Vesta: la MSU riscrive la sua genesi

Per lungo tempo, la comunità scientifica ha considerato Vesta, uno degli oggetti più imponenti all’interno della fascia degli asteroidi del nostro sistema solare, non un semplice asteroide, bensì un corpo celeste più evoluto, quasi un pianeta mancato dotato di una struttura interna complessa: crosta, mantello e nucleo distinti. Tuttavia, recenti ricerche condotte con il contributo della Michigan State University hanno radicalmente messo in discussione questa visione.

La vera identità di Vesta: un mistero cosmico rivelato

Un team di ricerca guidato dal Jet Propulsion Laboratory ha compiuto una scoperta sorprendente: Vesta sembrerebbe non possedere un nucleo. Questo risultato ha lasciato perplessi gli scienziati, i quali fino a questo momento avevano interpretato Vesta come un protopianeta, un embrione planetario che non aveva completato il suo sviluppo fino a diventare un pianeta a tutti gli effetti: “L’assenza di un nucleo è stata davvero sorprendente“, ha commentato Seth Jacobson, professore associato di Scienze della Terra e dell’Ambiente alla MSU e coautore dello studio, sottolineando la portata di questa inattesa rivelazione che impone un ripensamento sulla sua natura.

Di fronte a questa nuova realtà, il team di ricerca sta esplorando due ipotesi principali per svelare la vera identità di Vesta, entrambe bisognose di ulteriori approfondimenti. La prima ipotesi suggerisce che possa aver intrapreso un processo di differenziazione, ovvero la fusione di materiali che avrebbe portato alla formazione dei suoi strati interni distinti (nucleo, mantello e crosta), ma che questo processo non si sia mai completato.

La seconda teoria, proposta anni fa da Jacobson durante una conferenza di astronomia, suggerisce che Vesta potrebbe essere un frammento derivante dalla collisione di un pianeta in crescita nel giovane sistema solare. In quell’occasione, Jacobson aveva esortato i colleghi a considerare la possibilità che alcuni meteoriti potessero essere detriti scagliati da impatti avvenuti durante l’epoca della formazione planetaria, includendo anche Vesta nella sua riflessione, sebbene inizialmente non la considerasse una seria possibilità.

“Questa idea si è trasformata da un suggerimento un po’ sciocco in un’ipotesi che ora stiamo prendendo sul serio grazie a questa nuova analisi dei dati della missione Dawn della NASA“, ha riferito Jacobson, evidenziando come le nuove evidenze stiano aprendo scenari inaspettati sulla storia del nostro sistema solare.

Una superficie anomala

La maggior parte degli asteroidi che popolano il nostro sistema solare è costituita da antichi sedimenti cosmici, reliquie primordiali della nebulosa solare. Vesta, tuttavia, si distingue nettamente da questa generalità: la sua superficie è sorprendentemente ricoperta da rocce vulcaniche basaltiche. Questa peculiarità geologica aveva in precedenza suggerito agli scienziati che avesse attraversato un intenso processo di fusione interna, noto come differenziazione planetaria, durante il quale i materiali più densi, come i metalli, sarebbero sprofondati verso il centro, formando un nucleo.

Nel 2007, la NASA intraprese un’ambiziosa missione spaziale, lanciando la sonda Dawn con l’obiettivo di studiare da vicino Vesta e Cerere, i due oggetti di maggiori dimensioni all’interno della fascia principale degli asteroidi. Lo scopo primario di questa esplorazione era quello di acquisire una comprensione più approfondita dei meccanismi che regolano la formazione dei pianeti.

Tra il 2011 e il 2012, Dawn orbitò attorno a Vesta per diversi mesi, dedicandosi alla misurazione del suo campo gravitazionale e alla cattura di immagini dettagliate della sua superficie, utili per la creazione di una mappa topografica precisa. Dopo aver completato analoghe osservazioni su Cerere, la missione si concluse nel 2018, lasciando agli scienziati un ricco patrimonio di dati da analizzare.

Secondo quanto riferito da Jacobson, l’analisi dei dati raccolti dalla sonda Dawn è stata un processo evolutivo. Con il progredire della ricerca, i team scientifici hanno affinato le loro tecniche di elaborazione, riuscendo a ottenere misurazioni sempre più precise della composizione interna. In questo contesto, Ryan Park, ricercatore senior e capo ingegnere del JPL, ha deciso di rianalizzare le misurazioni precedentemente effettuate.

“Per anni, i dati gravitazionali contrastanti provenienti dalle osservazioni di Dawn su Vesta hanno creato enigmi“, ha spiegato Park, sottolineando la complessità dell’interpretazione iniziale: “Dopo quasi un decennio di perfezionamento delle nostre tecniche di calibrazione ed elaborazione, abbiamo raggiunto un notevole allineamento tra i dati radiometrici del Deep Space Network di Dawn e i dati di imaging di bordo“.

