L'origine di Cerere e la natura delle macchie bianche

Il pianeta nano potrebbe non essersi originato dove si trova adesso. Quanto alle macchie bianche, si tratterebbe di un solfato di magnesio simile a un noto lassativo.

Immagine in falsi colori di Cerere, ripreso da 4.400 km di altezza: i colori corrispondono alla diversa composizione della superficie.

Cerere è il pianeta nano nella fascia principale degli asteroidi (tra Marte e Giove) attorno al quale, dallo scorso 6 marzo, orbita la sonda della Nasa Dawn. I risultati delle analisi sui più recenti dati inviate dalla Dawn, appena pubblicati su Nature, forniscono nuovi indizi sull'origine di Cerere e sulla natura delle "macchie bianche" che avevano fatto discutere negli ultimi mesi.

 

Venuto da lontano. Il team scientifico di Dawn, coordinato Maria Cristina De Sanctis dell’Istituto di Astrofisica Spaziale e Planetologia (INAF-IAPS), responsabile dello spettrometro a immagini  VIR (Visual and Infrared Imaging Spectrometer), ha esaminato la composizione di Cerere e trovato prove della presenza in superficie di argille ricche di ammoniaca.

 

Lo strumento VIR, ideato e realizzato in Italia, rileva come diverse lunghezze d'onda della luce vengono riflesse dalla superficie, consentendo un confronto con analoghi terrestri e perciò l'identificazione dei minerali. La temperatura superficiale di Cerere è troppo elevata per consentire la presenza stabile di ammoniaca ghiacciata: tuttavia, le molecole di ammoniaca possono rimanere stabili se chimicamente legate ad altri minerali, come appunto le argille.

 

 

La presenza di ammoniaca, del tutto inaspettata, suggerisce che Cerere non si sia formato nella fascia principale degli asteroidi, dove si trova oggi, ma che abbia avuto origine alla periferia del Sistema Solare. Un altro scenario plausibile è che il pianetino abbia raccolto i materiali residui provenienti dal Sistema Solare esterno. «L'ammoniaca suggerisce che Cerere sia composto di materiale formatosi in un ambiente dove ammoniaca e azoto erano abbondanti», spiega De Sanctis: «Pensiamo che questo materiale abbia avuto origine nel Sistema Solare esterno».

 

Nonostante questa particolarità, altre regioni dello spettro di Cerere mostrano delle somiglianze con alcuni meteoriti, in particolare delle condiriti carbonacee, meteoriti ricche di carbonio che però presentano basse concentrazioni di acqua, il 15-20% contro il 30% di Cerere.

 

Immagine in falsi colori del cratere da impatto Occator: il blu rappresenta le zone più depresse, mentre il colore marrone chiaro le più elevate. Le chiazze bianche sul fondo del cratere sono depositi di solfato di magnesio. | NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Sale inglese. Un altro notevole risultato riguarda la composizione delle macchie bianche (oltre 130) osservate sulla superficie del pianeta nano, per lo più associate a crateri da impatto. Secondo uno studio guidato da Andreas Nathues del Max Planck Institute for Solar System Research (Goettingen, Germania), la composizione del materiale è compatibile con un solfato di magnesio noto come esaidrite, MgSO4·6(H2O), di composizione molto simile al famoso “sale inglese” o Epsom salt, un noto lassativo. Si pensa che le chiazze si siano formate in seguito alla sublimazione di acqua ghiacciata in cui questo composto era in soluzione. Un aspetto interessante di questa scoperta è che anche sulla crosta ghiacciata di Europa, uno dei quattro satelliti galileiani di Giove, la sonda Galileo ha osservato vaste chiazze di questo composto.

 

«La distribuzione "globale" delle chiazze suggerisce che questo mondo abbia uno strato sotterraneo di ghiaccio d'acqua, che in alcune zone è stato esposto dagli impatti di piccoli corpi cosmici», spiega Nathues.

 

Un primo piano del cratere Occator al cui interno sono presenti vaste chiazze di solfato di magnesio. Il cratere ha un diametro di circa 90 km e un'età stimata in circa 78 milioni di anni. | NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Tra tutte le aree chiare che costellano la superficie di Cerere, le più luminose sono le due strutture all'interno di Occator, un cratere da impatto il cui diametro è di circa 90 km. I due punti, uno dei quali è situato in corrispondenza della depressione centrale, larga circa 10 km e profonda 500 metri, riflettono circa il 50% della luce che ricevono. La depressione, inoltre, è attraversata da una serie di solchi e fratture. Il cratere, con i suoi bordi molto marcati e netti, è considerato una delle più recenti formazioni apparse su Cerere, con un'età stimata intorno ai 78 milioni di anni.

 

Nebbie. Le immagini della Dawn mostrano anche una sorta di foschia sospesa al di sopra di Cerere, una scoperta che potrebbe spiegare la presenza di vapore acqueo attorno al pianeta nano, rilevata dal telescopio spaziale Herschel nel 2014. La foschia è presente nelle immagini riprese verso il mezzogiorno locale, mentre è assente all'alba e al tramonto.

 

È possibile che un fenomeno simile a quello che caratterizza l’attività dei nuclei cometarie sia presente anche nel cratere Occator e in corrispondenza di altre macchie chiare, con minuscole particelle di polvere e ghiaccio residuo che vengono sollevate dal vapore acqueo. Tuttavia, saranno necessari dati con risoluzioni maggiori per poter far luce sui meccanismi alla base di questo fenomeno. «Il team di Dawn sta ancora discutendo su questi risultati e analizzando i dati per comprendere meglio la situazione nel cratere Occator», afferma infatti Chris Russell, responsabile della missione.

 

13 Dicembre 2015 | Mario Di Martino