Acqua di Marte: quasi neutra e oligominerale

Il rover Curiosity della Nasa. Grazie ai dati mineralogici e chimici che ha raccolto dagli antichi depositi lacustri presenti nel Cratere Gale, su Marte, è stata ricostruita  la chimica dell’acqua. Crediti: Nasa

Come suggeriscono le più recenti misurazioni effettuate sulla superficie di Marte, miliardi di anni fa l’acqua sul Pianeta rosso scorreva abbondante. Acqua la cui composizione chimica è ora illustrata in un articolo pubblicato su Nature Communications. In particolare, il team di ricerca che ha condotto lo studio, guidato dal Tokyo Institute of Tecnology, riporta i valori di alcuni parametri che l’acqua marziana doveva avere miliardi di anni fa. Il team ha ottenuto questi risultati analizzando i dati mineralogici e chimici che il rover Curiosity della Nasa ha inviato sulla Terra dopo aver passato al setaccio alcuni sedimenti di smectite, un minerale argilloso che lo stesso rover ha “fiutato” all’interno del cratere Gale nel 2013, nei cui interstizi si celerebbe la composizione chimica di quest’acqua: una sorta di “impronta” lasciata grazie a un processo di scambio ionico avvenuto durante il contatto tra il liquido e il minerale argilloso.

Le caratteristiche passate in rassegna sono la salinità (la concentrazione di sali disciolti in una soluzione), il pH (la misura della sua acidità o alcalinità) e quello che viene chiamato stato ossidoriduttivo – o stato redox, dalla contrazione dei termini inglesi  reduction (riduzione) e oxidation (ossidazione): ossia la misura della tendenza della soluzione a perdere o acquisire elettroni. Detto in altri termini, una misura dell’abbondanza di gas come l’idrogeno, propri di ambienti riducenti, o di ossigeno, tipico di ambienti ossidanti: proprietà importanti per qualsiasi tipo di acqua. Sostanza la cui presenza è essenziale per la vita.

Illustrazione del meccanismo di scambio ionico tramite il quale gli interstizi della smectite possono aver intrappolato gli ioni presenti nell’acqua una volta esistente sulla superficie di Marte. Crediti: Nature Communications

Cercare di capire quale fosse la chimica dell’antica acqua marziana è importante non solo per comprendere che tipo di vita potesse eventualmente esserci in passato sul pianeta, ma anche per far luce su quale tipologia di acqua potrebbe aver dato origine, miliardi di anni fa, a minerali presenti oggi su Marte.

I risultati ottenuti nello studio suggeriscono che i sedimenti argillosi sul cratere Gale si siano formati in presenza di acqua liquida lievemente salina, con una concentrazione di sali – principalmente cloruro di sodio – compresa tra 0.1 e 0.5 moli per chilogrammo. Acqua con un disequilibrio redox dovuto a episodi di ossidazione avvenuti a basse temperature e per brevi periodi di tempo. E approssimativamente neutra, cioè con un pH vicino a quello degli attuali oceani della Terra. Ora, poiché gli oceani sul nostro pianeta ospitano una miriade di forme di vita, sembra convincente l’idea che l’ambiente superficiale primordiale di Marte fosse un luogo in cui la vita sarebbe potuta esistere. Non resta che trovarne le prove.

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Dinosauri, l’unico killer è l’asteroide

Rappresentazione artistica di un T. Rex che assiste impotente e inconsapevole alla fine del suo mondo. Crediti: Nasa

Se c’è un’estinzione di massa che è nota a tutti – adulti e bambini – è senz’altro quella dei dinosauri, avvenuta circa 66 milioni di anni fa. Per la verità non furono solo i dinosauri a scomparire dalla scena, ma circa il 75 per cento delle specie viventi all’epoca. Questo evento è tecnicamente noto come estinzione del Cretaceo-Paleocene (o evento K/Pg). Fu proprio grazie a questo impatto che i mammiferi iniziarono la loro ascesa, occupando le nicchie ecologiche che si erano improvvisamente liberate.

