MIRO mappa l’acqua nella chioma della cometa raggiunta da Rosetta

MIRO, il Microwave Instrument for the Rosetta Orbiter, inizialmente ha rivelato l’emissione di molecole di acqua nella chioma della cometa 67P/C-G il 6 Giugno 2014, quando Rosetta era a 350,000 km di distanza dalla cometa, approssimativamente pari alla distanza fra Terra e Luna. A quel tempo, la cometa era a 3.9 Unità Astronomiche – circa 580 milioni di km – dal Sole.

Dai primi di Luglio 2014, il team di MIRO ha continuamente monitorato l’acqua nell’ambiente cometario, misurando le sue proprietà in differenti punti della chioma. Rosetta, essendo molto in prossimità di 67P/C-G, con lo strumento MIRO a bordo, può ispezionare la distribuzione di acqua e di altre molecole intorno alla cometa. Osservatori da terra e telescopi spaziali in orbita vicino alla Terra possono al più ottenere una visione globale dell’acqua nelle parti più esterne della chioma cometaria.

Nel momento in cui Rosetta si è avvicinata alla cometa e MIRO ha potuto risolvere il suo nucleo, lo strumento è stato capace di trovare acqua nella chioma misurando l’emissione diretta di vapore acqueo nella chioma e osservando l’assorbimento della radiazione dal nucleo a specifiche lunghezze d’onda dell’acqua quando la radiazione passava attraverso la chioma.

Il 7 Settembre 2014, quando Rosetta era a 58 km di distanza dal centro cometario, il team di MIRO ha ottenuto la sua prima mappa del nucleo di 67P/C-G e dei suoi dintorni. Dal momento che MIRO è uno strumento a singolo-pixel, la procedura di scansione ha impiegato quasi quattro ore, durante le quali il nucleo si è ruotato di quasi 90 gradi.

La mappa mostra 201 spettri, coprenti la zona del nucleo e anche parti della chioma intorno ad esso. Ogni spettro corrisponde alla media da uno a quattro spettri in prossimità, i quali sono stati combinati in modo da ottenere un segnale migliore.

Le caratteristiche più evidenti dell’emissione di acqua sono osservate negli spettri fuori dal nucleo, sul lato illuminato a giorno della cometa; in modo simile, le caratteristiche di assorbimento più chiare sono osservate negli spettri che coprono il lato a giorno del nucleo. Alcuni spettri che campionano entrambi la chioma ed il nucleo sul bordo esibiscono una combinazione di particolari di emissione ed assorbimento.

Un debole assorbimento è stato osservato negli spettri che coprono il nucleo freddo e la cometa nel lato a notte, mentre su alcuni dei punti più freddi del nucleo si è rivelata solo emissione debole, raramente con segni di acqua in prossimità del polo sud di 67P/C-G. Gli spettri fuori dal nucleo nel lato a notte mostrano anch’essi righe di emissione debole provenienti dall’acqua nella chioma.

Questa mappa è stata ottenuta utilizzando la riga spettrale della molecola d’acqua H₂¹⁶O ad una frequenza di 556.936 GHz. Una mappa analoga, ma meno dettagliata, era stata ottenuta utilizzando caratteristiche spettrali molto più deboli rilevate ad una frequenza di 547.676 GHz, tipiche di un differente tipo di molecola d’acqua, H₂¹⁸O, la quale contiene atomi di ossigeno pesante  (¹⁸O).

“Le nostre osservazioni mostrano che la distribuzione di acqua nella chioma è estremamente inomogenea,” spiega Nicolas Biver, ricercatore CNRS al LESIA-Observatoire de Paris di Meudon, in France, e autore a capo dello studio.

“Abbiamo trovato la densità più alta di acqua appena sopra il collo della cometa, in prossimità del polo nord dell’asse di rotazione della stessa: in questa regione così stretta, la densità colonnare di acqua è fino a due ordini di grandezza più grande di qualsiasi altro punto nella chioma,” ha aggiunto il Dott. Biver.

Quantità di acqua più piccole ma ancora sostanziali sono stati rilevate nel lato a giorno del nucleo fino al terminatore tra la zona illuminata e quella al buio. Le quantità più piccole di acqua sono state trovate nel lato a notte della cometa – in particolare nelle regioni del polo sud; questo potrebbe essere causato o da fuori uscita di gas localizzata o da effetti di circolazione all’interno della chioma, che fanno si che l’acqua fluisca dal lato illuminato a giorno a quello illuminato a notte.

Dallo scorso Settembre, gli scienziati nel team di MIRO hanno ottenuto e stanno ancora analizzando ulteriori mappe di distribuzione dell’acqua nella cometa 67P/C-G, man mano che la cometa si avvicina al Sole.

Il Dott. Sam Gulkis, Principale Investigatore di MIRO, riporta che lo strumento risponde egregiamente, e che le osservazioni di 67P/C-G stanno continuando giornalmente all’avvicinarsi della cometa al perielio previsto per l’Agosto 2015.

MIRO: Lo strumento MIRO è stato costruito al Jet Propulsion Laboratory, nel California Institute of Technology, con i contributi da LESIA e LERMA, Observatoire de Paris e the Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung. I fondi sono stati forniti dal National Aeronautics and Space Administration, CNES e CNRS/INSU, e dal DLR e MPG.

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