Foschia su Cerere

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Lunedì, 29 Febbraio 2016 09:27

Osservazioni di Cerere condotte dalla sonda Dawn e indipendentemente con lo spettrografo HARPS a La Silla, Cile, rivelano un comportamento estremamente variabile delle misteriose macchie luminose sulla superficie del pianeta nano scoperte dalla sonda al suo arrivo nel febbraio del 2015. La variabilità misurata con HARPS e nuove immagini ravvicinate rivelano la presenza di una misteriosa foschia nel cratere Occator (92 km), foschia che evapora nel giro di poche ore.

Si ipotizza che qualcosa fuoriesca dall' interno del pianeta dove c'è una grande quantità di acqua e che possa evaporare riempiendo il cratere per poi disperdersi sotto l'azione della radiazione solare. I responsabili del progetto spaziale si sono dimostrati molto interessati ai risultati delle osservazioni da terra e si sta definendo una collaborazione per osservazioni coordinate che potranno continuare anche oltre la durata della missione spaziale.

Cerere, il più grande oggetto della fascia degli asteroidi tra Marte e Giove e anche il più vicino pianeta nano, sembra mostrare tracce di attività sulla sua superficie, differenziandosi dagli altri corpi celesti che lo circondano. Lo suggeriscono le bellissime immagini ad alta risoluzione della sonda Dawn pubblicate nel dicembre scorso su Nature e, ora, un nuovo studio con telescopi da terra guidato da un gruppo di astronomi dell’INAF tra i quali Paolo Molaro e Marco Fulle dell'OATs.

Da quasi un anno la sonda Dawn, in orbita stabile attorno a Cerere, ne sta perlustrando la superficie fin nei più piccoli dettagli. Già le prime immagini ravvicinate rivelarono una costellazione di macchie particolarmente brillanti e in particolare quelle localizzate nel cratere Occator (diametro 92 km), come si può vedere dalla mappa di Cerere riprodotta in figura 1.

Figura 1

Alla ricerca di ulteriori indizi sulla natura di queste macchie, Molaro e collaboratori hanno misurato le distorsioni in velocità radiale che i punti luminosi, ruotando come un faro, producono nello spettro della luce solare riflessa da Cerere. Grazie allo spettrografo HARPS al telescopio ESO da 3.6 metri, gli autori hanno potuto raggiungere il limite del metro al secondo richiesto per rivelare le piccolissime distorsioni. I risultati delle osservazioni confermano la variazione dello spettro solare con un periodo di poco più di nove ore, il periodo di rotazione di Cerere. Tuttavia, le stesse osservazioni rivelano anche notevoli e inattese variazioni della velocità radiale da una notte all’altra. L'analisi dei dati porta alla conclusione che l’effetto osservato possa essere dovuto alla presenza di sostanze volatili che evaporano sotto l’azione della radiazione solare. Quando la rotazione di Cerere le porta sul lato illuminato dal Sole esse sublimano, formando macchie che riflettono la luce solare in modo molto efficace. Evaporando rapidamente, esse perdono potere riflettente e producono la variazione osservata in velocità radiale. Questo effetto cambia però da una notte all’altra, dando luogo ad un andamento non riproducibile.

In accordo con i risultati spettroscopici da terra, Nathues e collaboratori analizzando i dati della sonda Dawn affermano in un articolo comparso sulla rivista Nature che l’ aspetto delle aree luminose localizzate nel cratere Occator sarebbe consistente con la presenza di solfati idrati di magnesio. Sul fondo del cratere ci sarebbe qualcosa che fuoriesce dall’interno e che sublimerebbe producendo una foschia con carattere periodico, cioè che appare e scompare nel giro di poche ore.

Se questa interpretazione fosse confermata, Cerere avrebbe una natura significativamente diversa da Vesta e dagli altri asteroidi della fascia principale. E` un corpo celeste che, pur essendo isolato e lontano dall’azione diretta di altri pianeti, potrebbe avere una propria attività interna. Sappiamo che Cerere nasconde al proprio interno grandi riserve di acqua, ma non sappiamo se è proprio l’acqua il materiale che affiora in superficie nè tantomeno quale sia la sorgente di energia che ne permetterebbe la continua fuoriuscita. Su questi enigmi e sulla natura del materiale riflettente, la missione Dawn riuscirà forse a far luce nei prossimi mesi e la tecnica della misura delle velocità radiali permetterà di monitorare questo ciclo di attività anche dopo la fine della missione spaziale.

Il cratere è coperto da materiale luminoso che mostra un ciclo diurno (figura 2): a mezzogiorno (a) è riempito da una diffusa foschia. Questa foschia scompare completamente al crepuscolo (b). Nelle viste radenti (c) e (d) si può vedere come la foschia rimanga confinata dentro il cratere e non si estenda nella parte sud-occidentale al di sopra della parte elevata del cratere. In un articolo pubblicato su Nature, Nathues e collaboratori affermano che l’ aspetto delle aree luminose localizzate nel cratere Occator sarebbe consistente con la presenza di solfati idrati di magnesio. Sul fondo del cratere ci sarebbe qualcosa che fuoriesce dall’interno e che sublimerebbe producendo una foschia con carattere periodico, cioè che appare e scompare nel giro di poche ore. La figura a destra mostra una opacità diffusa che riempie il cratere Occator alla sua alba, ma che scompare quasi completamente al crepuscolo.

Per saperne di più, leggi l'articolo Daily variability of Ceres' Albedo detected by means of radial velocities changes of the reflected sunlight di Paolo Molaro, Antonino Lanza, Lorenzo Monaco, Federico Tosi, Gaspare Lo Curto, Marco Fulle, Luca Pasquini, in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters 2016 458 (1): L54-L58

Il testo della notizia apparsa su mediainaf è disponibile a questo link.

Contatto: Paolo Molaro, Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

Figura 2 - In alto: immagini del cratere Occator (92 km di diametro). Il cratere è coperto da materiale luminoso che mostra un ciclo diurno: a mezzogiorno (a) è riempito da una diffusa foschia. Questa foschia scompare completamente al crepuscolo (b).  Crediti: Nathues et al., Nature, 2015. In basso: andamento delle velocità radiali rispetto alla longitudine dell’ osservatore, che diminuisce con il tempo indicato in ore sull’asse in alto. I rombi neri indicano le misure prese nel mese di luglio, quelli vuoti tracciano le misure raccolte a fine della notte. I triangoli rappresentano le osservazioni del 26 e 27 agosto. La linea continua nera mostra il modello calcolato sulla base della curva di luce. L’area ombreggiata mostra le fasi in cui Occator è visibile, che coincidono con la massima variazione nelle velocità radiali osservate e in avvicinamento verso l’osservatore. Crediti: Molaro et al., MNRAS 458 L54, 2016