Non siamo abituati a trattare la polvere come un materiale prezioso. Ma un'eccezione viene fatta se arriva dallo spazio, o meglio dalla cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko. La sua analisi ha fornito informazioni preziose non solo sull'oggetto celeste, ma anche sulla storia del nostro sistema.
Dal 2014 al 2016 la cometa ha studiato l'apparecchio Rosette usando lo strumento COSIMA. I ricercatori erano interessati alle particelle di polvere espulse dal nucleo cometario. Si è scoperto che metà della massa di ciascuna particella è rappresentata da un materiale carbonioso con una struttura organica prevalentemente macromolecolare. La seconda metà non è minerali idrati di silicato.
Gli strumenti di Rosetta hanno aiutato a capire meglio la natura del 67P. Mentre viaggia intorno al Sole, la cometa rilascia continuamente gas e polvere, formando un debole alone. Questo fenomeno è spiegato dalla sublimazione dei ghiacci situati nel nucleo cometario (vanno da uno stato solido a uno stato gassoso). Il gas entra nell'atmosfera di una cometa e porta con sé piccole particelle di polvere.
Lo strumento ROSINA caratterizza e quantifica i gas. L'analisi ha mostrato la composizione: vapore acqueo, anidride carbonica, monossido di carbonio, ossigeno molecolare e molte piccole molecole organiche composte da atomi di carbonio, azoto, idrogeno e ossigeno. Le fotocamere di bordo e lo spettrometro VIRTIS hanno esaminato la superficie, dimostrando strutture complesse: rocce, faglie, buchi, frane e così via. Ma è importante che la superficie sia scura (può contenere un sacco di carbonio organico) e ha una piccola quantità di ghiaccio.
A sinistra, la superficie del nucleo cometario osservata dalla sonda Rosetta. Il ghiaccio condensato sotto la superficie si alza dalle profondità di una cometa quando viene riscaldato dal sole. Il gas rilasciato cattura piccole particelle di polvere. A destra, il bersaglio del dispositivo COSIMA mostra minuscoli frammenti di un nucleo con una dimensione fino a 1 mm.
COSIMA è una sorta di mini-laboratorio chimico-fisico che raccoglie le particelle di polvere della cometa e ne misura le caratteristiche chimiche. Il dispositivo ha trascorso 2 anni nell'orbita di una cometa e ha ricevuto più informazioni di quanto gli scienziati potessero sperare (il dispositivo ha raccolto 35.000 particelle con un diametro fino a 1 mm).
Un'analisi dettagliata delle particelle ci ha permesso di comprendere la loro composizione (ossigeno, carbonio, silicio, ferro, sodio, magnesio, calcio, alluminio, ecc.), Nonché di ottenere informazioni sulla natura chimica di alcuni componenti. Ad esempio, ciascuna particella di polvere conteneva una massa di circa il 50% di materiale contenente carbonio organico. Era macromolecolare, e quindi creato da grandi strutture. Le misurazioni hanno dimostrato che la composizione della polvere non dipende dalla data di raccolta delle particelle. Cioè, non c'è differenza tra la polvere espulsa più vicina al Sole o oltre. La composizione inoltre non dipende dalla dimensione della polvere o dalla morfologia.
Materiale primario
Risultati simili sono stati ottenuti 30 anni fa durante lo studio della cometa di Halley con le sonde di Giotto e Vega. Ciò dimostra che le comete sono tra gli oggetti di carbonio più ricchi del sistema. Gli scienziati ritengono che questa sia una prova sperimentale diretta. L'alto coefficiente di abbondanza tra carbonio e silicio, ottenuto da COSIMA, è molto vicino al rapporto tra la loro abbondanza nella fotosfera solare.
Inoltre, i silicati nella polvere non mostrano segni evidenti di un cambiamento nell'acqua liquida. Cioè, è improbabile che il materiale cambi dopo la formazione della cometa. Il loro studio ci riporta indietro quasi 4,5 miliardi di anni fa.
I dati degli strumenti Rosetta ci hanno permesso di divulgare completamente le caratteristiche chimiche dell'oggetto. Oggi possiamo dire: se le comete giocassero un ruolo importante nell'emergenza della vita terrestre, allora la complessa componente macromolecolare vista in 67P dovrebbe dominare in esse.
