Una cometa ha cambiato la rotazione sul proprio asse

Potrebbe sembrare una notizia strana e poco interessante. No: invece si tratta di un’assoluta novità sulle comete.

Mai prima d’ora si era scoperto che una cometa, nel corso del suo viaggio all’interno del Sistema Solare, modificasse il verso di rotazione del proprio nucleo: magari sarà già successo, ma solo ora abbiamo strumenti adatti a valutare queste situazioni e abbiamo un enorme bagaglio di immagini e dati catalogati in appositi archivi, provenienti da fonti quali i telescopi e altri strumenti sia a Terra che nello spazio.

Da un articolo apparso in questi giorni su Science@NASA , vediamo quello che ha scoperto un team di scienziati: la traduzione come sempre è ragionata e assolutamente non artificiale. I miei commenti appariranno in corsivo, tra parentesi.

Per la prima volta l’HST della NASA riscontra l’inversione della rotazione di una piccola cometa

Alcuni Astronomi, utilizzando dati dell’HST (Hubble Space Telescope), hanno trovato l’evidenza che la rotazione sul proprio asse del nucleo di una cometa è rallentata e successivamente ha invertito il verso di rotazione, offrendo un esempio eccezionale di come attività imprevedibili ed instabili possono interessare la rotazione e l’evoluzione di piccoli oggetti del sistema solare: si tratta infatti del primissimo esempio di questo tipo di alterazione orbitale.

Stiamo parlando della cometa 41P/Tuttle-Giacobini-Kresák (nomi molto conosciuti nell’ambito degli scopritori di comete) che chiameremo per brevità 41P, probabilmente originaria della Fascia di Kuiper e trascinata nella sua attuale orbita dalla forte attrazione gravitazionale del pianeta Giove e che ora visita il Sistema Solare interno ogni 5.4 anni.

Dopo il passaggio del 2017 attorno al Sole, gli scienziati hanno riscontrato un importante rallentamento nella rotazione del nucleo: i dati contenuti nel Neil Gehrels Swift Observatory della NASA e del mese di maggio del 2017 mostravano che la cometa aveva rallentato di tre volte la rotazione rispetto a quanto faceva appena due mesi prima quando era stata osservata dal Discovery Channel Telescope dell’Osservatorio Lowell in Arizona.

Ulteriori analisi di osservazioni successive ottenute dall’HST hanno mostrato un radicale cambiamento nella rotazione: immagini del dicembre 2017 hanno riscontrato una rotazione molto più veloce, con un periodo di circa 14 ore, rispetto al valore tra 46 e 60 ottenuto dallo Swift Observatory.

La spiegazione più semplice, a detta dei ricercatori, è che la cometa ha continuato a rallentare fino a fermarsi, per poi iniziare a ruotare al contrario a causa di getti di gas sulla sua superficie: questo è descritto in un complesso studio pubblicato qualche giorno fa su The Astronomical Journal.

In questa rappresentazione artistica

vediamo la 41P, una piccola cometa appartenente alla famiglia di Giove, mentre si avvicina al Sole: gas finora ghiacciati hanno iniziato a sublimare (passando dallo stato solido direttamente a quello gassoso) e a sparare materiale nello spazio.

Un nucleo piccolo ma capriccioso

L’HST ha ristretto le dimensioni del nucleo cometario portandolo a circa 1 km, circa tre volte l’altezza della torre Eiffel (ci mancava il solito buffo paragone con oggetti terrestri e ben noti…): si tratta di un valore estremamente piccolo, per cui la cometa è facilmente soggetta a torsioni o rotazioni in presenza di sublimazione di ghiacciai e conseguente emissione di materiale nello spazio.

David Jewitt dell’Università della California a Los Angeles, autore dello studio, afferma che “getti di gas emessi dalla superficie possono agire come piccoli propulsori: se questi getti sono distribuiti in modo non uniforme possono modificare notevolmente la rotazione di una cometa, specie se di piccole dimensioni.”

(Ed ora fa un paragone abbastanza strano, parlando di “merry-go-round”, una giostra o carosello) “È come se si spingesse una giostra: se questa gira in una direzione e voi spingete contro, la potete rallentare fino a farle cambiare il verso di rotazione”

(francamente non riesco a capire il senso di questo paragone e a visualizzare come si possa compiere questa operazione senza farsi male… pensate poi ad una giostra da luna park… magari poteva proporre qualcosa di differente!)

