Le analisi delle immagini di Caronte inviate a Terra dalla sonda New Horizons, che continua il suo viaggio nella periferia del Sistema Solare, hanno messo in evidenza un nuovo interrogativo riguardo a due giovani crateri da impatto che segnano la superficie ghiacciata della luna principale di Plutone.
gemelli diversi. I due crateri, che distano tra loro circa 100 km, per adesso identificati come Organa e Skywalker (nomi di due personaggi dell'universo di Guerre Stellari), si somigliano molto: entrambi hanno un diametro di circa 5 km e sono circondati da una raggiera formata da materiale espulso nell’impatto. L’analisi dettagliata degli spettri dei due crateri ha però rivelato anche una straordinaria differenza: in corrispondenza di Organa c'è una forte concentrazione di ammoniaca ghiacciata, ed è questo l'elemento sorprendente, mentre Skywalker risulta formato esclusivamente da ghiaccio d’acqua.
NH3, una vecchia conoscenza. L’ammoniaca (NH3) su Caronte era già stata rilevata quindici anni fa con osservazioni da Terra, ma le concentrazioni di questo composto dell'azoto rilevate dagli strumenti di New Horizons nel cratere Organa sono senza precedenti.
La scoperta di Plutone A soli 24 anni Clyde Tombaugh, astronomo americano di origine contadina (nella foto), scopre Plutone comparando lastre fotografiche di diverse zone del cielo notturno nel Lowell Observatory di Flagstaff, Arizona. È la scoperta del famoso "Pianeta X", annunciata il 13 marzo 1930: un risultato che il fondatore dell'osservatorio, Percival Lowell, aveva previsto quasi 15 anni prima, sulla base di presunte irregolarità nei moti di Nettuno e Urano. Per trovare il pianeta, Lowell aveva ideato una macchina in grado di comparare lastre fotografiche di cielo a diverse ore, per vedere se qualcosa fosse cambiato rispetto allo sfondo delle stelle fisse. Prima della scoperta, Tombaugh ci si "consumò gli occhi" per sei mesi, osservando - si dice - circa 45 milioni di oggetti celesti.
Foto: © Lowell Observatory
L'arrivo di New Horizons 85 anni dopo la scoperta, New Horizons, sorvolerà il pianeta nano. precisamente martedì 14 luglio, alle 13:49:57 ora italiana transiterà, dopo un viaggio di 5 miliardi di km, a soli 12.500 km dal corpo celeste. La sonda è stata progettata per raccogliere il maggior numero di dati nel breve periodo (meno di 24 ore) in cui Plutone apparirà relativamente vicino agli strumenti di New Horizons, per poi trasmettere queste informazioni (con tempi non rapidissimi) al nostro pianeta.
Il cuore e la balena Questa immagine di Plutone scattata il 7 luglio è la combinazione di una foto scattata dal Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) e delle informazioni a bassa risoluzione sul colore dallo strumento Ralph. La colorazione rossa di Plutone è probabilmente causata da molecole di idrocarburi che si formano quando i raggi cosmici e la luce ultravioletta del Sole interagiscono con il metano nell'atmosfera sulla superficie del pianeta nano. Che Plutone fosse un pianeta rosso (come Marte) era già noto. Ma non erano mai state osservate le zone scure (a forma di balena, in basso a sinistra) e quelle più chiare (a forma di cuore). Spiega Alan Stern, principale responsabile della missione: «Il colore rossastro di Plutone è noto da decenni, ma New Horizons ci sta ora permettendo di collegarlo a diversi luoghi della sua superficie e - molto presto - anche alla sua composizione».
