Comet_outburst

Un’esplosione di polvere sulla cometa 67P Churyumov-Gerasimenko


Il 19 febbraio scorso gli strumenti della sonda dell’ESA colgono in tutto il suo spettacolare svolgimento un’esplosione di gas e polveri sul nucleo della cometa 67P Churyumov-Gerasimenko.


Un improvviso bagliore sulla cometa 67P Churyumov-Gerasimenko è stato osservato e studiato con la strumentazione a bordo della sonda Rosetta dell’ESA, missione a cui l’Italia partecipa con il supporto dell’Agenzia Spaziale Italiana attraverso lo spettrometro VIRTIS (INAF-IAPS), lo strumento GIADA (INAF Osservatorio Astronomico di Capodimonte, INAF-IAPS e Università Parthenope) e la camera OSIRIS (Università di Padova e CISAS).

Quando è avvenuto l’outburst (così viene chiamato il fenomeno), il 19 febbraio scorso, il veicolo spaziale era appena a 35 chilometri dal nucleo cometario e nove dei suoi strumenti, tra cui camere a immagini, collettori di polveri e analizzatori di gas e plasma, hanno raccolto preziosi dati che sono stati analizzati in questi mesi dal team della missione per far luce sull’evento.

“Si è scelto di costruire una missione complessa come Rosetta, dotandola di molteplici strumenti in grado di studiare aspetti dello stato cometario afferenti a diverse discipline -commenta il Responsabile ASI per il contributo italiano alla missione Mario Salatti –  per caratterizzare al meglio e per la prima volta una cometa osservata per due anni in maniera continuativa. La coincidenza che un gran numero di questi strumenti fossero attivi nel momento in cui si è verificata l’“eruzione”, rappresenta la migliore occasione per mettere a frutto le potenzialità dell’intera missione: le diverse misure condotte simultaneamente sono risultate fondamentali per comprendere i meccanismi alla base di questi spettacolari fenomeni.

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La timeline delle registrazioni effettuate dai diversi strumenti di Rosetta durante l’esplosione del 19 febbraio 2016.

 Ed ecco allora il racconto di quello che è accaduto.

 A partire dalle 9:40 GMT (ovvero l’Ora di Greenwich) la camera a grande campo dello strumento OSIRIS rileva un forte innalzamento della luminosità della chioma polverosa della cometa da una regione di 67P inizialmente in ombra. Nelle due ore seguenti, Rosetta ha registrato gli effetti dell’outburst che per alcuni strumenti hanno fatto incrementare i valori registrati fino a cento volte rispetto al livello di fondo. Ad esempio, più o meno tra le 10 e le 11 GMT Alice ha visto crescere il flusso della radiazione solare ultravioletta riflessa dal nucleo e l’aumento della polvere di sei volte, mentre ROSINA e RPC hanno rilevato un significativo aumento del gas e plasma cometario attorno al veicolo spaziale.

 MIRO, un altro strumento a bordo della sonda, ha inoltre registrato un aumento di 30 gradi centigradi della temperatura del gas circostante. Poco dopo, Rosetta è stata letteralmente investita da un’ondata di polvere: lo strumento GIADA ha registrato il massimo di questa tempesta spaziale intorno alle 11:15 GMT. Quasi 200 sono state le particelle rilevate nei seguenti tre ore. Per avere un’idea dell’intensità del fenomeno, per tutto lo stesso mese lo strumento ha raccolto tra le 3 e le 10 particelle al giorno.

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Il ripido pendio della regione Atum da cui è partito lo sfogo del 19 febbraio 2016.

“GIADA ha misurato con notevole dettaglio le proprietà della polvere emessa durante l’evento” commenta Vincenzo Della Corte, deputy PI dello strumento. “Grazie anche alla misura in concomitanza con altri otto strumenti di Rosetta si è seguita l’evoluzione temporale del processo, il rapido incremento del numero di particelle di polvere misurate, la fase di massima intensità seguita dall’estinzione del fenomeno. L’emissione peculiare e di breve durata e la distribuzione delle dimensioni delle particelle, delinea un evento molto diverso dal normale processo di emissione della polvere dal nucleo della cometa. Per la prima volta un outburst è stato studiato con elevata risoluzione e diverse tecniche di misura. Questi dati rappresentano senz’altro una pietra miliare per lo studio degli outburst cometari e per noi è davvero grande la soddisfazione di sapere che GIADA ha fornito un importante contributo a questo studio”.

Contemporaneamente, la camera a campo stretto di OSIRIS ha iniziato a mostrare nelle sue immagini i grani di polvere emessi durante l’esplosione che poi, avvicinandosi allo strumento, sono apparsi come scie nelle riprese per la loro velocità. Ma cosa può aver prodotto questo improvviso aumento dell’attività della cometa? Gli scienziati della missione credono intanto di aver trovato il luogo dove si è innescato l’evento, in un ripido pendio sul lobo più grande della cometa, nella regione di Atum. Il fatto che l’esplosione sia iniziata quando questa zona era appena emersa dall’ombra suggerisce che le sollecitazioni termiche sul materiale della superficie del nucleo potrebbero aver innescato una frana che ha esposto ghiaccio d’acqua all’azione della radiazione solare diretta. Il ghiaccio si è immediatamente trasformato in gas, trascinando con sé la polvere circostante che ha prodotto la nuvola di detriti osservata da OSIRIS.

L’outburst in una cometa rappresenta un evento eccezionale in termini di energia e di materia che viene espulsa dal nucleo nel giro di pochi minuti e quindi riuscire ad osservare in diretta quando accade e soprattutto così da vicino diventa importante per comprendere la fisica della cometa. Questo evento provoca l’espulsione di una quantità sia di gas che di polvere ben superiore al normale e quindi diventa importante confrontare i dati dell’outburst con l’osservazione della chioma prima e dopo l’esplosione soprattutto per comprendere meglio l’interazione gas-polvere. Da alcuni mesi il team di OSIRIS sta lavorando su nuovi modelli di interazione di gas-polvere e sull’origine degli outburst e l’osservazione del 19 febbraio sta aiutando molto a validare tali modelli.


Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Monthly Notices della Royal Astronomical Society:

The 19 Feb. 2016 Outburst of Comet 67P/CG: An ESA Rosetta Multi-Instrument Study.

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