Lutetia: una cartolina dal passato

Le frane presenti su Lutetia si pensano siano stati causate dalle vibrazioni prodotte dagli impatti che si sono verificati in altri punti dell’asteroide e staccatesi da rocce polverizzate.
Credits: ESA 2011 MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/RSSD/INTA/UPM/DASP/IDA
Disponibile su: http://www.esa.int/images/crater_cluster_3_H.jpg

Dopo oltre un anno di studio, sono stati pubblicati su Science i primi risultati sul fly by di Lutetia da parte della sonda Rosetta dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) in tre distinti articoli.

Abbiamo seguito con estremo interesse l’anno scorso, il 10 luglio 2010, l’avvicinamento di questa sonda all’asteroide a circa 3170 chilometri dalla superficie con una velocità di 54 000 km/h. All’epoca i 130 chilometri di diametro dell’asteroide, rappresentavano il corpo più grande mai osservato prima da sonda umana, e da allora i ricercatori hanno lavorato per analizzare i dati ricevuti nel corso del breve incontro.

Il principale target della missione Rosetta non è l’asteroide Lutetia nè l’asteroide Steins che la sonda ha visitato nel 2008, bensì la cometa Churymov-Geramisenko, che incontrerà nel 2014 e che seguirà nel suo avvicinamento al Sole per circa un anno.

La sonda Rosetta ha mostrato che Lutetia è un corpo primitivo, rimasto nelle stesse condizioni in cui si trovavano i pianeti nell’atto della loro formazione. Inoltre, i dati suggeriscono che questo piccolo mondo abbia tentato di formare un nucleo di metallo.

Tutti i passaggi ravvicinati effettuati in precedenza con altre sonde spaziali erano stati fatti verso oggetti che dovevano essere a loro volta frammenti di altri corpi maggiori. Tuttavia, durante il fly by con Lutetia, si era ipotizzato che l’asteroide potesse essere un mini mondo molto vecchio, primitivo, non un frammento di un frammento maggiore.

Ora i risultati della fotocamera OSIRIS a bordo di Rosetta rivelano che le parti di superificie osservate hanno un’età di circa 3,6 miliardi di anni. Altre parti sono più giovani, con un’età di soli 50-80 milioni di anni.

I ricercatori in generale stimano l’età di pianeti senza atmosfera, di satelliti, di asteroidi dal conteggio dei loro crateri. Ogni depressione simile ad una ciottola non è altro che un risultato di un impatto. La superficie più vecchia è quella che ha un maggior numero di impatti, perchè ne ha accumulati di più nel corso del tempo. Alcune zone di Lutetia sono fortemente craterizzate, lasciando intendere che è un corpo vecchio.

D’altra parte le aree più giovani sulla sua superficie sono le zone dove sono avvenute le frane, probabilmente innescate dalle vibrazioni di un impatto avvenuto nelle vicinanze. I detriti derivati da questi impatti ora si trovano distribuiti su questa superficie come uno stratto di roccia polverizzata di spessore pari a un chilometro.

Dalla combinazione di più immagini si è potuta ricavare questa mappa della superficie dell’asteroide Lutetia. Essa rappresenta l’area totale osservata dal Rosetta durante il flyby, che ammonta ad una superficie superiore al 50%.
Credits: ESA 2011 MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/RSSD/INTA/UPM/DASP/IDA

Si osservano anche dei massi sparsi su tutta la superficie, alcuni con diametro di 300-400 metri, pari a circa la metà delle dimensioni di Ayers Rock, in Australia.
Alcuni impatti devono essere stati così grandi da rompere grandi pezzi di Lutetia, scolpendo l’asteroide in maniera graduale fino all’oggetto che osserviamo oggi.

Un’altra caratteristica dell’asteroide è la sua elevata densità, pari a 3,4 grammi per centimetro cubo. Questo valore è stato ottenuto combinando le misure di massa ottenute dall’esperimento di Radio Scienza, e di volume, determinato grazie alle osservazioni della Camera Osiris. La densità della nostra Terra, se vogliamo fare un confronto, è pari a 5,5 grammi per centimetro cubo. Di conseguenza, per spiegare questo valore di densità alta, si suppone che Lutetia nel corso della sua evoluzione, abbia subito un processo di fusione interna, dovuta al riscaldamento prodotto dal decadimento di materiali radioattivi presenti nel suo interno. Questo fenomeno avrebbe prodotto la formazione e la separazione di un nucleo di ferro, di un mantello e di una crosta di silicati più leggeri.

“Non pensiamo che Lutetia sia nato simile a quello che appare oggi” ha affermato Holger Sierks, del Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Lindau, Germany. “Lutetia doveva essere probabilmente più rotondo quando si è formato”.

Lo spettrometro VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer) ideato dall’INAF e realizzato dalla Galileo Avionica grazie ad un finanziamento dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) a bordo di Rosetta ha trovato che la composizione dell’asteroide è notevolmente uniforme in tutte le regioni osservate.

