Scienza e ricerca

La cometa 67/p Churyumov Gerasimenko vista dall'occhio della sonda Rosetta

Scienza e ricerca

Dalle comete il segreto della geologia del sistema solare?

24 agosto 2016

Da un po’ Philae e Rosetta non si parlano più. Anche se, a dirla tutta, qualche difficoltà di dialogo tra loro c’è sempre stata. Sono andati a vuoto negli ultimi mesi i tentativi di ristabilire dei contatti e di individuare il luogo esatto in cui il modulo si era posato dopo che, il 12 novembre 2014, non era riuscito ad arpionarsi sul suolo della cometa 67P/Churyumov Gerasimenko. Alla fine, il 27 luglio 2016, un comando inviato dall’agenzia spaziale tedesca Dlr ha disattivato il dispositivo che permetteva le comunicazioni tra la sonda in orbita e Philae. Rosetta, sempre più lontana dal sole, deve risparmiare energia per l’atterraggio previsto per il prossimo 30 settembre sulla cometa. Ultimo atto di una missione che, nonostante qualche imprevisto, riscrive la storia del sistema solare a cominciare dall’origine stessa delle comete. Più “vecchie” di quel che si fosse pensato finora.  

Già lo scorso anno Matteo Massironi, del dipartimento di Geoscienze dell’università di Padova, con un articolo pubblicato su Nature l’aveva anticipato: la forma e la struttura della cometa 67P erano tali da far saltare alcuni degli attuali sistemi di evoluzione del sistema solare. Non si poteva più pensare alle comete, come era stato fatto fino a quel momento, come ad agglomerati caotici di pezzi di ghiaccio. E nemmeno che derivassero dall’aggregazione di frammenti provenienti da collisioni catastrofiche di corpi più grandi e più vecchi, collocati oltre l’orbita di Nettuno. Aggregazione che, secondo la teoria classica, sarebbe avvenuta dopo i primi 400 milioni di anni rispetto alla formazione del sistema solare, quando questo cioè era già ben strutturato. La cometa 67P presentava infatti una bizzarra forma a “papera”, con una testa, un collo e un corpo, e soprattutto una stratificazione interna regolare a cipolla che facevano pensare a due corpi distinti unitisi in seguito a una collisione “gentile” a bassa velocità. 

Si fa largo dunque una seconda ipotesi, accanto al modello classico, che dà una spiegazione alternativa alla formazione delle comete. Collisione violenta di un corpo “genitore” e riaggregazione tardiva, dunque, o unione a bassa velocità in epoca primordiale?

Le conferme al secondo modello non tardano ad arrivare. Recentemente infatti Björn Davidsson del Jet Propulsion Laboratory di Pasadena, a capo di un gruppo di scienziati tra cui molti padovani, in un articolo pubblicato su Astronomy & Astrophisics aggiunge prove ulteriori agli iniziali rilievi di Massironi, sulla base di tante evidenze raccolte nel corso dei due anni di missione e in altre precedenti. La cometa 67P, per cominciare, è ricca di elementi supervolatili, come monossido di carbonio e anidride carbonica, segno che deve essersi formata a basse temperature e che dunque non può essere stata sottoposta a importanti eventi di collisione. In questo caso, infatti, gli elementi supervolatili avrebbero raggiunto il grado di sublimazione (cioè sarebbero passati dallo stato solido allo stato aeriforme) e sarebbero stati rilasciati facilmente. A ciò si aggiungano la bassa resistenza del corpo alla deformazione, il suo elevato grado di porosità e la bassa densità, elementi che implicano un accrescimento a basse velocità, e l’assenza di eventuale compattazione dovuta a importanti collisioni. Come se ciò non bastasse i minerali su questa e altre comete dimostrano di non aver subito le alterazioni che in genere avvengono in presenza di un aumento significativo della temperatura. E infine sono stati rilevati i cosiddetti “goosebumps”, letteralmente “pelle d’oca”, zolle delle dimensioni di qualche metro che, nell’ipotesi dei ricercatori, potrebbero rappresentare gli aggreganti primordiali che hanno dato luogo alla cometa.     

