Marte e il gemello perduto della nostra Luna

Gli asteroidi troiani sono una classe di corpi celesti che condividono l'orbita e il periodo orbitale di un pianeta intorno al Sole. Marte, come altri pianeti del sistema solare, ha questo tipo di corpi nelle vicinanze. Ad esempio, diverse migliaia di asteroidi troiani sono posti lungo l'orbita del gigante del sistema solare Giove

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Marte è seguito da un asteroide che ha una composizione molto simile a quella del nostro satellite. L’asteroide potrebbe essere un frammento risalente alla formazione della Luna e dei pianeti interni del sistema solare. Questa scoperta ha molte implicazioni nella ricerca di questo tipo di oggetti associati alla Terra. La ricerca, effettuata da un team di scienziati planetari guidato dagli astronomi dell’AOP, è stata pubblicata sulla rivista Icarus.
Gli asteroidi troiani sono una classe di corpi celesti che condividono l’orbita e il periodo orbitale di un pianeta intorno al Sole. Essi sono localizzati intorno ai due punti di Lagrange, 60° davanti e 60° dietro il pianeta. Marte, come altri pianeti del sistema solare, ha questo tipo di corpi nelle vicinanze. Ad esempio, diverse migliaia di asteroidi troiani sono posti lungo l’orbita del gigante del sistema solare Giove.
Gli asteroidi Troiani di Marte oggi conosciuti sono 5 ma ce ne sono almeno altri 4 che potrebbero appartenere a questa classe di oggetti.
Un gruppo di ricercatori provenienti da Italia, Bulgaria e Stati Uniti e guidato dall’Osservatorio e planetario di Armagh (AOP) nell’Irlanda del Nord li ha esaminati per capire cosa ci possono raccontare sul passato dei mondi interni del nostro sistema solare. I Troiani della Terra sono molto difficili da studiare, perché se esistono, sono difficili da osservare in quanto visivamente troppo vicini al Sole.
Dieci anni fa si ritenne di aver individuato uno di questi Troiani terrestri con il telescopio spaziale WISE della NASA, il corpo celeste venne chiamato 2010 TK7. Grazie a modelli matematici si scoprì che l’oggetto era solamente un visitatore temporaneo proveniente dalla cintura di asteroidi situata tra Marte e Giove, piuttosto che una reliquia planetaria risalente alla formazione terrestre.
Il gruppo di ricercatori ha studiato la composizione dei Troiani di Marte utilizzando lo X-SHOOTER, uno spettrografo montato sull’European Southern Observatory 8-m Very Large Telescope (VLT) in Cile. X-SHOOTER osserva come la superficie dell’asteroide riflette la luce solare: il suo spettro di riflettanza.
La riflettanza misura, in ottica, la capacità di riflettere parte della luce incidente su una data superficie o materiale. Essendo quindi il rapporto tra intensità del flusso radiante riflesso e intensità del flusso radiante incidente, è una grandezza adimensionale. Eseguendo un confronto spettrale con altri corpi del sistema solare con composizione nota, un processo chiamato tassonomia, i ricercatori hanno cercato di determinare se questo asteroide è costituito da materiale simile ai pianeti rocciosi come la Terra, o se è un pezzo di carbonio e materia ricca di acqua tipica del sistema solare esterno oltre l’orbita di Giove.
Uno dei Troiani marziani esaminati dai ricercatori era l’asteroide (101429) 1998 VF31. I dati sui colori dell’oggetto suggerivano una composizione simile a una classe comune di meteoriti chiamata condriti ordinarie. Il potere di raccolta della luce del VLT ha permesso di raccogliere da questo asteroide dati di qualità superiore come non mai. Combinando queste nuove misurazioni con i dati ottenuti in precedenza presso l‘Infrared Telescope Facility della NASA alle Hawaii, il team ha quindi cercato di classificare 101429.
