La scoperta di Rosetta del meccanismo di rottura molecolare a sorpresa nel coma della cometa altera le percezioni
Uno strumento scientifico della NASA che vola a bordo della navicella spaziale Rosetta dell'Agenzia spaziale europea (ESA) ha fatto una scoperta molto sorprendente, vale a dire che il meccanismo di rottura molecolare delle 'molecole di acqua e anidride carbonica che fuoriescono dalla superficie della cometa' nell'atmosfera della cometa 67P/Churyumov- Gerasimenko è causato da 'elettroni vicini alla superficie'.
I risultati sorprendenti relativi all'emissione del coma della cometa sono arrivati dalle misurazioni raccolte dalle sonde dello strumento Alice finanziate dalla NASA e stanno inducendo gli scienziati a ripensare completamente a ciò che sappiamo sui corpi erranti, secondo il team di scienziati degli strumenti.
'La scoperta che stiamo segnalando è abbastanza inaspettata', ha affermato Alan Stern, investigatore principale dello strumento Alice presso il Southwest Research Institute (SwRI) a Boulder, in Colorado, in una dichiarazione.
“Ci mostra il valore di andare alle comete per osservarle da vicino, dal momento che questa scoperta semplicemente non avrebbe potuto essere fatta dalla Terra o dall'orbita terrestre con nessun osservatorio esistente o pianificato. E sta trasformando radicalmente la nostra conoscenza delle comete”.
Un documento che riporta i risultati di Alice è stato accettato per la pubblicazione dalla rivista Astronomy and Astrophysics, secondo le dichiarazioni della NASA e dell'ESA.
Alice è uno spettrografo che si concentra sul rilevamento della banda di lunghezze d'onda dell'ultravioletto lontano ed è il primo strumento del suo genere ad operare su una cometa.
Fino ad ora si pensava che i fotoni del sole fossero responsabili della rottura molecolare, ha affermato il team.
L'anidride carbonica e l'acqua vengono rilasciate dal nucleo e la rottura dell'eccitazione avviene appena mezzo miglio sopra il nucleo della cometa.
'L'analisi delle intensità relative delle emissioni atomiche osservate ha permesso al team scientifico di Alice di determinare che lo strumento stava osservando direttamente le molecole 'genitrici' di acqua e anidride carbonica che venivano frantumate dagli elettroni nelle immediate vicinanze, circa sei decimi di un miglio (un chilometro) dal nucleo della cometa”.
Il meccanismo di eccitazione è dettagliato nel grafico sottostante.
Il continuo studio approfondito di Rosetta sulla cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko ha rivelato un processo inaspettato all'opera vicino al nucleo della cometa che provoca la rapida rottura delle molecole di acqua e anidride carbonica. Crediti: ESA/ATG medialab; ESA/Rosetta/MPS per OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA; ESA/Rosetta/NavCam – CC BY-SA IGO 3.0
'La variazione spaziale delle emissioni lungo la fenditura indica che l'eccitazione avviene entro poche centinaia di metri dalla superficie e la produzione di gas e polvere è correlata', secondo l'articolo della rivista Astronomy and Astrophysics.
I dati mostrano che le molecole di acqua e CO2 si scindono tramite un processo in due fasi.
“In primo luogo, un fotone ultravioletto del Sole colpisce una molecola d'acqua nel coma della cometa e la ionizza, eliminando un elettrone energetico. Questo elettrone colpisce quindi un'altra molecola d'acqua nel coma, rompendola in due atomi di idrogeno e uno di ossigeno, e nel processo li energizza. Questi atomi poi emettono luce ultravioletta che viene rilevata a lunghezze d'onda caratteristiche da Alice”.
'Allo stesso modo, è l'impatto di un elettrone con una molecola di anidride carbonica che provoca la sua rottura in atomi e le emissioni di carbonio osservate'.
Dopo un inseguimento lungo un decennio di oltre 6,4 miliardi di chilometri (4 miliardi di miglia), la navicella spaziale Rosetta dell'ESA è arrivata alla cometa butterata 67P/Churyumov-Gerasimenko il 6 agosto 2014 per il primo tentativo della storia di orbitare attorno a una cometa per uno studio a lungo termine.
Da allora, Rosetta ha schierato il mezzo da sbarco Philae per compiere il primo atterraggio della storia su un nucleo di comete. Ha anche orbitato intorno alla cometa per oltre 10 mesi di osservazione ravvicinata, arrivando a volte fino a 8 chilometri. È dotato di una suite di 11 strumenti per analizzare ogni aspetto della natura e dell'ambiente della cometa.
La cometa 67P sta diventando sempre più attiva poiché orbita sempre più vicino al sole nei prossimi due mesi. La coppia raggiunge il perielio il 13 agosto 2015 a una distanza di 186 milioni di km dal Sole, tra le orbite della Terra e di Marte.
Alice lavora esaminando la luce emessa dalla cometa per comprendere la chimica dell'atmosfera della cometa, o coma, e determinarne la composizione chimica con lo spettrografo del lontano ultravioletto.
Secondo le misurazioni di Alice, l'acqua e l'anidride carbonica nel coma atmosferico della cometa provengono da pennacchi che eruttano dalla sua superficie.
'È simile a quelli che il telescopio spaziale Hubble ha scoperto sulla luna di Giove Europa, con l'eccezione che gli elettroni della cometa sono prodotti dalla radiazione solare, mentre gli elettroni di Europa provengono dalla magnetosfera di Giove', ha detto Paul Feldman, un collaboratore di Alice. -investigatore della Johns Hopkins University di Baltimora, Maryland, in una dichiarazione.
Rosetta ha scoperto un processo inaspettato nel nucleo della cometa che provoca la rapida rottura delle molecole di acqua e anidride carbonica. Getti di gas e polvere stanno esplodendo dal collo attivo della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko in questo mosaico fotografico assemblato da quattro immagini scattate il 26 settembre 2014 dalla navicella spaziale Rosetta dell'Agenzia spaziale europea a una distanza di 26,3 chilometri (16 miglia) dal centro della cometa. Credito: ESA/Rosetta/NAVCAM/Marco Di Lorenzo/Ken Kremer/kenkremer.com
Altri strumenti a bordo di Rosetta, tra cui MIRO, ROSINA e VIRTIS, che studiano l'abbondanza relativa dei costituenti del coma, confermano i risultati di Alice.
'Questi primi risultati di Alice dimostrano quanto sia importante studiare una cometa a diverse lunghezze d'onda e con diverse tecniche, al fine di sondare vari aspetti dell'ambiente della cometa', afferma Matt Taylor, scienziato del progetto Rosetta dell'ESA, in una dichiarazione.
“Stiamo osservando attivamente come si evolve la cometa mentre si avvicina al Sole lungo la sua orbita verso il perielio ad agosto, osservando come i pennacchi diventano più attivi a causa del riscaldamento solare e studiando gli effetti dell'interazione della cometa con il vento solare. '
Resta sintonizzato qui per Ken's continua la scienza della Terra e del pianeta e le notizie sui voli spaziali umani.