L’evidenza di una rapida evoluzione

Lo studio sottolinea che è tutta l’attività della cometa ad essere diminuita nel corso dei vari passaggi al perielio: in quello del 2001 la 41P era insolitamente attiva per essere una piccola cometa, mentre in quello del 2017 la produzione di gas emessi era scesa di un ordine di grandezza.

Questo radicale cambiamento suggerisce una rapida evoluzione della superficie della cometa, laddove materiale volatile della superficie viene ridotto se non ricoperto da uno strato di polveri che fungono da isolante.

La maggior parte delle modifiche in una cometa avvengono nel corso di secoli se non di più: le variazioni rapide di rotazione nella cometa 41P forniscono una rara opportunità di osservare processi evolutivi che viceversa avvengono in una scala di tempi umana.

Grazie alla creazione di modelli matematici basati sulle torsioni misurate e sulle perdite di massa riscontrate, questi repentini cambi nella rotazione potrebbero alla fine portare ad una forte instabilità strutturale per la cometa 41P: se la cometa ruota vorticosamente, la forza centrifuga potrebbe superare la sua debole forza di gravità, provocando una frammentazione se non addirittura la disintegrazione.

A tal proposito Jewitt dice che “mi aspetto che il nucleo si autodistruggerà molto rapidamente”, anche se c’è da dire che la 41P percorre la propria orbita da almeno 1500 anni.

Un esempio di una cometa disintegrata

In questa immagine parecchio suggestiva, ripresa dall’HST il 27 gennaio 2016

vediamo come la cometa 332P/Ikeya-Murakami si sia disintegrata avvicinandosi al Sole: dal nucleo in basso a sinistra si sono distaccati parecchi frammenti grandi quanto edifici, che si allontanano gradatamente nello spazio.

Il nucleo è di poco meno di 500 metri di diametro, la grandezza di 5 campi da football (americano, ovviamente!)

Queste schegge cometarie aumentano e diminuiscono la loro luminosità a seconda di come vengono illuminate dalla luce del Sole mentre ruotano: la cometa (che ha un’età di circa 4.5 miliardi di anni) si trovava a circa 250 milioni di km dal Sole (circa 1.6 UA) al di là dell’orbita di Marte ed aveva generato questi frammenti tra ottobre e dicembre del 2015.

Il puntino che si vede sopra alla cometa è probabilmente un altro frammento che ha generato una nuova esplosione di gas.

Queste osservazioni sono fondamentali!

In definitiva queste osservazioni forniscono le prove tangibili del comportamento di tutte le comete che, viaggiando nel Sistema Solare, ad un certo punto si avvicinano al Sole, subendone tutte le conseguenze.

(tutto questo lo dovrebbe leggere il simpaticone che parlava di sonda aliena riferendosi alla famosa cometa interstellare: immagino che queste cose le sappia, ma lui furbescamente fa orecchio da mercante pur di sparare informazioni acchiappa click ed alle quali purtroppo in molti poi credono, alla faccia della Scienza. Anche nel caso della 41P probabilmente avrà parlato di una sonda aliena che ha acceso i retrorazzi: ma questa è solo una mia illazione, visto che non vado di certo a cercare in rete i suoi vaneggiamenti. Non fatelo neppure voi, amanti della Scienza e dell’Astronomia, per non aumentare inutilmente il numero dei click!!)

Ma torniamo alla cometa 41P, con un’animazione molto interessante e suggestiva…

… il cui credito va a NASA, ESA, CSA e Ralf Crawford (STScI):

Questa è la rappresentazione artistica della cometa 41P che mostra solamente un getto di gas, mentre in realtà i getti dovrebbero essere stati più di uno: questo getto agisce contro la rotazione vorticosa della cometa, forzandola alla fine nella direzione opposta. Sono mostrati anche frammenti sparati nello spazio. (sottolineo ancora una volta che il paragone con la giostra è abbastanza improponibile!)

Le ricerche negli archivi

L’HST ha collezionato immagini e dati spettroscopici del cosmo da circa 35 anni e tutte queste informazioni sono disponibili nel Mikulski Archive for Space Telescopes, da dove possono attingere studiosi, ricercatori e scienziati per ottenere i dati di una dozzina di missioni: Jewitt ha trovato in questo smisurato archivio le informazioni per il suo studio, scoprendo tra l’altro che non erano ancora state analizzate.

(Un doveroso omaggio, con un’autocelebrazione…) La NASA fornisce al mondo intero queste informazioni raccolte da anni se non da decenni, consentendo così di rispondere a nuovi quesiti scientifici: in parecchi casi gli scienziati continuano a fare scoperte non solo con nuove osservazioni, ma scavando (abilmente) in questo archivio in continua evoluzione.

Onore al merito!