23/09/20

Un passato di verdura asteroidale *

Questo articolo è inserito nella sezione d'archivio dedicata alla missione "OSIRIS-REx" e in "I miei amici Asteroidi"

 

Come ampiamente previsto anche Bennu mostra la presenza di pezzi alieni e, in particolare, della famiglia di Vesta. Eccezionale scoperta? Non direi proprio... se pensiamo che pezzi di Vesta sono presenti anche sulla Terra, malgrado la sua atmosfera bruci facilmente la maggior parte delle rocce aliene.

Che dirvi? l'importanza delle missioni su Bennu e su Ryugu sta proprio sulla possibilità di studiare composti diversi uniti nello stesso "calderone". Non solo... ma anche studiare come il materiale caduto sia stato modificato dagli impatti e cento altre cose a cui già cercavano risposte molti anni fa.

Non voglio quindi andare nei particolari del nuovo articolo che presenta una scoperta eccezionale a cui Media INAf  dà un notevole risalto. Riporto solo alcune frasi dette da un giovane ricercatore che la dice lunga sullo stato di preparazione attuale...

"Ricordo ancora con emozione quando osservando lo spettro dei boulder – i massi – abbiamo capito che si trattava di minerali pirosseni» racconta Poggiali. «Questo particolare tipo di minerali è caratteristico degli asteroidi più grandi che hanno subito un processo di differenziazione e non ci aspettavamo di trovarli su Bennu. Analisi successive hanno stabilito che la loro composizione è molto simile a quella delle meteoriti HED (howardite-eucrite-diogenite) che pensiamo arrivino dall’asteroide Vesta".

Poi continua:

"Questa scoperta pone nuove condizioni nell’evoluzione collisionale e dinamica della fascia principale interna degli asteroidi. Il risultato ci conferma che piccoli asteroidi rubble-pile – ovvero ri-aggregati dopo un urto catastrofico – possono mantenere traccia di eventi di mescolamento del materiale su scala del metro. Questa scoperta pone anche un forte contesto alle recenti osservazioni di contaminazioni nei meteoriti e ritrovamenti “esotici” come le meteoriti Kaidun e Almahata Sitta, cadute rispettivamente sulla Terra il 3 dicembre 1980 nello Yemen e in Sudan nel 2008".

E, infine:

"Era già stata osservata la contaminazione di grandi asteroidi monolitici come Vesta da parte di materiale scuro proveniente molto probabilmente da asteroidi carbonacei ma in questo caso abbiamo confermato che lo scambio è reciproco! [...] Questa scoperta ci porta un passo in avanti nello studio di Bennu e della sua storia e, se consideriamo Bennu rappresentativo degli altri piccoli asteroidi, questo aumenta la nostra comprensione su come interagiscono i piccoli corpi rocciosi della fascia principale, fornendo dei vincoli importanti ai modelli e alle simulazioni".

Il nostro ricercatore, probabilmente, non ha mai fatto o mangiato un passato verdura...

Gli asteroidi della fascia principale si possono dividere (in modo molto approssimativo) in due grandi categorie, in relazione alla loro composizione superficiale: quelli più interni (diciamo con semiasse minore di 2.5 UA e chiamati di tipo S, da silicio) e quelli più esterni (con semiasse maggiore maggiore di 2.5 UA, chiamati di tipo C, da carbonio). Ovviamente, vi sono moltissime variazioni sul tema e il passaggio non è certo così brusco, tenendo conto che la diversità dipende dal luogo di formazione dei planetesimi originari.

Non per niente, andando sempre più verso l'esterno troviamo altri "tipi" tassonomici, sempre più simili alle comete della Kuiper Belt. Tuttavia, la classificazione molto rozza iniziale basta e avanza. Come si vede in Fig. 1 una cosa è il semiasse orbitale e un'altra cosa è la distanza perielica e afelica. Tutto ciò, perché le orbite asteroidali sono molto spesso ellittiche e non circolari (nozioni veramente da elementari o poco più...). Ne consegue che due asteroidi di tipo S possono benissimo incontrarsi con due asteroidi di tipo C, sia all'interno che all'asterno del limite di 2.5 UA.