La svolta per capire la causa di questa estinzione di massa si ebbe nel 1980, in seguito alle analisi effettuate dal fisico e premio Nobel Luis Walter Alvarez su antichi sedimenti marini – databili fra 185 e 30 milioni di anni fa -– affioranti nell’Appennino umbro (nei dintorni di Gubbio). Alvarez e colleghi scoprirono, infatti, la presenza di uno strato di argilla scura (databile a circa 66 milioni di anni fa), dello spessore di circa 1 cm, con una concentrazione molto elevata di iridio (circa 30 volte superiore al normale). L’iridio è un metallo siderofilo e nella crosta terrestre è rarissimo perché sprofondato, insieme al ferro, nel nucleo del nostro pianeta durante la fase di differenziazione gravitazionale. Al contrario, l’iridio è molto abbondante nelle meteoriti (e quindi negli asteroidi di cui le meteoriti sono i frammenti), dove è presente in misura mille volte superiore rispetto alla crosta terrestre. Da qui la formulazione della teoria sulla caduta di un asteroide di circa 10 km di diametro come responsabile dell’estinzione dei dinosauri: l’evento, alterando il clima terrestre, avrebbe portato all’estinzione dei meno adatti a sopravvivere. La successiva scoperta del cratere di Chicxulub – una struttura da impatto di circa 200 km di diametro, parzialmente sepolta al di sotto della penisola dello Yucatan, nel golfo del Messico – fu un’ulteriore prova a sostegno della teoria di Alvarez.

Pur essendo le prove della caduta di un asteroide incontestabili, si riteneva che l’estinzione di massa fosse stata coadiuvata anche da un periodo molto intenso di eruzioni vulcaniche, della durata di circa 30mila anni, che immisero nell’atmosfera un’enorme quantità di ceneri e gas vulcanici (fra cui il biossido di zolfo e il biossido di carbonio), contribuendo così al rapido cambiamento climatico. Quale paleovulcano potrebbe avere alterato il clima così profondamente a livello globale? La risposta è: i Trappi del Deccan, una serie di imponenti colate stratificate fatte di basalto che si trovano nell’Altopiano del Deccan, nell’India occidentale. Si tratta di una delle regioni vulcaniche più estese della Terra, con un’età di circa 66 milioni di anni, coincidente quindi con quella dell’estinzione di massa.

Ma i due eventi – asteroide ed eruzione – sono stati realmente coincidenti? E l’eruzione vulcanica ha avuto un ruolo nell’estinzione di massa? Ha cercato di fare chiarezza il geologo Pincelli Hull, della Yale University, in un articolo pubblicato venerdì scorso su Science. Come già detto, il problema è la risoluzione temporale degli eventi: se è troppo grossolana, è impossibile dire se l’eruzione abbia rafforzato gli effetti della caduta dell’asteroide o meno. Hull e colleghi si sono concentrati sull’emissione dei gas vulcanici, in particolare dell’anidride carbonica, che – essendo un gas serra – deve avere provocato un aumento di temperatura in coincidenza con l’eruzione. Come “termometro” il team ha prelevato carote di sedimenti marini oceanici, e ha analizzato prevalentemente le variazioni del rapporto O18/O16 (ossia il rapporto fra gli isotopi 16 e 18 dell’ossigeno), presente nei foraminiferi e nei molluschi fossili.

Le variazioni di temperatura globali al limite K/Pg determinate con foraminiferi e molluschi fossili (Crediti: Hull et al., Science 367, 266-272, 2020)

