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OSIRIS-REx: perché l'asteroide Bennu espelle particelle nello spazio?

10 settembre 2020
L'asteroide Bennu, attualmente allo studio della sonda OSIRIS-REx della NASA, mostra una sorprendente attività sulla sua superficie e gli scienziati stanno iniziando a capire da cosa potrebbe essere causata.

Quando la sonda OSIRIS-REx della NASA è arrivata sull'asteroide Bennu, gli scienziati della missione sapevano che la loro sonda stava orbitando intorno a qualcosa di speciale. Non solo l'asteroide disseminato di massi aveva la forma di un diamante grezzo, ma la sua superficie era costantemente attiva espellendo piccoli pezzi di roccia nello spazio. Ora, dopo più di un anno e mezzo di studio ravvicinato di Bennu, gli scienziati stanno iniziando a comprendere meglio questi eventi dinamici di espulsione delle particelle.
Una serie di studi raccolta in un'edizione speciale del Journal of Geophysical Research: Planets si è occupata dell'asteroide e di queste particelle enigmatiche. Gli studi hanno fornito uno sguardo dettagliato su come queste particelle agiscono nello spazio, i possibili indizi su come vengono espulse e persino come le loro traiettorie possano essere utilizzate per approssimare il debole campo gravitazionale di Bennu.

In genere si considerano le comete, e non gli asteroidi, come oggetti attivi. Le comete sono composte da ghiaccio, roccia e polvere. Quando questi ghiacci vengono riscaldati dal Sole, il vapore sfrigola sulla superficie, la polvere e pezzi del nucleo della cometa si perdono nello spazio e si forma una lunga coda polverosa. Gli asteroidi, d'altra parte, sono composti principalmente da roccia e polvere (e forse una quantità minore di ghiaccio) ma anche alcune di queste rocce spaziali possono essere sorprendentemente vivaci.
"Pensavamo che la superficie ricoperta di massi di Bennu fosse la scoperta jolly dell'asteroide, ma questi eventi particellari ci hanno decisamente sorpreso", ha detto Dante Lauretta, ricercatore principale di OSIRIS-REx e professore presso l'Università dell'Arizona. "Abbiamo trascorso l'ultimo anno a studiare la superficie attiva di Bennu e questo ci ha fornito una straordinaria opportunità per espandere la nostra conoscenza di come si comportano gli asteroidi attivi".

Le telecamere su OSIRIS-REx (abbreviazione di Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification e Security-Regolith Explorer) hanno individuato particelle di roccia ripetutamente espulse nello spazio durante un analisi dell'asteroide svolta nel gennaio 2019 a circa un terzo di miglio a largo al suo equatore.
Uno degli studi, condotto dal ricercatore senior Steve Chesley presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA, ha scoperto che la maggior parte di questi pezzi di roccia delle dimensioni di ciottoli (circa sui 7 millimetri) sono ricaduti su Bennu per la debole gravità dell'asteroide dopo aver compiuto un piccolo salto, a volte anche rimbalzando di nuovo nello spazio dopo essere entrati in collisione con la superficie. Altri impiegano più tempo per tornare in superficie, rimanendo in orbita per alcuni giorni fino a 16 rivoluzioni. E alcuni sono stati espulsi con abbastanza forza da fuggire completamente dai dintorni di Bennu.


Utilizzando i dati raccolti dalla missione OSIRIS-REx della NASA, questa animazione mostra le traiettorie delle particelle di roccia dopo essere state espulse dalla superficie dell'asteroide (101955) Bennu. Credito: M. Brozovic / NASA / JPL-Caltech / University of Arizona

Tracciando le traiettorie di centinaia di particelle espulse, Chesley e i suoi collaboratori sono stati in grado di capire meglio cosa potrebbe causare l'epulsione delle particelle dalla superficie di Bennu. Le dimensioni delle particelle corrispondono a quanto previsto per la fratturazione termica (poiché la superficie dell'asteroide viene ripetutamente riscaldata e raffreddata durante la sua rotazione), ma le posizioni degli eventi di espulsione corrispondono anche alle posizioni di impatto dei meteoroidi (piccole rocce che colpiscono la superficie di Bennu mentre orbita attorno al Sole). Quindi la causa potrebbe anche essere una combinazione di questi fenomeni, ha aggiunto Chesley. Ma per arrivare a una risposta definitiva, sono necessarie ulteriori osservazioni.
Mentre la loro stessa esistenza pone numerose domande scientifiche, le particelle sono servite anche come investigatori ad alta affidabilità del campo gravitazionale di Bennu. Molte particelle orbitano attorno a Bennu molto più vicino di quanto sarebbe stato sicuro inviare la sonda OSIRIS-REx, e quindi le loro traiettorie erano altamente sensibili alla gravità irregolare di Bennu. Ciò ha permesso ai ricercatori di stimare la gravità del Bennu in modo ancora più preciso di quanto fosse possibile con gli strumenti di OSIRIS-REx.

"Le particelle sono state un dono inaspettato per la scienza della gravità a Bennu poiché ci hanno permesso di vedere minuscole variazioni nel campo gravitazionale dell'asteroide che altrimenti non avremmo osservato", ha detto Chesley.
In media, vengono espulse solo una o due particelle al giorno e, poiché si trovano in un ambiente a bassissima gravità, la maggior parte si muove lentamente. In quanto tali, rappresentano una piccola minaccia per OSIRIS-REx, che tenterà di atterrare rapidamente sull'asteroide il 20 ottobre per raccogliere materiale di superficie, che potrebbe persino includere particelle che sono state espulse prima di ricadervi sopra.

Se tutto andrà come previsto, la sonda tornerà sulla Terra nel settembre 2023 con una serie di campioni del materiale di Bennu che gli scienziati potranno studiare in modo approfondito.

fonti: NASA Jet Propulsion Laboratory

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