Figura 1. Asteroidi di tipo S (neri) possono benissimo "scontarsi" con asteroidi di tipo C (azzurri) sia all'interno che all'esterno del limite molto grossolano di 2.5 UA.

Se abbiamo studiato che l'evoluzione collisionale ha dominato la distribuzione attuale degli asteroidi attraverso la continua frammentazione e riaccumulazione sotto forma di "Piles of Rubble", altro fenomeno su cui si è lavorato a fondo e con successo negli anni '80, non è certo difficile pensare che gli asteroidi sia di tipo C che di tipo S siano stati "contaminati" da materiale sia di tipo S che di tipo C. A seconda dell'entità della collisione, dei rapporti di massa tra proiettile e bersaglio, ecc., possiamo facilmente immaginarci sia che gli asteroidi più grandi, Come Vesta o Cerere, siano stati investiti da innocue meteoriti di tipo tassonomico diverso, sia che eventi catastrofici tra oggetti di massa comparabile abbiano prodotto un mix di frammenti di tipo diverso quando si sono riaccumulati come "Piles of Rubble".

Nessuna sorpresa quindi se su Vesta e Cerere siano state trovate meteoriti provenienti da altre zone della fascia asteroidale, così come nessuna sorpresa se oggetti più piccoli si presentano proprio come una specie di "minestra di patate e zucchine".

Qui, però, siamo ancora nella fascia principale, dove le minestre si fanno con poche verdure a disposizione, magari tagliate con il coltello...

Esistono, però, nella fascia asteroidale delle zone molto pericolose che si chiamano risonanze con Giove (ma non solo...). Quando qualche pezzo di verdura entra in una di esse, viene mandata rapidamente dentro a un frullatore ben più energetico, chiamato, in gergo "Caos". Il meccanismo principale per fare entrare qualcosa nelle zone pericolose è dargli una bella spinta (gli asteroidi starebbero bene dove sono). Questa spinta è opera, nuovamente, delle collisioni mutue e quelle più grandi, più efficienti e ancora visibili, hanno dato segni duraturi attraverso la creazione di famiglie asteroidali.

Immaginiamo anche solo, per essere ultra semplici, che ogni famiglia abbia buttato qualche suo frammento dentro queste risonanze. Dato che si trovano un po' ovunque nel fascia asteroidale è ovvio che la via verso il frullatore viene presa sia da frammenti di tipo S (magari già mescolati in parte con altri di tipo C), ma anche da frammenti ben identificabili, come ad esempio quelli creati dal grande botto avvenuto su Vesta (siamo stati invasi da frammenti della sua famiglia, tipo V) o su Eos (tipo K), ma chissà quante altre sfumature sul tema.

Tutti questi frammenti di patate, zucchine, carote, cipolle, ecc. sono state gettate nel frullatore Caos, che altro non è che un insieme di orbite caotiche che i singoli pezzetti di verdura sono costrette a percorrere. In poche parole, le zone più interne del Sistema Solare, in particolare quella degli oggetti a rischio di impatto con la Terra e Venere, mostrano un misto di verdure estremamente ben frullato.

Piccola prova da eseguire: mettete nel frullatore quattro o più tipi di verdura, fate frullare per... qualche milione di anni e poi con un cucchiaino anche molto piccolo (un chilometro di diametro?) raccogliete un po' del passato ottenuto. Domanda: "Vi stupireste se trovaste  un mix di verdura e non un singolo tipo?". Penso proprio, invece, che vi stupireste se, dopo tutto quel "frullare" (e conseguente "collisioni" tra particelle), ritrovaste solo un  tipo di verdura!

