di  -  lunedì 3 maggio 2010

Visione artistica dell'asteroide 24 Themis ( G. Pérez (Instituto de Astrofisica de Canarias, Spain))

Dopo la scoperta che ho illustrato la settimana scorsa, riguardante alcuni pianeti extrasolari orbitanti in senso inverso rispetto a quello che ci si dovrebbe aspettare, nuove osservazioni portano altri importantissimi inidizi che aiutano gli scienziati a ricostruire la storia del Sistema Solare. Il 29 Aprile è apparso sulla rivista Nature un articolo sorprendente: due gruppi indipendenti hanno scoperto in contemporanea la presenza di acqua e composti organici sulla superficie di uno dei più grandi asteroidi presenti nella Fascia Principale degli asteroidi, che si estenza nella zona tra i pianeti Marte e Giove.

Finora si è sempre pensato che gli asteroidi non fossero altro che dei pezzi di roccia privi di acqua o materie organiche. La speranza di trovare questo tipo di composti veniva unicamente riposta nelle comete, oggetti provenienti da molto lontano, oltre il pianeta Nettuno, e contenenti acqua e una lunga coda di polveri in cui venivano ricercati matriali interessanti per la comprensione della formazione della Terra e della stessa vita, come appunto molecole organiche.

In realtà già nel 2006 sono stati osservati degli oggetti nella fascia degli asteroidi con la “coda” di polveri che si credeva essere caratteristica delle comete. Sono stati proprio questi oggetti a stuzzicare la curiosità di Andrew Rivkin dell’Università John Hopkins nel Maryland. Egli, assieme a Joshua Emery, dell’Università del Tennessee a Knoxville sono riusciti, tramite il telescopio a infrarossi di Mauna Kew, nelle Hawaii, a osservare l’asteroide 24 Themis e a rivelarne i segreti.

Per ben sei anni Emery e Rivkin hanno osservato questo asteroide, seguendolo nel suo viaggio attorno al Sole e osservandolo su diversi lati. Ma durante ogni osservazione un dato è rimasto costante: la luce solare veniva assorbita dalla superficie di 24 Themis ad una frequenza particolare, indicando in modo incontrovertibile la presenza di molecole di acqua in forma ghiacciata e legami molecolari idrogeno-carbonio, come appaiono nelle molecole organiche.

Questa scoperta, già di per se di estremo interesse, è stata confermata da un gruppo totalmente indipendente guidato da Humbero Campins, dell’Università della Florida Centrali, a Orlando.  Sette ore continuate di osservazione hanno permesso a Campins e al suo gruppo di studiare 24 Themis durante un rotazione quasi completa attorno a se stesso. Questa osservazione ha permesso di confermare il risultato ottenuto da Rivkin e Emery, togliendo ogni dubbio sulla presenza di acqua, seppur sotto forma di ghiaccio, sulla superficie di 24 Themis.

La presenza di acqua sugli asteroidi della fascia Principale è tutt’altro che scontata. 24 Themis si trova a “solo” tre volte la distanza della Terra dal Sole e, di conseguenza ci si aspetterebbe che la temperatura tutto sommato elevata a cui è talvolta esposta la superficie dell’asteroide faccia vaporizzare qualsiasi forma di acqua ivi presente.

Eppure non è così. E non solo, ma le osservazioni suggeriscono che l’acqua sia presente sull’asteroide da qualche migliaio, fino a qualche milione di anni, a seconda della latitudine a cui si guarda. Questo vuol dire che il ghiaccio viene in qualche modo rifornito regolarmente nell’asteroide. La spiegazione più accreditata è che il ghiaccio intrappolato sotto la superficie si liberi lentamente sotto forma di gas, fuggendo dalla superficie attraverso piccole crepe o quando 24 Themis urta qualche detrito spaziale.

Don Yeomans, direttore dell’ufficio del Near-Earth Object Program al Jet Propulsion Laboratory (NASA) di Pasadena (California), spiega come questa scoperta sia estremamente importante e possa rimettere in gioco tutta la nostra conoscenza della formazione del Sistema Solare. Utilizzando le sue parole, se finora non si pensava fosse possibile nemmeno riempire un tazza con l’acqua presente nella Fascia Principale degli asteroidi, ora si comincia a far largo la teoria che tutti gli oceani presenti sul nostro pianeta siano arrivati da oggetti simili a 24 Themis.

Si pensa infatti che la Terra, dopo il possente impatto che ha causato la creazione della Luna, fosse completamente secca, priva dei mari e degli oceani che oggi la contraddistinguono dagli altri pianeti. Solo in seguito alla pioggia di asteroidi che l’ha colpita, detto l’Intenso Bombardamento Tardivo, l’acqua ha comnciato ad accumularsi sul nostro pianeta, fino a diventarne l’elemento più importante.