Foto: © NASA-JHUAPL-SWRI
Le ultime scoperte Questa foto di Plutone è stata scattata l'11 luglio da 4 milioni di km. Al momento New Horizons ha giù fatto diverse scoperte: Plutone è meno denso di quanto si credesse e ha una calotta polare ghiacciata, la cui composizione è molto diversa da quella delle aree più scure notate nei giorni scorse; molecole di azoto sono state viste provenire dall'atmosfera di Plutone 24-36 ore prima del previsto, come se la loro fonte fosse più consistente di quanto pensato, o se si fossero concentrate per qualche ragione sul percorso della sonda; a soprattutto, Plutone è più grande di quanto si stimasse finora: il suo diametro è di 2370 km +/- 20 km; quello del pianeta nano Eris 2,336 +/- 12 km. Si può immaginare che chi si era opposto al suo "declassamento" si appellerà a queste nuove misure per far valere le ragioni di Plutone come nono pianeta del Sistema Solare (e non pianeta nano).
Il caos che circonda Plutone Plutone ha 4 piccole lune e qualcosa di più di una quinta luna, Caronte.
Plutone e Caronte fotografati il 7 luglio da New Horizons, nell'elaborazione realizzata da Elisabetta Bonora e Marco Faccin di Alive Universe Images.
Foto: © NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute
Lune diaboliche e allungate Le 4 piccole lune finora scoperte di Plutone hanno tutte nomi che richiamano l'inferno: Idra, Cerbero, Notte e Stige. Hanno anche 2 particolarità: si muovono in modo caotico e hanno una forma allungata, come palloni da rugby.
New Horizons si occuperà, durante il suo passaggio, di osservare anche le varie lune di Plutone (sopratutto Caronte, la più grande e interessante), ma potrebbe incappare anche in qualche luna finora sconosciuta. Questo è un rischio per la sonda.
Se il budget lo permetterà, tra il 2018 e il 2019 New Horizons potrebbe esplorare un altro oggetto della fascia di Kuiper, ancora da stabilirsi.
Perché Plutone non è più un pianeta? L'arrivo di New Horizons ha riacceso un dibattito mai sopito: perché Plutone dal 24 agosto 2006 non è più un pianeta? Quali motivi hanno portato al declassamento a pianeta nano? Esistono alcune ragioni:
1. orbita irregolare: nel 1979 Plutone attraversò l'orbita di Nettuno;
2. dimensioni minuscole (la Luna ha cinque volte più massa di Plutone; le lune Ganimede, Titano, Callisto, Europa e Io sono tutte più grandi di Plutone);
3. un satellite - Caronte - di dimensioni eccezionali. Pensate che il centro del sistema Polutone-Caronte non è al centro dell'ex pianeta, ma nello spazio fra i due;
4. e il fatto che gli unici oggetti del sistema solare le cui orbite intersecano quelle dei pianeti sono gli asteroidi, le comete e.... Plutone.
Foto: © javacolleen, Flickr
Quanto è grande New Horizons? New Horizons è grande quanto un pianoforte, e pesa 478 kg. Eccola rapportata ad altre famose sonde spedite nel Sistema Solare esterno. La navicella possiede due strumenti per l'analisi del plasma (PEPSSI e SWAP), che studieranno l'alta atmosfera di Plutone e le sue interazioni col vento solare; un rivelatore di polveri (Venetia o SDC), un esperimento per le analisi radio (REX) e tre dispositivi ottici: lo spettrometro per i raggi UV Alice e le fotocamere LORRI e Ralph, gli "occhi" della sonda, che lavorano nel campo del visibile e del vicino infrarosso.
New Horizons telefono casa Le trasmissioni da New Horizons impiegano 4 ore e mezza per arrivare fino a Terra. Inoltre arrivano con una velocità massima di download pari a circa 1,2 kilobit/sec (migliaia di volte più lenta di quella della vostra connessione di casa): quella consentita dalla rete di ricezione della la rete di ricezione NASA (DSN o Deep Space Network) a Terra, e dalle grandi distanze (in fin dei conti, nessuna missione spaziale ha mai raggiunto Plutone).
Per scaricare una foto da 1 MB ci vogliono circa 111 minuti di trasmissione. Poco meno di 2 ore.
Per tenere sotto controllo la trasmissione basta cliccare qui: le stazioni di Canberra (Australia) soprattutto e Goldstone, negli USA, sono quelle incaricate di raccogliere i dati di New Horizons.