Tornando un po' più seri, mi ricordo quando alla fine anni '80 0 già nei '90 ci trovammo vicino a Belfast per scrivere una domanda di finanziamento alla Comunità Europea per una ricerca proprio sull'origine ed evoluzione della fascia asteroidale (gruppo di quattro nazioni: Italia, Francia, Belgio, Irlanda del Nord). Essendo stato scelto come "disegnatore ufficiale", preparai il mio solito "cartoon" per spiegare a quelli della Comunità Europea qual era la strada generale seguita dagli asteroidi e perché i NEA fossero fondamentali. Eravamo ancora ai tempi dei lucidi e non trovo più l'originale. La Fig. 2 mostra uno schema molto più "serioso" e semplificato. Nella zona dei NEA piovono oggetti da tutte le parti, essa è proprio il frullatore che ci permette di studiare frammenti di verdura anche molto esotica...

Figura 2. Pezzi di verdura provengono da varie famiglie poste vicino alle risonanze. Essi entrano nel frullatore Caos che le porta a incrociare le orbite dei pianeti interni. Sfido io a trovare in un cucchiaino, anche piccolo di passato, un solo tipo di verdura!

In questo blog non abbiamo bisogno di tante parole e nemmeno ci stupiamo di certe ovvietà che avevano capito anche i "burocrati" europei e che ci avevano finanziato molto bene. Ci stupiremmo, invece, davvero tutti se avessimo trovato sia Bennu che Ryugu composti da un solo tipo di roccia-verdura.

Caro ricercatore, che ti sei tanto emozionato a scoprire l'acqua calda (ops... la minestra calda!), forse non sarebbe male andare a leggere qualcosa scritto e riscritto non moltissimi anni fa. La stessa cosa dovrei dirla a qualche "maestro" non proprio all'altezza della situazione (o perché c'é o perché ci fa). Purtroppo, nella Scienza odierna vale sempre più forte il motto. "Dimentichiamo il passato in modo da avere molte più scoperte a disposizione. basta insegnare poco e le scoperte nascono come funghi...". E' , in fondo, il solito vecchio detto, sempre più messo in pratica: "Ci sono due modi per fare una montagna: o aggiungere sempre più materia e andare verso l'alto, oppure scavare tutt'attorno per abbassare il livello della pianura circostante..."

Articolo originale QUI

Articolo su Media INAF, QUI

 

Purtroppo la memoria corta sembra essere una prerogativa di molti ricercatori moderni... ne abbiamo parlato anche QUI

6 commenti

  1. Guido

    Buongiorno, le affermazioni del ricercatore evidenziano bene cosa NON sia stato fatto e cioè DOCUMENTARSI approfonditamente sull'argomento in studio. Una volta ti dicevano che la prima cosa da fare se volevi dedicarti alla ricerca era leggere tutto il possibile sull'argomento. Si passavano ore a cercare estratti e pubblicazioni (talvolta polverose) in biblioteca usando le citazioni come traccia. Oggi sarebbe tutto molto più agevole considerati gli strumenti informatici e la diffusione digitale ma evidentemente lo si considera tempo sprecato.

    Visto che sono stati citati mi permetto di aggiungere qualcosa di più sui "minerali pirosseni" come li ha chiamati il ricercatore. I pirosseni sono una folta famiglia di minerali che hanno in comune tra loro il fatto di contenere ossigeno e silicio uniti a formare dei tetraedri (1 Si al centro e 4 O ai vertici) concatenati in lunghe file in modo da formare unità che si ripetono regolarmente nel reticolo cristallino (semplifico ma il concetto è questo). In questa complicata architettura si inseriscono altre specie atomiche, come sodio, calcio, ferro, manganese, magnesio, litio, cromo, titanio. E' proprio la presenza o meno di queste o quelle specie atomiche nel reticolo che contraddistingue i singoli costituenti della famiglia dei pirosseni, ognuno di questi costituenti  definisce un diverso minerale della famiglia. Una curiosità: si conosce un solo minerale appartenente ai pirosseni che contenga il Li, chiamato spodumene. Un altro ha un nome che trovo bellissimo: cosmocloro (NaCrSi2O6) ed è stato trovato nelle meteoriti ferrose. Si formano secondo due meccanismi, uno dei quali prevede alte pressioni ed alte temperature, condizioni che richiedono grande profondità, ecco perchè possono essere indicatori di una genesi avvenuta in corpi piuttosto massicci.

