla formazione dello sciame meteorico delle Geminidi, per mano di Fetonte

     26/04/2023

Questa sequenza di due ore di immagini di Soho mostra Fetonte (cerchiato) in movimento rispetto alle stelle di sfondo. Le immagini sono state scattate il 15 maggio 2022, quando l’asteroide si è avvicinato al Sole, a una distanza di quasi 21 milioni di chilometri. Crediti: Esa/Nasa/Usnrl/Karl Battams

La coda di sodio c’è, ma la polvere no: è questa la conclusione di un nuovo studio osservativo su 3200 Phaethon (Fetonte), un asteroide della classe near Earth responsabile dello sciame meteorico delle Geminidi – fenomeno, questo all’origine delle meteore, del quale di solito sono responsabili le comete. Si tratta della prima analisi osservativa che studia la composizione della coda dell’asteroide quando passa al perielio. Lo studio è stato pubblicato su The Planetary Science Journal.

Né asteroide nel senso classico del termine, né cometa (avere una coda infatti non basta: mancano le riserve di ghiacci sulla sua superficie), Fetonte è un asteroide attivo: una classe particolare ed eterogenea di oggetti che racchiude corpi che emettono materia nello spazio per i più svariati motivi – come collisioni, disgregazione rotazionale, frammentazione termica e sublimazione di elementi volatili ad alta temperatura. Nel caso del corpo studiato qui, sembra proprio quest’ultima la ragione.

Gli autori dello studio hanno osservato Fetonte durante l’ultimo perielio del 2022, usando la sonda Solar and Heliospheric Observatory (Soho) – una missione congiunta di Nasa ed Esa – che dispone di filtri colorati in grado di rilevare sodio e polvere. La coda dell’asteroide era già stata osservata diverse volte, fra il 1997 e il 2022, e le immagini sono disponibili negli archivi delle sonde Stereo (il Solar Terrestrial Relations Observatory) e Soho. La composizione chimica della coda, però, non era mai stata analizzata, perché si dava per scontato che la polvere fosse l’elemento principale. Nelle nuove osservazioni, invece, la coda dell’asteroide è apparsa luminosa nel filtro che rileva il sodio, ma non nel filtro che rileva la polvere. Inoltre, la forma della coda e il modo in cui si illuminava al passaggio di Phaethon davanti al Sole corrispondevano esattamente a ciò che gli scienziati si sarebbero aspettati se fosse stata di sodio, ma non se fosse composta di polvere.

«Non è strano: il sodio è un elemento molto diffuso e ad alte temperature sublima», commenta a Media Inaf  Albino Carbognani, ricercatore dell’Istituto nazionale di astrofisica non direttamente coinvolto nello studio. «Le comete classiche sviluppano una coda di sodio sovrapposta a quella di polvere se passano abbastanza vicino al Sole. Anche il pianeta Mercurio ha una coda di sodio: gli atomi di sodio evaporano dalla superficie per effetto delle alte temperature che si raggiungono e vanno a formare la coda, la cui esistenza fu predetta negli anni 80 del secolo scorso e scoperta nel 2001».

Il coronografo Lasco a bordo dell’osservatorio Soho ha guardato l’asteroide Fetonte attraverso diversi filtri mentre passava vicino al Sole nel maggio 2022. A sinistra, il filtro arancione sensibile al sodio mostra l’asteroide con una nube circostante e una piccola coda, suggerendo che gli atomi di sodio dalla superficie dell’asteroide stanno brillando in risposta alla luce solare. A destra, il filtro blu sensibile alla polvere non mostra alcun segno del corpo, indicando che l’asteroide non sta producendo polvere rilevabile. Crediti: Esa/Nasa/Qicheng Zhang

Ma la scoperta non risolve il caso, anzi, solleva nuovi dubbi. Per spiegare la formazione dello sciame meteorico delle Geminidi, di cui Fetonte è responsabile, e per giustificare anche l’elevata quantità di materiale che formava la coda, uno studio teorico condotto nel 2021 aveva ipotizzato la compresenza, nel corpo, di sodio e polvere. «Il quello studio erano state fatte delle simulazioni in cui la sublimazione del sodio trascinava nello spazio i granelli di polvere che sarebbero diventati i meteoroidi che compongono la corrente delle Geminidi», ricorda Carbognani. «In questo secondo studio si dice che nella coda c’è solo il sodio e non la polvere, il che però non è in contraddizione con il primo, nel quale la polvere era un elemento scontato nel modello. Avere trovato davvero il sodio nella coda di Phaethon, invece, conferma l’attendibilità di quello studio, che era basato solo su modelli e test di laboratorio, non sull’osservazione diretta».

Rimane aperta, dunque, una domanda importante: se Fetonte non sparge molta polvere, come fa l’asteroide a fornire il materiale per la pioggia di meteore Geminidi che vediamo ogni dicembre? La risposta che si legge nell’articolo, sotto forma di ipotesi, è che qualche migliaio di anni fa un evento dirompente – come la rottura di un pezzo dell’asteroide a causa delle sollecitazioni della rotazione, ad esempio – abbia fatto sì che dal corpo venisse espulso circa un miliardo di tonnellate di materiale, la quantità che si stima costituisca il flusso di detriti delle Geminidi.

«I meteoroidi devono essere continuamente riforniti altrimenti la corrente si impoverisce progressivamente», spiega infatti Carbognani, «ma se l’impatto ipotizzato è avvenuto da poco, prima che la corrente di meteoroidi si estingua possono passare centinaia di anni, quindi l’impatto appare plausibile».

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