Credit: ESA/ATG medialab
Utilizzando i dati rilevati dall'osservatorio spaziale dell'ESA Herschel, gli scienziati hanno trovato la prova diretta della presenza di vapore acqueo, sotto forma di geyser simili a quelli presenti sulla luna dei Saturno, Encelado, provenire dalla superficie di Cerere, pianeta nano e più grande asteroide del nostro Sistema Solare.
I risultati fanno parte del programma Measurements of 11 Asteroids and Comets Using Herschel (MACH-11).
"Questo vapore acqueo è stato inequivocabilmente rilevato su Cerere, o qualsiasi altro oggetto nella fascia degli asteroidi, per la prima volta e fornisce la prova che Cerere ha una superficie ghiacciata e un'atmosfera," ha detto Michael Küppers dell'ESA, l'autore principale dell'articolo pubblicato sulla rivista Nature.
I risultati arrivano al momento giusto per la missione Dawn della NASA, che è sulla buona strada per Cerere, dopo aver trascorso più di un anno intorno al grande asteroide Vesta.
L'arrivo è previsto nella primavera del 2015: la squadra inizierà le operazioni di avvicinamento a fine gennaio 2015; nel mese di febbraio, Cerere sarà già abbastanza grande vista da Dawn e a fine marzo, inizio aprile 2015, la sonda verrà catturata dalla sua gravità.
"Dawn mapperà, ad alta risoluzione, la geologia e la chimica della superficie, rivelando i processi che guidano l'attività di degassamento", spiega Carol Raymond ricercatore principale della missione, presso il Jet Propulsion Laboratory di Pasadena, in California.
Nell'ultimo secolo Cerere era conosciuto come il più grande asteroide del nostro Sistema Solare ma nel 2006, l'International Astronomical Union, l'organizzazione responsabile per la denominazione degli oggetti planetari, ha riclassificato Cerere come pianeta nano per le sue grandi dimensioni, con un diametro di circa 950 chilometri.
In effetti, quando fu avvistato per la prima volta nel 1801, gli astronomi pensavano fosse un pianeta in orbita tra Marte e Giove ma, successivamente, furono trovati altri corpi con orbite simili fin quando non fu scoperta la fascia principali di asteroidi del nostro Sistema Solare.
Gli scienziati ritengono che Cerere abbia un nucleo roccioso, ricoperto da uno spesso strato di ghiaccio, tale da costituire circa un terzo della sua massa e, se sciolto, equivarrebbe ad una massa di acqua liquida superiore a quella presente sulla Terra.
I materiali che formano l'asteroide-pianeta sono probabilmente tra i più antichi del nostro Sistema Solare e risalgono ai tempi della formazione planetaria.
Fino ad ora, il ghiaccio era stato teorizzato ma non rilevato.
Ai primi di dicembre 2013, Andy Rivkin della Johns Hopkins University Applied Physics Lab, aveva spiegato:
"Non abbiamo alcuna prova reale della presenza di ghiaccio sulla superficie di Cerere" ma, allo stesso tempo, le osservazioni del telescopio spaziale Hubble, nonché i dati teorici come la densità del proto-pianeta, suggerivano la presenza di grandi quantità di ghiaccio.
Credit: Adapted from Küppers et al.
Tuttavia, le osservazioni nel lontano infrarosso di Herschel hanno inequivocabilmente rilevato la presenza di vapore acqueo, ma solo in qualche occasione.
Gli scienziati, quindi, ritengono che quando l'orbita di Cerere oscilla più vicino al Sole, una porzione della sua superficie ghiacciata diventa abbastanza calda da provocare la fuoriuscita di pennacchi di vapore acqueo, ad una velocità di circa 6 chilogrammi al secondo (o 2 × 10 ^ 26 molecole di vapore acqueo al secondo). Quando Cerere si trova nella parte più fredda dell'orbita, invece, la crosta si ghiaccia nuovamente e non è presente alcun geyser.
E' ancora da stabilire, però, se i pennacchi rilevati provengono da veri e propri vulcani di ghiaccio o da un'attività simile a quella cometaria, in cui polveri, gas e ghiaccio semplicemente sublimano dalla superficie.
"Personalmente ritengo l'attività cometaria, stile sublimazione, la fonte più probabile perché trovo difficile che possa essere mantenuto un calore interno dalla formazione del Sistema Solare in grado di supportare vulcani", aggiunge Küppers.
La forza del segnale rilevato da Herschel, è variata anche a livello temporale, in ore, settimane e mesi a causa della rotazione del corpo e questo ha permesso di localizzare le zone di emissione: due macchie scure (conosciute come Piazzi, da Giuseppe Piazzi che scoprì Cerere nel 1801, e Region A) sulla superficie di Cerere, già osservate dal telescopio della NASA Hubble e dai telescopi terrestri.
Queste macchie scure, proprio per il loro colore, si riscalderebbero più velocemente del resto della superficie e sarebbero perciò le aree più adatte a rilasciare pennacchi d'acqua.
Certo è, che questi risultati sono un po' inaspettati e contribuiscono a avvicinare oggetti astronomici, come comete e asteroidi, finora classificati separatamente in base alle loro diverse caratteristiche e comportamenti (ricordiamo anche il caso dell'asteroide P/2013 P5, scoperto dagli astronomi lo scorso 27 agosto 2013, utilizzando il telescopio Pan-STARRS alle Hawaii).
Cerere orbita a 2,8 unità astronomiche (distanza Terra - Sole), al limite della cosiddetta "snowline", la linea che demarca il confine nel Sistema Solare oltre il quale l'acqua passa allo stato solido.
"Le linee di demarcazione tra comete e asteroidi sono sempre meno nette", ha affermato Lee Seungwon del JPL, che ha contribuito ai modelli del vapore acqueo insieme a Paul von Allmen, sempre del JPL.
"Sapevamo che esistono asteroidi della fascia principale che mostrano attività cometaria ma questa è la prima rilevazione di vapore acqueo in un oggetto simile ad un asteroide".
Questa scoperta potrebbe supportare i modelli di formazione planetaria che prevedono una migrazione dei pianeti giganti, come Giove, verso le loro posizioni attuali, mescolando il materiale delle regioni interne ed esterne del nostro Sistema Solare.