La presenza di acqua su oggetti della famiglia di 24 Themis è un elemento fondamentale per poter confermare questa teoria. Gli asteroidi, essendo estremamente antichi forniscono una finestra ideale per studiare la composizione del Sistema Solare primordiale.

Julie Castillo-Rogez, del Jet Propulsion Lapboratory della NASA, è estremamente felice per questi nuovi risvolti della nostra conoscenza degli asteroidi della Fascia Principale: “Trovando campioni di acqua contenenti la stessa percentuale di deuterio (un isotopo più pesante dell’idrogeno, formato da un protone e un neutrone, NdA) di quella presente sulla Terra, avremo un indizio molto importante che può accomunare l’acqua del nostro pianeta a quella presente sugli asteroidi della Fascia Principale”.

La nostra fantasia può anche spingersi oltre, e pensare a questi asteroidi come a un possibile trampolino di lancio per viaggi interstellari, in grado di formire una sorgente di materie prime e di preziosissima acqua; il più grande successo rimane però l’aggiunta di un nuovo pezzo nel grande puzzle della storia del nostro pianeta e della nostra esistenza.

19 Commenti »

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  • # 1
    simon71
     scrive: 

    La presenza di acqua sugli asteroidi della fascia Principale è tutt’altro che scontata. 24 Themis si trova a “solo” tre volte la distanza della Terra dal Sole e, di conseguenza ci si aspetterebbe che la temperatura tutto sommato elevata a cui è talvolta esposta la superficie dell’asteroide faccia vaporizzare qualsiasi forma di acqua ivi presente.

    Mi scusi ma questa frese non mi è chiara: mi aspetterei la vaporizzazione dell’acqua in un corpo celeste situato ad UN TERZO della distanza tra Sole e Terra.

    Se sta tra Marte e Giove farà freschetto, o sbaglio?

  • # 2
    Eleonora Presani (Autore del post)
     scrive: 

    Si, ma un oggetto completamente privo di atmosfera subisce molti più sbalzi di temperatura, e guardando il Sole, seppure si trovi a una distanza piuttosto elevata, riceve sufficiente calore da far evaporare le piccole quantità di acqua che si rtovano sulla superficie.

  • # 3
    Mirko
     scrive: 

    se è vero che è una pallina di 200km piena di acqua la prima cosa che mi viene in mente è di trovare un sistema per agganciarlo e spararlo verso Venere in modo da contribuire ad abbassarne la temperatura o verso marte per riversarne il prezioso contenuto in qualche modo.
    fantascienza ma è bello crederlo.

  • # 4
    Cipo
     scrive: 

    come sempre, articolo molto interessante :)

  • # 5
    Marco
     scrive: 

    bello!!
    se non leggessi questi articoli non sarei mai arrivato a conoscere certe cose…

  • # 6
    Pleg
     scrive: 

    Mini appunto: l’universita’ si chiama “Johns Hopkins”, con la ‘s’ anche sulla prima parola. E’ un errore talmente comune che ormai lo vedo subito :)

  • # 7
    Fede
     scrive: 

    Non capisco cosa ci sia di così sorprendente, vi ricordo che le molecole di acqua sono costituite da 2 atomi di Idrogeno ed un atomo di Ossigeno, elementi molto comuni in tutto l’universo soprattutto l’Idrogeno, quindi statisticamente è altissima la probabilità che atomi di idrogeno si combinino con atomi di ossigeno, quello che fa la differenza è invece lo stato dell’acqua, la Terra occupa una particolare orbita di rotazione intorno al sole, la sua posizione fa si che sulla Terra la maggior parte dell’acqua ivi presente è allo stato liquido, ad ogni modo non mi sorpenderei se ad esempio sul pianeta Plutone vi siano accumulati incentivi quantitativi di acqua allo stato solito (ghiaccio) e tantomeno mi sorpernde il fatto di trovare acqua su un asteroide ….

  • # 8
    D
     scrive: 

    Ma l’acqua non dovrebbe evaporare quando l’asteroide entra nell’atmosfera ?

  • # 9
    Ciano
     scrive: 

    @D
    Nell’atmosfera di chi? :)

  • # 10
    mede
     scrive: 

    mah, a me sta teoria pare una vaccata, scusate, se fosse così anche gli altri pianeti sarebbero pieni d’acqua perchè solo la terra? e poi perchè così tanta sulla terra? o forse sulla terra ce n’è la stessa quantità solo che grazie all’atmosfera riesce a mantenersi allo stato liquido? non saprei non mi convince molto.

  • # 11
    ginojap
     scrive: 

    @D

    Si, ma credo che il vapore poi diventi precipitazione, non e’ che se ne va a zonzo per lo spazio. Ormai e’ stato catturato dalla forza gravitazionale del nostro pianeta.

