La sonda dell'ESA Rosetta ha rilevato per la prima volta azoto molecolare in una cometa, fornendo indizi sulle prime fase di formazione del nostro Sistema Solare.
L'azoto molecolare, N 2, è un gas diffusissimo in natura e circa 78% in volume è presente nell'atmosfera della Terra ma è stato rilevato anche su Plutone, Nettuno e sulla sua luna Tritone, domina la spessa atmosfera della luna di Saturno, Titano, ed ritenuto il gas principale della nebulosa da cui ha avuto origine il nostro Sistema Solare.
Martin Rubin dell'Istituto di Fisica presso l'Università di Berna e la sua squadra è riuscito ad identificare questa molecola nell'atmosfera di 67P/Churyumov-Gerasimenko.
"Anche se alcune comete come 'Chury' si sono probabilmente formate nella stessa regione di Tritone e Plutone, fino ad ora non siamo stati in grado di trovare l'azoto molecolare", ha spiegato Rubin, "perché il ghiaccio d'acqua riesce ad intrappolarne solo piccole quantità difficili da rilevare che necessitano di analisi molto sensibili".
Il merito, oltre che al team, va a ROSINA ( Rosetta Orbiter Spectrometer cor Ion and Neutral Analysis), lo spettrometro di massa a bordo di Rosetta costruito presso l'Università di Berna, che ha rilevato il gas durante 138 misurazioni raccolte tra il 17 e il 23 ottobre 2014, quando la sonda orbitava a circa 10 km dal centro della cometa.
Il rilevamento in situ di azoto molecolare era ricercato da tempo ma finora era stato identificato sempre legato ad altri composti, come l'acido cianidrico e l'ammoniaca.
I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Science.
Molecular nitrogen in comet 67P/Churyumov-Gerasimenko indicates a low formation temperature [abstract]
Molecular nitrogen (N2) is thought to have been the most abundant form of nitrogen in the protosolar nebula. It is the main N-bearing molecule in the atmospheres of Pluto and Triton, and probably the main nitrogen reservoir from which the giant planets formed. Yet in comets, often considered as the most primitive bodies in the solar system, N2 has not been detected. Here we report the direct in situ measurement of N2 in the Jupiter family comet 67P/Churyumov-Gerasimenko made by the ROSINA mass spectrometer aboard the Rosetta spacecraft. A N2/CO ratio of
"L'identificazione di azoto molecolare pone importanti vincoli sulle condizioni in cui 67P si è formata perché richiede temperature molto basse per rimanere intrappolato nel ghiaccio", ha detto Rubin.
Tali temperature sarebbero le stesse richieste per intrappolare anche il monossido di carbonio. Quindi, gli scienziati hanno misurato il rapporto tra azoto molecolare e monossido di carbonio nella cometa, confrontandolo con quello della nebulosa protosolare, dedotto dal rapporto tra azoto e carbonio misurato su Giove e nel vento solare.
Il dato ottenuto sembra essere 25 volte inferiore rispetto a quello del valore protosolare.
Uno scenario prevede temperature comprese tra -250ºC e forse -220ºC con un blocco relativamente inefficiente di azoto molecolare sia nel ghiaccio d'acqua che nei clatrati, tale da generare il basso rapporto osservato. In alternativa, se le temperature fossero state inferiori a -253ºC, l'azoto molecolare sarebbe stato intrappolato più efficacemente nelle regione remote del nostro Sistema Solare dove si trovano Plutone e Tritone. Ma i successivi riscaldamenti della cometa durante i suoi passaggi vicino al Sole, avrebbero causato un degassamento dell'azoto e quindi una riduzione del rapporto nel tempo.
L'unico altro corpo del nostro Sistema Solare con un'atmosfera dominata dall'azoto è la Terra e finora, l'ipotesi migliore sulla sua origine è che la tettonica a placche e i vulcani abbiano contribuito al rilascio dell'azoto bloccato nei silicati nel mantello.
"Così come vogliamo saperne di più sul ruolo delle comete nel portare acqua sulla Terra, vorremo saperne di più anche sulla consegna di altri ingredienti", ha detto Kathrin Altwegg, ricercatore per ROSINA presso l'Università di Berna.
Per valutare un possibile contributo delle comete nell'apporto di azoto nell'atmosfera terrestre, si pensava che il rapporto isotopico 14N su 15N dovesse riflettere la stessa composizione misurata per Giove e il vento solare che risulta, a sua volta, collegata a quella della nebulosa protosolare. Ma tale rapporto nelle comete è molto superiore, mentre sulla Terra ha un valore intermedio tra i due lasciando pensare ad una sorta di miscelazione.
"Tuttavia, la quantità di azoto trovata su 67P/Churyumov-Gerasimenko non è un mix equilibrato tra azoto molecolare e le molecole correlate. Piuttosto c'è troppo poco azoto molecolare e quindi il rapporto 14N/ 15N della Terra non può essere riprodotto attraverso le comete gioviane della stessa famiglia di quella di Rosetta", ha detto Martin.
"E' un altro puzzle nell'evoluzione del Sistema Solare", ha aggiunto Matt Taylor, project scientist di Rosetta.
"Rosetta ora è a cinque mesi dal perielio e staremo a guardare come la composizione dei gas cambierà in questo periodo, cercando di decifrare la vita passata che questa cometa ci racconta".
Riferimenti: -
http://www.sciencedaily.com/releases/2015/03/150319150654.htm- http://blogs.esa.int/rosetta/2015/03/19/rosetta-makes-first-detection-of-molecular-nitrogen-at-a-comet/
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