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Il bottino di COSIMA: vecchia polvere soffice ricca di sodio

Creato il 26 gennaio 2015 da Aliveuniverse @_AliveUniverse

L' ondata di scienza sulla missione Rosetta non si arresta ed oggi, nuovi risultati del COmetary Secondary Ion Mass Analyser ( COSIMA) sono stati pubblicati sulla rivista Nature.

Lo studio è basato sui dati rilevati dalla sonda dell'ESA tra agosto ed ottobre 2014, quando la cometa 67P si trovava tra i 535 milioni km e i 450 milioni di chilometri dal Sole.

COSIMA è uno dei tre esperimenti (insieme a GIADA e MIDAS) dedicati ad analizzare la polvere cometaria a bordo di Rosetta.
E' stato attivano poco dopo l'arrivo alla cometa nel mese di agosto 2014.
Lo strumento contiene 30 targhette, ricoperte di un materiale metallico molto scuro, in grado di intrappolare le particelle incidenti.

Gli scienziati hanno esaminato proprio il modo in cui i grani di polvere si separano quando vengono raccolti dalla piastra, in genere alla bassa velocità di 1-10 m/s. Le particelle, in origine con diametri di circa 0,05 mm, si frammentano e si distruggono nel momento della raccolta.

Il bottino di COSIMA: vecchia polvere soffice ricca di sodio

(a) grano di polvere sbriciolato Eloi; (b) grano di polvere frantumato Arvid; entrambi visti con due diverse condizioni di illuminazione radente.
I due piccoli grani sulla destra della particella (b) non fanno parte del gruppo frantumato.
Credits: ESA/Rosetta/MPS for COSIMA Team MPS/CSNSM/UNIBW/TUORLA/IWF/IAS/ESA/
BUW/MPE/LPC2E/LCM/FMI/UTU/LISA/UOFC/vH&S

Ciò significa che il materiale che compone i grani non è ben legato e non contiene ghiaccio. Piuttosto, la componente ghiacciata, a contatto con la piastra, sarebbe evaporata lasciando dei vuoti tra le particelle e se, invece, si fosse trattato esclusivamente di ghiaccio e di acqua, allora sulla targhetta sarebbe rimasta solo una macchia scura.

Questi grani, invece, sono ricchi di sodio e condividono molte caratteristiche con la polvere interplanetaria, simili a quella che si rileva negli sciami meteorici come le Perseidi provenienti dalla cometa 109P/Swift-Tuttle e le Leonidi dalla cometa 55P/Tempel-Tuttle.

"Abbiamo scoperto che le particelle di polvere lasciate all'inizio, quando la cometa è diventata attiva, sono soffici. Non contengono ghiaccio ma molto sodio. Abbiamo trovato il materiale di base delle particelle di polvere interplanetaria", spiega l'autrice del documento Rita Schulz, Scientific Support Office dell'ESA.

Gli scienziati ritengono che i grani rilevati sono quelli rimasti bloccati sulla superficie della cometa dall'ultimo perielio o, comunque, da quando il gas proveniente dal nucleo non è più stato in grado di sollevarli e trasportarli.

"Questo strato viene rimosso non appena l'attività della cometa aumenta di nuovo e ci aspettiamo che i grani si evolvano in una fase maggiorente ricca di ghiaccio nei prossimi mesi", dice Martin Hilchenbach, principal investigator del Max-Planck Institute for Solar System in Germania.

"In realtà, gran parte del mantello di polvere della cometa dovrebbe essere ormai effettivamente perduto <perciò troveremo presto grani con proprietà molto diverse", sottolinea Rita.

"Le osservazioni della polvere vicino al nucleo della cometa sono fondamentali per aiutarci a comprendere l'insieme di quello che sta accadendo su piccola scala rispetto a quello che vediamo su grande scala, come la polvere si disperde nella chioma e nella coda della cometa", aggiunge Matt Taylor, Rosetta project Scientist dell'ESA.

Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko sheds dust coat accumulated over the past four years [abstract]

Comets are composed of dust and frozen gases. The ices are mixed with the refractory material either as an icy conglomerate, or as an aggregate of pre-solar grains (grains that existed prior to the formation of the Solar System), mantled by an ice layer. The presence of water-ice grains in periodic comets is now well established. Modelling of infrared spectra obtained about ten kilometres from the nucleus of comet Hartley 2 suggests that larger dust particles are being physically decoupled from fine-grained water-ice particles that may be aggregates, which supports the icy-conglomerate model. It is known that comets build up crusts of dust that are subsequently shed as they approach perihelion. Micrometre-sized interplanetary dust particles collected in the Earth's stratosphere and certain micrometeorites are assumed to be of cometary origin. Here we report that grains collected from the Jupiter-family comet 67P/Churyumov-Gerasimenko come from a dusty crust that quenches the material outflow activity at the comet surface. The larger grains (exceeding 50 micrometres across) are fluffy (with porosity over 50 per cent), and many shattered when collected on the target plate, suggesting that they are agglomerates of entities in the size range of interplanetary dust particles. Their surfaces are generally rich in sodium, which explains the high sodium abundance in cometary meteoroids. The particles collected to date therefore probably represent parent material of interplanetary dust particles. This argues against comet dust being composed of a silicate core mantled by organic refractory material and then by a mixture of water-dominated ices. At its previous recurrence (orbital period 6.5 years), the comet's dust production doubled when it was between 2.7 and 2.5 astronomical units from the Sun14, indicating that this was when the nucleus shed its mantle. Once the mantle is shed, unprocessed material starts to supply the developing coma, radically changing its dust component, which then also contains icy grains, as detected during encounters with other comets closer to the Sun.

In apertura, una nostra elaborazione del mosaico della NavCam della rubrica #CometWatch del 18 gennaio 2015, ripreso da una distanza di 28,4 km dal centro della cometa. L'immagine ha una risoluzione di 2,4 m/pixel e mostra una veduta della depressione HatmehitHatmehit, sul piccolo lobo.


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