In natura l’ossigeno è presente in due isotopi: O16 e lO18, appunto, con il primo che costituisce il 99 per cento degli atomi. Quando nella molecola di acqua si trova l’O16, essendo più leggera di quelle che contengono l’O18, evapora più facilmente. Se il periodo è caldo, l’acqua leggera compie il suo normale ciclo di evaporazione – condensazione – pioggia e ritorna al mare, quindi il rapporto O16/O18 resta invariato. Nei periodi freddi, invece, l’acqua che evapora viene intrappolata nelle calotte polari, quindi in mare aumenta la frazione di acqua che contiene l’O18. Di conseguenza, nei periodi di temperatura più bassa si trova una maggiore quantità di acqua con l’O18 che i foraminiferi utilizzano per costruire il loro guscio di calcare che si ritrova nei fossili. Da qui la correlazione fra il rapporto O18/O16 e la temperatura dell’acqua dell’oceano. Esaminando le variazioni di O18/O16 (e anche quelle degli isotopi del carbonio C13/C12), i ricercatori hanno scoperto che c’è stato un evento di aumento della temperatura attorno ai 2 °C circa 200mila anni prima dell’evento K/Pg. Dopo un calo di temperatura in coincidenza con lo strato K/Pg, c’è stata una crescita della temperatura che ha superato 1 °C circa 600mila anni dopo l’estinzione dei dinosauri (vedi il grafico qui sopra).

Tenendo presenti questi dati sull’andamento delle variazioni di temperatura, Hull e colleghi hanno cercato di stabilire la cronologia dell’emissione di anidride carbonica dai Trappi del Deccan. A questo scopo hanno usato un modello climatico globale e cinque diversi scenari per l’emissione dei gas vulcanici, per valutare quale scenario permettesse di ricostruire al meglio le variazioni osservate di temperatura. Dei cinque scenari considerati, solo due – eruzione prima dell’impatto, oppure eruzione in corso durante l’impatto – hanno superato questo test. Quindi, in ogni caso, la maggior parte – o almeno il 50 per cento – dei gas prodotti dai Trappi del Deccan sono stati emessi in atmosfera molto prima della caduta dell’asteroide, e non da 10mila a 60mila anni prima come si riteneva in precedenza. Chiaramente non si è verificata nessuna estinzione di massa in conseguenza dell’eruzione, altrimenti ce ne sarebbe traccia nei fossili. Di conseguenza, concludono gli autori dello studio, la caduta dell’asteroide è stata l’unica causa dell’estinzione K/Pg. Al confronto, l’eruzione dei Trappi del Deccan è stato solo un piacevole diversivo.

Per saperne di più:

  • Leggi su Science l’articolo “On impact and volcanism across the Cretaceous-Paleogene boundary“, di Pincelli M. Hull, André Bornemann, Donald E. Penman, Michael J. Henehan, Richard D. Norris, Paul A. Wilson, Peter Blum, Laia Alegret, Sietske J. Batenburg, Paul R. Bown, Timothy J. Bralower, Cecile Cournede, Alexander Deutsch, Barbara Donner, Oliver Friedrich, Sofie Jehle, Hojung Kim, Dick Kroon, Peter C. Lippert, Dominik Loroch, Iris Moebius, Kazuyoshi Moriya, Daniel J. Peppe, Gregory E. Ravizza, Ursula Röhl, Jonathan D. Schueth, Julio Sepúlveda, Philip F. Sexton, Elizabeth C. Sibert, Kasia K. Śliwińska, Roger E. Summons, Ellen Thomas, Thomas Westerhold, Jessica H. Whiteside, Tatsuhiko Yamaguchi e James C. Zachos

Quando Davide sembra Golia

Impressione artistica del presunto buco nero stellare Lb-1 con la stella Ls V+22 25 che gli orbita attorno. Crediti: Jingchuan Yu

I buchi neri stellari si formano quando stelle massicce terminano la loro vita con un drammatico collasso gravitazionale. Le osservazioni hanno dimostrato che buchi neri di questo tipo hanno generalmente masse circa dieci volte superiori a quella del Sole, e queste stime sono in accordo con la teoria dell’evoluzione stellare. Tuttavia, di recente un team internazionale di scienziati guidato dall’Osservatorio astronomico nazionale di Pechino dell’Accademia cinese delle scienze ha individuato un buco nero stellare con una massa straordinariamente alta – circa 70 volte quella del Sole – che, se confermata, metterebbe a dura prova l’attuale visione dell’evoluzione stellare. La pubblicazione, avvenuta a novembre dello scorso anno sulla rivista Nature, ha immediatamente innescato nuove indagini teoriche e ulteriori osservazioni astrofisiche. Tra coloro che hanno dato un’occhiata più da vicino all’oggetto in questione c’è stato un team di astronomi delle università di Erlangen-Norimberga (Fau) e Potsdam, secondo il quale l’oggetto potrebbe non essere necessariamente un buco nero: potrebbe essere una stella di neutroni massiccia, o forse persino una stella ordinaria. I risultati sono stati pubblicati il 10 dicembre sul sito della rivista Astronomy & Astrophysics.

