Rosetta: L'acqua sulla Terra potrebbe non provenire dalle Comete!


Rosetta risultati acqua
Uno dei motivi per cui la missione Rosetta è sempre stata così eccitante perché sapevamo che avrebbe avuto il potenziale per sconvolgere la nostra comprensione delle comete e del loro ruolo nella storia della formazione dei pianeti (in particolare la Terra). Infatti, come previsto, i risultati sono incredibili e i primi esiti delle analisi dello strumento ROSINA lo attestano: abbiamo scoperto che l'acqua della cometa ha caratteristiche molto diverse da quella presente sulla Terra nei nostri oceani e laghi. Allora forse non sono state le comete a portare buona parte dell'acqua sul nostro pianeta, come si pensava! Questi risultati portano anche ad ulteriori domande sull'origine delle comete, la loro distribuzione e diversità, e ovviamente sull'origine dell'acqua sulla Terra.

Quando la Terra è nata, probabilmente coneneva già un po' di acqua, ma le altissime temperature e l'attività vulcanica devono averla fatta evaporare. La domanda è, quindi: esattanebte da dove proviene tutta l'acqua presente sul nostro pianeta adesso? L'ipotesi più quotata indica asteroidi e comete, ma non è mai stata chiara la proporzione con cui avrebbero contribuito, e nemmeno se la maggior parte dell'acqua sia arrivata dagli asteroidi (che oggi sono prevalentemente poveri di acqua) o dalle comete (che contengono così tanto ghiaccio d'acqua da creare enormi code al passaggio ravvicinato con il Sole). Viste le recenti scoperte di Rosetta, la risposta potrebbe essere molto più difficile da ottenere, e meno intuitiva del previsto.

Grande attività sulla Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko man mano che la cometa si avvicina al Sole. Credit: ESA
Grande attività sulla Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko mano a mano che la cometa si avvicina al Sole. Credit: ESA
Primo piano della superficie e morfologia della Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, ottenuta da Rosetta. Credit: ESA
Primo piano della superficie e della morfologia della Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, ottenuta da Rosetta. Credit: ESA

Ma come si fa a capire che l'acqua della cometa è diversa da quella degli oceani terrestri o di altre comete o asteroidi? La chiave è misurarne l'impronta atomica, presente nel rapporto tra due diverse "versioni" di idrogeno: la prima è quella che conosciamo, con un protone ed un elettrone, mentre la seconda è il deuterio, che ha un ulteriore neutrone. Calcolando il rapporto tra questi è possibile risalire alla loro diversa fonte. L'arricchimento dell'acqua è avvenuto diversamente in base alla distanza dal Sole.
Questi rapporti sono dovuti alla diversa influenza del Sole all'inizio della formazione dei planetesimi, che hanno poi formato i pianeti. Le comete sono molto interessanti da questo punto di vista perché conservano ancora ghiaccio risalente a quei primi anni di formazione del Sistema Solare.

Il problema è che le comete viaggiano da sempre, perciò è difficile oggi ricomporre le loro origini e dividerle per famiglie in base alla loro zona di formazione originale. Ma Rosetta ci sta aiutando anche in questo.

Cintura di Kuiper e Nube di Oort. Credit: ESA
Cintura di Kuiper e Nube di Oort. Credit: ESA

Per darvi un'idea, pensate che le comete ad oggi più lontane, nella Nube di Oort, hanno probabilmente avuto origine più vicino al Sole, nella zona dove oggi ci sono Urano e Nettuno. Le comete che oggi arrivano dalla Cintura di Kuiper, invece, hanno avuto origine forse nella stessa zona in cui si trovano oggi, quindi più esterne delle prime. Le comete interne come la 67P/Churyumov-Gerasimenko fanno parte di un'altra famiglia ancora, chiamata "Comete Gioviane". Sono arrivate qui dall'esterno del Sistema Solare e Giove ha dettato gravitazionalmente le loro attuali orbite stabili.

I diversi valori del rapporto tra Idrogeno e Deuterio in vari posti del Sistema Solare. Credit: ESA
I diversi valori del rapporto tra Idrogeno e Deuterio in varie zone del Sistema Solare. Credit: ESA

Le precedenti misurazioni dell'acqua presente su altre comete indicano un grande spettro di diversi valori. Su 11 prese in considerazione solo una della Famiglia Gioviana, la Cometa 103P/Hartley 2, ha un'impronta d'acqua simile a quella della Terra (le analisi sono state fatte dall'osservatorio spaziale Herschel, dell'ESA).

La cosa interessante è che i meteoriti presenti sulla Terra, e che risalgono alla Fascia degli Asteroidi tra Marte e Giove, hanno anch'essi una composizione simile a quella dell'acqua sulla Terra, ma mancano analisi "in situ" per capire quanta ne potessero avere un tempo, e scoprire le differenze presenti nelle diverse popolazioni di asteroidi.

Tornando però ai risultati dello strumento ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis), il rapporto misurato non è solo diverso, ma ben 3 volte più grande rispetto a quello sulla Terra o quello delle altre comete della Famiglia Gioviana! E' anche molto diverso rispetto alla composizione delle comete della Nube di Oort! Quindi, da dove proviene questa cometa?

Terra vista dalla sonda Rosetta, della ESA. Credit: ESA
Terra vista dalla sonda Rosetta, della ESA. Credit: ESA

"Questa sorprendente scoperta potrebbe indicarci una diversa origine per le comete della Famiglia Gioviana. Forse si sono formate in zone diverse del Sistema Solare, e su aree più estese di quanto si pensasse in origine" ha spiegato Kathrin Altwegg, referente scientifica per lo strumento ROSINA, ed autrice della nuova ricerca pubblicata questa settimana su Science.

"Le nostre scoperte escludono la possibilità che le comete della Famiglia Gioviana possano avere portato da sole l'acqua presente negli oceani della Terra, e aggiunge peso ai modelli che mettono più enfasi nell'indicare l'origine dell'acqua dagli asteroidi."

"Sapevamo che l'analisi in situ di Rosetta avrebbe portato a grandi sorprese nel quadro più grande della storia del Sistema Solare, e questa fantastica osservazione sicuramente aggiunge benzina sull'acceso dibattito che riguarda appunto l'origine dell'acqua sulla Terra" ha spiegato Matt Taylor, scienziato dell'ESA per la missione Rosetta. "Seguiremo Rosetta attorno alla cometa nella sua orbita intorno al Sole il prossimo anno, così vedremo come si evolve e come si comporta, e questo ci aiuterà a comprendere molto meglio anche il ruolo cometario nell'evoluzione del Sistema Solare."

E adesso, allora? Questo non significa che le comete non abbiano contribuito, ma che forse non l'hanno fatto nel modo in cui abbiamo sempre pensato. Lo sguardo si volge ora verso gli asteroidi, e in particolare verso le missioni Hayabusa 2 della JAXA e OSIRIS-REx della NASA. Entrambe hanno come obiettivo quello di recuperare campioni dalla superficie di asteroidi molto ricchi di materiale organico e forse acqua. Hayabusa-2 in particolare è già stata lanciata due settimane fa, mentre OSIRIS-REx è ora in fase di costruzione per un lancio nel 2016.

http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Rosetta/Rosetta_fuels_debate_on_origin_of_Earth_s_oceans

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