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La vita ciclica delle comete a due lobi


Uno studio teorico guidato da ricercatori della Purdue University e della University of Colorado Boulder mostra che per i nuclei delle comete il processo di rottura e assemblamento potrebbe essere ciclico e fondamentale per la loro evoluzione.


Pare che alcune comete passino la loro vita a separarsi e riunirsi. Questo almeno è quanto emerge da uno studio recente, condotto da ricercatori della Purdue University e della University of Colorado Boulder, secondo il quale alcune comete a breve periodo si dividono e si ricongiungono ciclicamente lungo il loro tragitto.

Stando a quanto afferma lo studio, pubblicato sul numero odierno della rivista Nature, questo processo di separazione e riavvicinamento potrebbe essere fondamentale per l’evoluzione della cometa.

Il team ha studiato diverse comete, tra cui soprattutto l’oggetto a forma bizzarra, che somiglia ad una papera, conosciuto come 67P/Churyumov-Gerasimenko. Le immagini raccolte negli ultimi due anni dalla sonda Rosetta di 67P mostrano la presenza di due fessure, ciascuna di lunghezza superiore a un campo da calcio, all’altezza del collo della cometa, la regione che collega i suoi due lobi.

Allo scopo di ricostruire il passato della cometa 67P, il team ha sviluppato una serie di modelli in cui il tasso di rotazione è stato fatto variare dalle circa 12 ore attuali a una rotazione completa ogni 7-9 ore. I modelli hanno dimostrato che, aumentando la velocità di rotazione, aumenta lo stress sulla struttura del nucleo, ed è possibile prevedere la formazione di fessure lungo il collo simili a quelle che sono state osservate.

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Diversi tipi di fratture osservate sulla cometa 67P. Nel pannello a sinistra, fratture poligonali sul lobo più grande della cometa, dovute probabilmente a deformazioni termiche. A destra, fratture parallele all’altezza del “collo” della cometa, ovvero la regione che separa i due lobi.

«La nostra analisi, basata sulla rotazione della cometa su se stessa, ha permesso di prevedere dove si sarebbero formate le crepe», dice Daniel Scheeres, ricercatore presso il dipartimento di Ingegneria aerospaziale della University of Colorado Boulder e co-autore dello studio. «Ora abbiamo una nuova comprensione di come alcune comete possono evolvere nel corso del tempo».

Le comete sono spesso definite come “palle di neve sporca”, perché sono composte da rocce, polvere e ghiaccio. La cometa 67P è formata da due lobi principali, che sono stati identificati come il corpo e la testa di una papera, separati tra loro da un collo più sottile.

Scheeres aggiunge che sono diversi i fattori che possono concorrere ad aumentare la velocità di rotazione dei nuclei cometari. Durante i sorvoli ravvicinati di Giove o del Sole, ad esempio, le comete possono essere influenzate gravitazionalmente nel loro moto, aumentando o diminuendo la propria velocità di rotazione. Un effetto simile si può avere a causa dell’emissione di gas (o degassamento) quando la cometa consuma i suoi strati più esterni e ghiacciati e li rilascia nello spazio.

I modelli sviluppati dal team hanno dimostrato che, riducendo il tempo di rotazione del nucleo di 67P a meno di 7 ore per una rotazione completa, è possibile arrivare alla separazione tra la testa e il corpo. «A questo punto i due lobi non saranno in grado di allontanarsi l’uno dall’altro», spiega Scheeres, «ma inizieranno a orbitare uno attorno all’altro e nell’arco di qualche ora, giorni o settimane finiranno per unirsi di nuovo con una collisione lenta, che darà vita a una nuova configurazione del nucleo».

Questo processo potrebbe andare avanti anche per tutta la vita della cometa, e i nuclei con due lobi potrebbero rivelarsi abbastanza comuni. Su sette comete di cui abbiamo immagini ad alta risoluzione del nucleo, cinque mostrano una forma analoga a quella di 67P. Le analisi condotte dal team su queste comete indicano che i nuclei sono tutti simili nei rapporti di volume tra i lobi, e questo significa che potrebbero aver attraversato cicli simili di rottura e riavvicinamento.

La cometa 67P è stata scoeprta nel 1969, ed è oggetto di studi da parte della sonda Rosetta dell’ESA dall’estate del 2014. Il suo nucleo ha una dimensione di circa 4 km e compie un’orbita completa attorno al sole ogni 6.5 anni. Il team di scienziati che l’ha studiata ha dimostrato che il tasso di rotazione della cometa può variare in modo caotico, aumentando e diminuendo in seguito a perdita di materiale per degassamento o per incontri ravvicinati con corpi celesti di grande massa (Giove o il Sole).

Per comprendere al meglio come sia avvenuta l’evoluzione del periodo di rotazione, i ricercatori hanno simulato mille comete identiche a 67P sottoposte a condizioni variabili e risalendo indietro fino a 5000 anni fa. L’intervallo di tempo è stato scelto perché rappresenta la durata di vita approssimativa di una cometa che appartenga alla famiglia di Giove. Le comete della famiglia di Giove sono caratterizzate dal fatto di avere orbite brevi (inferiori a 20 anni) e di essere influenzate gravitazionalmente dal pianeta più massiccio del Sistema solare.

È stato dimostrato che le comete non hanno partecipato in maniera sostanziale al periodo dell’intenso bombardamento tardivo attraversato dal sistema solare circa 4 miliardi di anni fa. Questo processo di ricombinazione continua dei nuclei cometari potrebbe aver ridotto in maniera considerevole il numero di comete durante la migrazione verso il Sistema solare interno, fornendo una spiegazione alla sostanziale carenza di comete.

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