Il presunto buco nero è stato rilevato indirettamente dal movimento di una stella compagna luminosa, in orbita attorno a un oggetto compatto invisibile con un periodo di circa 80 giorni. Da nuove osservazioni, un team belga ha dimostrato che le misurazioni originali potrebbero essere state fraintese e che la massa del buco nero è, di fatto, ancora molto incerta. La domanda più importante, ovvero come abbia avuto origine il sistema binario osservato, rimane senza risposta. Un aspetto cruciale è la massa della compagna visibile di questo buco nero: la stella Ls V +22 25. Più massiccia è questa stella, più massiccio deve essere il buco nero compagno, per indurre il movimento osservato della stella luminosa. Nello studio precedente, quest’ultima era stata considerata una stella normale, otto volte più massiccia del Sole.

In questo nuovo studio, il team di astronomi della Fau e dell’università di Potsdam ha esaminato più da vicino lo spettro di Ls V+22 25, ripreso dal telescopio Keck a Mauna Kea, alle Hawaii. In particolare, la loro attenzione è stata rivolta soprattutto a studiare l’abbondanza degli elementi chimici sulla superficie stellare. Gli astronomi hanno rilevato deviazioni nelle abbondanze di elio, carbonio, azoto e ossigeno rispetto alla composizione standard di una giovane stella massiccia. Sulla sua superficie hanno osservato ceneri risultanti dalla fusione nucleare dell’idrogeno, un processo che avviene solo nelle profondità del nucleo di giovani stelle e non ci si aspetta assolutamente che venga rilevato sulla loro superficie.

«A prima vista, lo spettro sembrava davvero quello di una giovane stella massiccia. Tuttavia, diverse proprietà sono apparse piuttosto sospette. Questo ci ha motivato a dare una nuova occhiata ai dati presenti negli archivi», spiega Andreas Irrgang, primo autore dello studio e membro dell’Osservatorio Dr. Karl Remeis di Bamberg.

Gli autori hanno concluso che, in passato, Ls V+22 25 deve aver interagito con il suo compagno compatto. Durante questo episodio di trasferimento di massa si è reso visibile il nucleo di elio, spogliato degli strati esterni della stella e arricchito con le ceneri della combustione dell’idrogeno. Le stelle di elio spogliate degli strati esterni sono molto più leggere delle loro controparti normali. Combinando i loro risultati con le recenti misurazioni di distanza effettuate dal telescopio spaziale Gaia, gli autori hanno determinato una massa stellare che molto probabilmente è di solo 1.1 (con un’incertezza di +/- 0.5) volte quella del Sole. Ciò comporta una massa minima di appena 2-3 masse solari per il compagno compatto, suggerendo che potrebbe non necessariamente essere un buco nero, ma forse una stella di neutroni massiccia o, appunto, persino una stella normale.

La stella Ls V+22 25 è diventata famosa per questo suo mostruoso compagno. Tuttavia, uno sguardo più attento alla stella stessa rivela che essa stessa è un oggetto molto particolare e intrigante, e che questa sua particolarità potrebbe aver indotto a una stima eccessiva della massa del compagno. Mentre la teoria prevede stelle di elio spogliate degli strati esterni di massa intermedia, finora ne sono state scoperte pochissime. Ma sono oggetti chiave per comprendere le interazioni nei sistemi stellari binari.