“Siamo stati entusiasti di confermare l’efficacia dei dati nel rivelare le sue profondità“, ha aggiunto Park, evidenziando l’importanza delle nuove analisi: “Le nostre scoperte mostrano che la sua storia è molto più complessa di quanto si pensasse in precedenza, plasmata da processi unici come l’interruzione della differenziazione planetaria e le collisioni in fase avanzata“.

Gli scienziati utilizzano il concetto di momento d’inerzia per stimare le dimensioni del nucleo di un corpo celeste. Questa proprietà fisica descrive la resistenza di un oggetto a variazioni nella sua rotazione attorno a un asse. Jacobson ha offerto un’analogia illuminante per comprendere questo concetto, paragonandolo a un pattinatore sul ghiaccio che varia la sua velocità di rotazione avvicinando o allontanando le braccia dal corpo.

Allo stesso modo, i corpi celesti con un nucleo denso presentano un momento d’inerzia diverso rispetto a quelli privi di nucleo. Sfruttando queste conoscenze, il team di ricerca ha misurato con precisione la rotazione e il campo gravitazionale di Vesta. I risultati di queste analisi hanno inaspettatamente rivelato che il comportamento rotazionale di Vesta non corrisponde a quello di un oggetto dotato di un nucleo centrale, mettendo seriamente in discussione le teorie precedentemente accettate sulla sua formazione.

Nonostante le nuove domande emerse, lo studio di Vesta continua a rivestire un’importanza cruciale per gli astronomi. L’analisi di questo affascinante corpo celeste offre preziose informazioni su come si sono sviluppati i pianeti primordiali e su come potrebbe essere apparsa la Terra nelle sue prime fasi di vita.

L’esplorazione degli impatti giganti e i frammenti planetari

Nessuna delle due ipotesi formulate per spiegare l’assenza del nucleo in Vesta è stata ancora esplorata a fondo al punto da poter essere scartata completamente. Tuttavia, entrambe le teorie presentano delle sfide che necessitano di ulteriori ricerche per essere adeguatamente comprese e risolte.

Sebbene la possibilità di una differenziazione incompleta rimanga teoricamente valida, essa si scontra con le evidenze fornite dai meteoriti che gli scienziati hanno identificato come provenienti da questo asteroide nel corso del tempo: “Siamo assolutamente certi che questi meteoriti provengano da Vesta“, ha affermato con decisione Jacobson: “E non mostrano evidenti prove di differenziazione incompleta“. Questa discrepanza tra la presunta incompletezza del processo di fusione interna e la composizione dei suoi meteoriti rappresenta un nodo cruciale da sciogliere.

Il laboratorio di Jacobson è già attivamente impegnato nello studio delle conseguenze degli impatti giganti che caratterizzarono l’era della formazione planetaria. In particolare, Jacobson sta collaborando con una sua studentessa laureata, Emily Elizondo, sull’affascinante ipotesi che alcuni degli asteroidi presenti nella fascia principale possano essere in realtà frammenti scagliati via da pianeti in fase di accrescimento.

Questa interessante idea è ancora lontana dall’essere definitivamente provata. Saranno necessari ulteriori sforzi nella creazione e nel perfezionamento di modelli teorici in grado di dimostrare che Vesta sia effettivamente un antico frammento di un pianeta in formazione. Come ha suggerito Jacobson, gli scienziati potranno anche adattare le loro metodologie di analisi dei meteoriti vestani, focalizzandosi sulla ricerca di indizi che possano supportare o confutare entrambe le ipotesi. Inoltre, ulteriori studi condotti con i nuovi approcci di analisi dei dati raccolti dalla missione Dawn potrebbero fornire nuove e preziose informazioni.

“Questa ricerca è solo l’inizio di una nuova direzione di studio“, ha sottolineato Jacobson, evidenziando il potenziale rivoluzionario di queste nuove scoperte: “Potrebbe cambiare per sempre il modo in cui gli scienziati guardano ai mondi differenziati“. La tradizionale interpretazione della collezione di meteoriti vestani come campioni di un corpo celeste “fallito”, incapace di evolvere in un pianeta completo, potrebbe essere superata da una prospettiva più dinamica e inaspettata: “La collezione di meteoriti non è più un campione di un corpo celeste che non è riuscito a diventare un pianeta“, ha concluso Jacobson.

“Potrebbero essere frammenti di un antico pianeta prima che raggiungesse la sua completa maturazione. Semplicemente non sappiamo ancora di quale pianeta si tratti“. Il mistero della vera identità di Vesta rimane aperto, promettendo nuove ed entusiasmanti scoperte nel futuro.

Lo studio è stato pubblicato su Nature Astronomy.