Gli strumenti della sonda hanno osservato nella zona centrale del cratere un picco di assorbimento in corrispondenza della lunghezza d'onda di 2,2 micrometri, cioè nella porzione infrarossa dello spettro elettromagnetico. Si tratta della firma tipica dell’ammoniaca ghiacciata.
Nonostante Organa sia in apparenza molto simile a Skywalker, se non per la presenza di un'area centrale di materiali espulsi più scura, quest'ultima struttura da impatto non presenta alcuna traccia di ammoniaca.
«Perché due crateri così simili anche in dimensioni e così vicini tra loro sono così diversi in composizione?» si chiede Will Grundy, del Lowell Observatory (Flagstaff, Arizona). «Abbiamo diverse ipotesi per spiegare l'ammoniaca di Organa: il cratere potrebbe essere più giovane, o forse l'impatto che lo ha generato ha colpito un deposito sotterraneo di ghiaccio ricco di ammoniaca. O, ancora, il corpo che ha generato Organa potrebbe aver portato con sé l'ammoniaca.»
Una visione "sintetica" di Plutone basata sulle ultime immagini inviate da New Horizons. Questo è ciò che vedremmo a 1.800 km dall'equatore del pianeta nano: in basso, l'area ricca di crateri della Cthulhu Regio, in alto le pianure ghiacciate dello Sputnik Planum, da 80 mila km di quota.
Foto: © NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute
Un dettaglio della regione informalmente ribattezzata Sputnik Planum, dall'aspetto liscio e luminoso. Intorno, una ricca varietà di terreni più scuri e ricchi di crateri. L'intera area fotografata in questo mosaico di immagini si estende per 1600 km.
Foto: © NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute
A nordovest dello Sputnik Planum si trova quest'area caratterizzata da una superficie accidentata, rugosa e ricca di fratture. La foto immortala una regione di 470 km. La più piccola conformazione geologica nell'immagine misura 0,8 km.
Foto: © NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute
L'intero catalogo di superfici visibili su Plutone in un'unica foto. Si notino le caotiche aree montuose alternate a zone scure e ricche di crateri e ad aree più chiare e apparentemente lisce. Sono visibili anche ipotetiche dune che paiono scolpite dal vento.
Foto: © NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute
Caronte così come è apparso alla sonda 10 ore prima dell'approccio più vicino, a 470 mila km di distanza. Anche in questo caso è deducibile un passato geologico complesso: lo si nota dalle fratture forse di origine tettonica sulla superficie, da aree che sembrano più riflettenti, zone più lisce e altre più ricche di crateri.
Foto: © NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute
L'immagine processata in due diversi modi mostra in che modo il bagliore atmosferico diffuso e multistrato di Plutone può aiutare a osservare particolari del lato notturno del pianeta nano. La foto di destra è stata resa ancora più chiara per mostrare dettagli a ridosso del terminatore, la linea che separa il giorno dalla notte.
Foto: © NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute
Due diverse versioni dell'atmosfera di Plutone fotografata dalla sonda 16 ore dopo il fly-by. La foto di sinistra è stata meno processata di quella di destra, che invece mostra i diversi strati dell'atmosfera del pianeta nano. Il polo nord di Plutone si trova in alto, dove è visibile parte della superficie del pianeta attraverso il riverbero crepuscolare.
Foto: © NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute
Un antigelo molto efficace. «È una scoperta fantastica», commenta Bill McKinnon della Washington University (Saint Louis, Missouri). «L'ammoniaca è un anticongelante potente e, se provenisse per davvero dall'interno di Caronte, potrebbe aiutare a spiegare la formazione della superficie di questa luna plutoniana attraverso il criovulcanismo, tramite cioè l'eruzione di un magma molto freddo costituito da una miscela di ammoniaca e acqua.»
Con l’analisi di ulteriori dati che la sonda New Horizons invierà a Terra nel corso dei prossimi mesi si spera di poter risolvere questo enigma.