I ricercatori hanno scoperto che lo spettro non corrispondeva a nessun tipo particolare di meteorite o asteroide e, di conseguenza, hanno ampliato le analisi includendo spettri da altri tipi di superfici. La sorpresa è stata grande quando si sono resi conto che la corrispondenza spettrale migliore era con la nostra Luna.
Come spiega il dottor Galin Borisov, un PDRA presso AOP che è stato coinvolto nell’analisi spettrale:
“Molti degli spettri che abbiamo per gli asteroidi non sono molto diversi dalla Luna, ma se guardi da vicino ci sono differenze importanti, ad esempio la forma e la profondità di ampi assorbimenti spettrali a lunghezze d’onda di 1 e 2 micron. Tuttavia, lo spettro di questo particolare asteroide sembra essere quasi un campanello d’allarme per le parti della luna dove è esposto il substrato roccioso come l’interno dei crateri e le montagne”.
Da dove poteva venire un oggetto così insolito? Una possibilità è che 101429 sia solo un altro asteroide, simile forse ai normali meteoriti di condrite, che ha acquisito il suo aspetto lunare attraverso eoni di esposizione alla radiazione solare, un processo chiamato space weathering.
Oppure, l’asteroide potrebbe assomigliare alla luna semplicemente perché proviene dalla Luna. Il dottor Apostolos Christou, astronomo AOP e autore principale dell’articolo, spiega:
“Il sistema solare primitivo era molto diverso dal luogo che vediamo oggi. Lo spazio tra i pianeti appena formati era pieno di detriti e le collisioni erano all’ordine del giorno. Grandi asteroidi— che noi chiamiamo planetesimi – colpivano costantemente la luna e gli altri pianeti. Un frammento di una simile collisione avrebbe potuto raggiungere l’orbita di Marte quando il pianeta si stava ancora formando ed era intrappolato nelle sue nubi troiane”.
Esiste anche un terzo, e forse più probabile scenario, l’oggetto proviene da Marte stesso. Come sottolinea il Dr. Christou:
“La forma dello spettro 101429 ci dice che è ricco di pirosseno, un minerale che si trova nello strato esterno o nella crosta di corpi di dimensioni planetarie. Marte, come la luna e la Terra, è stato colpito da impatti all’inizio della sua storia, uno di questi era responsabile del gigantesco bacino Borealis, un cratere largo quanto il pianeta stesso. Un impatto così colossale avrebbe potuto facilmente inviare 101429 nel suo percorso verso il punto lagrangiano L5 del pianeta”.
In effetti, un’origine Marziana è stata proposta alcuni anni fa per i fratelli Troiani di 101429, un gruppo di Troiani noti collettivamente come la famiglia Eureka. Questi asteroidi hanno anche una composizione insolita ma, mentre 101429 è ricco di pirosseni, questi asteroidi della famiglia Eureka contengono principalmente olivina.
101429 e i suoi fratelli hanno qualcosa da insegnarci su come trovare i troiani della Terra, se esistono. Il lavoro precedente del team aveva dimostrato che la radiazione solare fa sì che i detriti, sotto forma di blocchi delle dimensioni di un masso, fuoriescono lentamente dai Troiani di Marte. Se i troiani terrestri fossero qualcosa di simile a quelli di Marte, lo stesso meccanismo fungerebbe da fonte di piccoli asteroidi vicini alla Terra che si distingueranno per la loro composizione rara.
Trovare questi oggetti potrebbe rivelarsi un lavoro per l’Osservatorio Vera C. Rubin, pronto per iniziare la più ambiziosa indagine del sistema solare mai tentata fino ad oggi. Si prevede che Rubin scoprirà circa dieci volte più asteroidi di quelli attualmente conosciuti e, insieme al satellite GAIA che sta già rilevando il cielo dal punto L2 Terra-Sole di Lagrange, potrebbe offrirci le migliori prospettive a breve termine per rintracciare i compagni Troiani della Terra.
Fonte: PHYS.org