  2. grazie Guido per le precisazioni sempre utilissime!

  3. Mario Fiori

    Mi doando sempre perchè non si legga la Storia, in generale. Quando si fa ricerca , in tutti i settori,  la preparazione deve essere anche storica: ossia rivedere cosa è già stato fatto nei tempi passati, cosa c'è già di acqwuisito per vedere cosa si può ampliare e cosa ci può essere di effettivamente nuovo. Tanto semplice e chiaro quanto ormai non si fa più così. Ottima e chiara la spiegazione di Guido.

  4. e sì, caro Mario... sempre chiaro il nostro Guido!

  5. Frank

    Non che voglio infierire, qualche tempo fa ho visto questo video sul canale INFN:

    https://www.youtube.com/watch?v=rseJeC9nK3M

    dura oltre un'ora ma quel che mi ha colpito è nei primi due minuti e non serve andare oltre per quel di cui si parla qui. Non so se è corretto nelle sue affermazioni ma quel che ho pensato è stato: bravo così invece di studiare prima l'argomento rischi , come si diceva sopra, di lavorare due anni per scoprire l'acqua calda ma subito dopo ho anche pensato miiiiiii ma a questo lo stipendio lo pago pure io. Il caso non è proprio sovrapponibile ma non mi pare sia un'impostazione corretta.

    Enzo ma qual'è il percorso schematico di formazione degli asteroidi a partire dalla nube in rotazione attorno al Sole fino ad arrivare alle piles of rubble? Mi sfugge il passaggio che forma i "pezzi" di cui sono fatti i piles of rubble o meglio, dovrebbero prima essere passati per un aggregazione in un corpo di massa tale da consentire alle forze di coesione di renderli "solidi. La nube di "seconda o terza mano" che si origina dall'esplosione di una stella contiene solo molecole ho si possono già trovare pezzi di dimensioni maggiori?

  6. Ahi, ahi Franketto...

    non hai letto bene nell'archivio... la nascita degli asteroidi è stata spiegata. :twisted:

    Essi hanno cominciato come tutti i pianeti, ad aggregarsi in mattoncini per poi fabbricare un edificio. Tuttavia, Giove e i suoi enormi proto-giove (edifici già grandi come la Terra) che stavano costruendolo erano già avanti (più materia a disposizione) e hanno cominciato a dare fastidio ai mattoni della fascia a asteroidale che erano riusciti a costruire solo "casette", la più grande delle quali era Cerere. Disturbare vuol dire rendere le orbite più eccentriche e, di conseguenza, farli collidere a velocità sempre più grandi: invece di COSTRUIRE si è cominciato a DISTRUGGERE. Solo le casette più grandi (3 o 4 o forse qualcuna di più) hanno resistito pur mostrando segni di urti violenti (vedi Vesta e il suo enorme cratere). Invece di un pianeta unico ci sono un mucchio di mattoni che ancora si stanno picchiando l'uno con l'altro a una velocità media di 5 km/s. Eccetera, eccetera, eccetera...

Lascia un commento

*

:wink: :twisted: :roll: :oops: :mrgreen: :lol: :idea: :evil: :cry: :arrow: :?: :-| :-x :-o :-P :-D :-? :) :( :!: 8-O 8)

 

Questo sito usa Akismet per ridurre lo spam. Scopri come i tuoi dati vengono elaborati.