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OSIRIS-REx: la luce solare crea fratture termiche sulla superficie degli asteroidi
11 giugno 2020
Secondo le immagini raccolte dalla sonda OSIRIS-REX in orbita attorno all'asteroide Bennu le rocce presenti sembrano spezzarsi mentre la luce del Sole le riscalda durante il giorno e tornano a raffreddarsi di notte.
"Questa è la prima volta che riscontriamo una prova di questo processo, chiamato frattura termica, su un oggetto privo di atmosfera", ha affermato Jamie Molaro del Planetary Science Institute, Tucson, in Arizona, autore principale di un articolo apparso su Nature Communications June 9.
"Ed è solo un pezzo del puzzle che ci potrà dire com'era la superficie dell'asteroide in passato e come sarà tra milioni di anni."
"Come ogni processo di alterazione causata dagli agenti atmosferici, la fratturazione termica provoca l'evoluzione nel tempo dei massi e delle superfici planetarie - dalla modifica della forma e delle dimensioni dei singoli massi, alla produzione di ciottoli o regolite a grana fine, alla rottura delle pareti del cratere", ha affermato Dante Lauretta, investigatore principale di OSIRIS-REx dell'Università dell'Arizona a Tucson. "Con quale rapidità ciò si verifica rispetto ad altri processi di alterazione atmosferica ci dice come e quanto velocemente la superficie sia cambiata."
Le rocce si espandono quando la luce del Sole le riscalda durante il giorno e si contraggono mentre si raffreddano di notte, causando uno stress che forma crepe che crescono lentamente nel tempo. Gli scienziati ritenevano che la frattura termica potesse essere un importante processo di alterazione degli agenti atmosferici su oggetti senza atmosfera come gli asteroidi perché molti di essi sperimentano differenze estreme di temperatura tra il giorno e la notte, aggravando di fatto questo stress. Ad esempio, i massimi diurni su Bennu possono raggiungere quasi i 127° C mentre i minimi notturni precipitano a circa meno -73°. Tuttavia, molte delle caratteristiche rivelatrici della frattura termica sono molto piccole e prima che OSIRIS-REx si avvicinasse a Bennu le immagini ad alta risoluzione necessarie per confermare la frattura termica sugli asteroidi non esistevano.
Il team della missione ha scoperto caratteristiche coerenti con la frattura termica utilizzando la OSIRIS-REx Camera Suite (OCAMS) del veicolo spaziale, che può vedere le caratteristiche di Bennu più piccole di un centimetro. Ha trovato prove di esfoliazione, in cui la frattura termica probabilmente ha causato il distacco di strati piccoli e sottili (1 - 10 centimetri) dalle superfici dei massi. La sonda ha anche catturato immagini di crepe che attraversano massi in direzione nord-sud, lungo la linea di stress che sarebbe stata prodotta dalle fratture termiche su Bennu.
Altri processi di agenti atmosferici possono produrre caratteristiche simili, ma l'analisi del team li ha esclusi. Ad esempio, la pioggia e l'attività chimica possono produrre esfoliazione, ma Bennu non ha atmosfera per produrre pioggia. Anche le rocce schiacciate dall'attività tettonica possono esfoliare, ma Bennu è troppo piccolo per tale attività. Gli impatti di meteoridi si verificano su Bennu e possono certamente rompere le rocce, ma non causerebbero l'erosione uniforme degli strati dalle superfici dei massi che sono stati osservati. Inoltre, non vi è alcun segno di crateri da impatto in cui si stia verificando l'esfoliazione.
Ulteriori studi su Bennu potrebbero aiutare a determinare la rapidità con cui la frattura termica sta consumando l'asteroide e come essa si confronta con altri processi di alterazione atmosferica. "Non abbiamo ancora buoni vincoli sui tassi di rottura dovuti alla frattura termica, ma possiamo ottenerli ora che possiamo effettivamente osservarli per la prima volta in situ", ha detto lo scienziato del progetto OSIRIS-REx Jason Dworkin del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland. "Le misurazioni di laboratorio sulle proprietà dei campioni restituiti dall'astronave nel 2023 ci aiuteranno a saperne di più su come funziona questo processo."
Un'altra area di ricerca è il modo in cui la frattura termica influisce sulla nostra capacità di stimare l'età delle superfici. In generale, più una superficie è stagionata, più è vecchia. Ad esempio, è probabile che una regione con molti crateri sia più vecchia di un'area con pochi crateri, supponendo che gli impatti avvengano a un ritmo relativamente costante attraverso un oggetto. Tuttavia, ulteriori agenti atmosferici dovuti alla frattura termica potrebbero complicare una stima dell'età, poiché la frattura termica si verificherà a un ritmo diverso su corpi diversi, a seconda di fattori come la distanza dal Sole, la durata della loro giornata, la composizione, la struttura e forza delle loro rocce. Sui corpi in cui la frattura termica è efficiente, può causare la rottura delle pareti del cratere e l'erosione più rapida. Ciò renderebbe la superficie più vecchia secondo il dato legato alla craterizzazione, quando in realtà è più giovane. O potrebbe accadere il contrario. Sono necessarie ulteriori ricerche sulla frattura termica su diversi corpi per iniziare a capire questo meccanismo.
fonti: NASA
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