A questo punto, dopo aver dimostrato che le comete non potevano aver avuto origine dalla collisione, distruzione e riaggregazione di precedenti corpi maggiori, rimaneva però un problema: come e quando si erano formate? Davidsson e il suo gruppo propongono un modello che sposta indietro nel tempo la loro formazione, considerando le comete i mattoni primordiali del nostro sistema solare, più che il risultato tardivo di impatti catastrofici. 

Secondo la nuova teoria entro i primi due milioni di anni della nebulosa solare, il disco di gas e polveri che originariamente circondava il sole, si sarebbero formati gli oggetti transnettuniani (collocati oltre l’oirbita di Nettuno) di taglia maggiore. Fino a questo momento erano sempre stati considerati uguali alle comete, ma anche questo concetto ora viene rivisto: gli studiosi dimostrano infatti che gli oggetti transnettuniani hanno maggiore densità, minori contenuti volatili, maggiori alterazioni dei minerali. Ciò induce a pensare che si siano formati leggermente prima delle comete e che abbiano sequestrato materiale dalla nebulosa solare: l’ambiente così sarebbe stato meno ricco di detriti e dunque le collisioni meno frequenti. A quel punto, nei successivi 300-400 milioni di anni, si sarebbero formate le comete: i grani di roccia e materiale ghiacciato rimasti nella parte più esterna e fredda della nebulosa solare avrebbero iniziato a unirsi a bassa velocità e a dare origine a corpi delle dimensioni di qualche chilometro di diametro. Si tratterebbe dunque di materiale primordiale e non di residui da impatti più tardivi. 

Cesare Barbieri, responsabile della missione per l’università di Padova, Francesco Marzari del dipartimento di Fisica e Astronomia “G. Galilei”, e Matteo Massironi, che firmano tra gli altri l’articolo su Astronomy & Astrophisics, sono concordi nel sottolineare l’importanza che ha avuto una missione di questo tipo per la storia del nostro sistema solare. “Esaminando i gas della cometa – sottolinea Barbieri – sono stati trovati composti di cui non si sospettava l’esistenza. Sono stati riscontrati anidride carbonica, metano, ma sono state rilevate anche evidenze di un amminoacido come la glicina. E questa è un’enorme scoperta, dato che confermerebbe le teorie secondo cui le comete qualche miliardo di anni fa potrebbero aver effettivamente portato sulla terra i mattoncini iniziali per la nascita della vita”. Certo molto è stato fatto, ma molto rimane ancora da fare. Resta da chiarire ad esempio come abbiano avuto origine i planetesimi (i corpi primordiali alla base della formazione dei pianeti) dalla polvere della nebulosa solare e rimangono da capire meglio i fenomeni di sublimazione, rari sulla Terra e su altri pianeti e dominanti invece sulle comete. 

Ma le implicazioni sono anche altre. “Questa missione – sottolinea Massironi – mi ha aperto un mondo nuovo. Da geologo classico e planetario ho sempre considerato i corpi minori meno interessanti, perché hanno un’evoluzione interna inferiore e mancano di attività endogena come il vulcanesimo o la tettonica che invece possiedono altri corpi planetari. In realtà, mi sono accorto che le comete sono i tra i mattoni principali da cui partire per scoprire una geologia nuova, la geologia dei primordi del nostro sistema solare”. E conclude: “Dal punto di vista intellettuale per me è stata una novità assoluta, un cambiamento anche nel modo di pensare. Ho cominciato a ragionare in maniera più unita, cercando di capire come ogni singolo aspetto possa esser il tassello di un’unica storia. E mi si è aperta una visione d’insieme che mi permette di comprendere meglio le implicazioni di ciò che si osserva”.  

Monica Panetto