«I dati provenienti da Virtis dimostrano come la superficie di Lutetia sia estremamente uniforme dal punto di vista della sua composizione e abbia mantenuto le caratteristiche di una crosta primordiale, ovvero formata da materiali assimilabili a meteoriti primitive, come condriti carbonacee ed enstatiti che – dice Fabrizio Capaccioni, dell’Inaf-Ifsi di Roma, coautore dell’articolo e Principal Investigator di Virtis – Questa osservazione combinata con le informazioni sull’età permette di ipotizzare che Lutetia sia un planetesimo – ovvero uno dei corpi che si formarono nel sistema solare primordiale e da cui i pianeti hanno avuto origine – fossile che ha attraversato indenne la storia del Sistema solare» (Fonte LaStampa.it).

Questa mappa di Lutetia è centrata al polo nord. Il numero di crateri nelle differenti regioni dell’asteroide sono stati utilizzati per datare la superficie. Alcune zone di essa hanno un’età di 3.6 miliardi di anni, mentre altre sono molto più giovani, con un’età di soli  50-80 milioni di anni.
Credits: ESA 2011 MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/RSSD/INTA/UPM/DASP/IDA

«E’ molto strano che un corpo celeste delle dimensioni di Lutetia abbia una superficie così omogenea come quella mostrata dalle osservazioni di Rosetta – ha affermato Capaccioni. Ciò, insieme con la sua elevata densità, fa supporre che se nel passato sono effettivamente avvenuti processi di stratificazione nella struttura dell’asteroide, essi hanno avuto luogo solo al suo interno, senza influenzare i materiali superficiali che hanno invece mantenuto proprietà tipiche di una crosta primordiale di tipo condritico» (Fonte LaStampa.it)

“E’ sorprendente che un oggetto di queste dimensioni possa portare delle cicatrici di eventi così differenti fra loro per età sulla sua superficie, pur non mostrando alcun segno di variazione della composizione superficiale” ha concluso Capaccioni (Fonte ESA).

Questo è solo l’inizio del mistero.

Vorrei sottolineare il grande contributo alla missione da parte del Professor Cesare Barbieri del Dipartimento di Astronomia dell’Università degli Studi di Padova come Responsabile delle operazioni scientifiche, di calibrazione, di costruzione e del design della Wide Angle Camera per il sistema OSIRIS a bordo di Rosetta. La camera è caratterizzata da due specchi ottici in grado di rilevare la presenza di gas, anche poco abbondante, nel nucleo cometario.

L’attività scientifica è stata portata avanti dal Dipartimento di Astronomia, di Fisica e Geofisica e dall’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF)-Osservatorio Astronomico di Padova.

Inoltre, vorrei ricordare la grande Angioletta Corradini dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF)-IFSI, Roma che non ha fatto in tempo a vedere pubblicato il suo ennesimo grande lavoro su Science.

Articoli pubblicati su Science:

“Images of Asteroid 21 Lutetia: A Remnant Planetesimal from the Early Solar System” by H. Sierks et al. Science, 28 October 2011, Vol. 334 no. 6055 pp. 487-490 abstract disponibile su: http://www.sciencemag.org/content/334/6055/487.abstract

“Asteroid 21 Lutetia: Low Mass, High Density” by M. P    M. Pätzold et al., Science 28 October 2011, Vol. 334 no. 6055 pp. 491-492 abstract disponibile su: http://www.sciencemag.org/content/334/6055/491.abstract

“The Surface Composition and Temperature of Asteroid 21 Lutetia As Observed by Rosetta/VIRTIS” by A. Coradini et al. Science 28 October 2011, Vol. 334 no. 6055 pp. 492-494 abstract disponibile su: http://www.sciencemag.org/content/334/6055/492.abstract

Informazioni sul fly by con Lutetia:
Rosetta incontra Lutetia: http://tuttidentro.eu/2010/07/10/5511/
Il mondo di Lutetia: http://tuttidentro.eu/2010/07/12/5664/
Lutetia, l’asteroide più grande miai visitato: http://tuttidentro.eu/2010/07/31/lutetia-l%e2%80%99asteroide-piu-grande-mai-visitato%e2%80%a6/
Missione Rosetta: http://tuttidentro.eu/2011/07/13/missione-rosetta/
Le tappe della Missione Rosetta: http://tuttidentro.eu/2011/07/16/le-tappe-della-missione-rosetta/
Missione Rosetta: la cometa 67P/Churyumov-Geramisenko: http://tuttidentro.eu/2011/08/11/9613/

Fonte ESA-Rosetta: Asteroid Lutetia, Postcard from the Past: http://www.esa.int/SPECIALS/Rosetta/SEMG93HURTG_0.html
Fonte LaStampa.it: http://www3.lastampa.it/scienza/sezioni/news/articolo/lstp/426980/
Altre informazioni su Space.com: http://www.space.com/13421-asteroid-lutetia-hot-melted-heart-rosetta.html

Fonte immagini: ESA-Rosetta: http://www.esa.int/SPECIALS/Rosetta/SEMG93HURTG_1.html#subhead1

Sabrina

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Informazioni su Sabrina Masiero

Direttore Responsabile della Didattica e Divulgazione presso la Fondazione GAL Hassin-Centro Internazionale delle Scienze Astronomiche, Isnello, (Palermo) e associata INAF-Osservatorio Astronomico di Palermo. Ho lavorato presso INAF-Osservatorio Astronomico di Padova e la Fundaciòn Galileo Galilei, FGG-Telescopio Nazionale Galileo, La Palma, Isole Canarie nell'ambito dei pianeti extrasolari.

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