  • # 12
    Eleonora Presani (Autore del post)
     scrive: 

    Il fatto è che l’acqua c’è (o meglio, c’era) anche sugli altri pianeti. Che ci sia su Marte (http://www.wired.com/wiredscience/2008/06/answering-mars/) è un dato di fatto, così come è stata osservata sulla Luna (http://www.wired.com/wiredscience/2010/03/water-moon-north-pole/), solo che è soltanto l’atmosfera della Terra che ha permesso all’acqua di rimanere sulla superficie, perché non è né troppo calda (come Venere) né troppo piccola (come Marte).

  • # 13
    Daniele
     scrive: 

    @D #8
    Non sono un esperto, ma credo che a quel punto del suo sviluppo la Terra era priva di atmosfera. Infatti non vi erano piante che producessero ossigeno.

  • # 14
    umbriel76
     scrive: 

    Non sono d’accordo su questo:
    ‘Si pensa infatti che la Terra, dopo il possente impatto che ha causato la creazione della Luna, fosse completamente secca, priva dei mari e degli oceani che oggi la contraddistinguono dagli altri pianeti. Solo in seguito alla pioggia di asteroidi che l’ha colpita, detto l’Intenso Bombardamento Tardivo, l’acqua ha comnciato ad accumularsi sul nostro pianeta, fino a diventarne l’elemento più importante.’

    La crosta terrestre è costituita da due tipi di rocce silicatiche: la crosta continentale e la crosta oceanica (la prima è più spessa e meno densa la seconda meno spessa e basaltica). Gli oceani si sono formati per due ragioni: tettonica a placche per la genesi delle depressioni oceaniche e evoluzione dell’atmosfera con presenza di acqua (per ragioni chimico fisiche legate alla gravità terrestre, alla natura chimica del pianeta ed alla distanza dal sole).
    Non è certo che la luna si sia formata per impatto. Anche fosse così non vedo dove sia il problema per la presenza di acqua e la formazione di atmosfera. Del resto se l’acqua è venuta dallo spazio vorrei sapere quanti miliardi di meteoriti sono stati necessari. A spanne credo sia poco credibile. Inoltre non si tiene conto della differenza geochimica della crosta terrestre.

  • # 15
    mede
     scrive: 

    la nostra atmosfera è una cattura acqua, abbiamo catturato l’acqua che gli altri pianeti hanno espulso e mantenuto quella che arrivava con i piccoli corpi celesti che la portavano da non meglio precisate regioni del sistema solare. abbiamo succhiato l’acqua che perdeva la luna, e tutta quella che continuava a cadere. l’atmosfera sarebbe una spugna che ha ceduto pochissimo.

    bellissima spiegazione, mi piace molto. ed è coerente con la mia personalissima credenza che insieme all’acqua allo stesso modo è arrivata anche la vita, da un qualche luogo che pulula di forme di vita primordiali e che qui ha trovato l’ambiente adatto per millenni di evoluzione.

  • # 16
    umbriel76
     scrive: 

    @Daniele:
    se è per quello l’ossigeno è in enorme quantità presente nei minerali della crosta terrestre (silicati).

  • # 17
    umbriel76
     scrive: 

    Chiarisco ciò che volevo dire a daniele:
    l’ossigeno presente sul pianeta non è dovuto ai processi fotosintetici ma alla supernova che esplose milioni di anni prima rispetto alla formazione della terra.
    L’ossigeno che costituisce quasi la metà in peso della crosta terrestre deriva da lì.

  • # 18
    paolot
     scrive: 

    @ Daniele.
    L’atmosfera attuale della Terra è composta circa per il 78% di azoto, circa il 20% di ossigeno ed il resto di altri gas (basta cercare su wikipedia).
    Quindi non è vero che atmosfera terrestre = ossigeno.
    Certo, all’inizio della formazione del pianeta, per qualche tempo non ci deve essere stata atmosfera. Ma le cadute di meteoriti ed il vulcanismo hanno rilasciato dei gas, che la gravità ha trattenuto, permettendo la formazione dell’atmosfera primordiale, che però era ben diversa dall’attuale, con grandi quantità di metano.

    @ Umbriel76.
    L’ossigeno della crosta terrestre è legato chimicamente in modo molto forte (silicati). Quindi serve molta energia per liberarlo in forma gassosa.
    Invece quello derivante dalla fotosintesi è già gassoso, e serve soltanto del tempo per farlo accumulare nelle quantità odierne.

  • # 19
    umbriel76
     scrive: 

    @paolot: ho paura di non essermi spiegato bene. Io parlo dell’atomo di ossigeno non delle molecole. La genesi delle molecole è varia; la genesi dell’ossigeno è una: l’esplosione della supernova che ha prodotto i materiali per la formazione del sistema solare.

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