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Alma e Rosetta sulle tracce del fosforo

Questa infografica mostra i risultati chiave di uno studio che ha rivelato la traccia interstellare del fosforo, uno dei mattoni costitutivi della vita. Crediti: Alma (Eso/Naoj/Nrao), Rivilla et al.; Eso/L. Calçada; Esa/Rosetta/NavCam; Mario Weigand, www.SkyTrip.de

«La vita è apparsa sulla Terra circa 4 miliardi di anni fa, ma non conosciamo ancora i processi che l’hanno resa possibile», dice Víctor Rivilla, autore principale di un nuovo studio pubblicato oggi dalla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. I nuovi risultati di Alma (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array), di cui l’Osservatorio europeo australe (Eso) è partner, e dello strumento Rosina a bordo di Rosetta mostrano che il monossido di fosforo è un elemento chiave nel rompicapo sull’origine della vita.

Con la potenza di Alma, che ha permesso uno sguardo dettagliato nella regione di formazione stellare Afgl 5142, gli astronomi sono stati in grado di individuare i luoghi in cui si formano molecole contenenti fosforo, come il monossido di fosforo. Nuove stelle e sistemi planetari sorgono in regioni, simili a nubi, formate da gas e polvere sparsi tra le stelle, rendendo queste nubi interstellari i luoghi ideali da cui iniziare la ricerca dei mattoni costitutivi della vita.

Le osservazioni Alma hanno mostrato che le molecole che contengono fosforo vengono create quando si formano stelle massicce. Flussi di gas da stelle giovani e massicce scavano cavità nelle nubi interstellari. Le molecole contenenti fosforo si formano sulle pareti della cavità, attraverso l’azione combinata di urti e radiazioni della giovane stella. Gli astronomi hanno anche dimostrato che il monossido di fosforo è la molecola più abbondante sulle pareti della cavità, tra tutte le molecole contenenti fosforo.

Dopo aver cercato questa molecola nelle regioni di formazione stellare con Alma, il gruppo europeo è passato a un oggetto del Sistema Solare: l’ormai famosa cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko. L’idea era di seguire le tracce di questi composti contenenti fosforo. Se le pareti della cavità collassano per formare una stella, in particolare una non particolarmente massiccia, come il Sole, il monossido di fosforo può congelarsi e rimanere intrappolato nei granelli di polvere ghiacciata che rimangono intorno alla nuova stella. Ancor prima che la stella sia completamente formata, i granelli di polvere si uniscono per formare sassolini, rocce e infine comete, che diventano così trasportatori di monossido di fosforo.

Rosina, acronimo che sta per Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis, ha raccolto dati da 67P per due anni, mentre Rosetta era in orbita intorno alla cometa. Gli astronomi avevano già trovato tracce di fosforo nei dati di Rosina, ma non sapevano di quale molecola si trattasse. Kathrin Altwegg, principal investigator di Rosina e co-autrice del nuovo studio, ha avuto un suggerimento su quale potesse essere questa molecola dopo essere stata avvicinata a una conferenza da un’astronoma che studiava con Alma le regioni di formazione stellare: «Mi disse che il monossido di fosforo sarebbe un candidato molto probabile, quindi sono tornata a verificare i nostri dati ed eccolo lì!».

La regione di formazione stellare Afgl 5142vista da Alma. Crediti: Alma (Eso/Naoj/Nrao), Rivilla et al.

Questo primo avvistamento del monossido di fosforo su una cometa aiuta gli astronomi a stabilire una connessione tra le regioni di formazione stellare, dove la molecola viene creata, fino alla Terra.

«La combinazione dei dati di Alma e di Rosina ha rivelato una sorta di filo chimico durante l’intero processo di formazione stellare, in cui il monossido di fosforo svolge il ruolo dominante», spiega Rivilla, ricercatore all’Osservatorio astrofisico di arcetri dell’Inaf, l’Istituto nazionale di astrofisica italiano.

«Il fosforo è essenziale per la vita come la conosciamo», aggiunge Altwegg. «Dato che le comete hanno probabilmente fornito grandi quantità di composti organici alla Terra, il monossido di fosforo trovato nella cometa 67P potrebbe rafforzare il legame tra le comete e la vita sulla Terra».

Questo affascinante viaggio ha potuto essere documentato grazie alla collaborazione tra astronomi. «Il rilevamento del monossido di fosforo è stato chiaramente ottenuto grazie a uno scambio interdisciplinare tra telescopi sulla Terra e strumenti nello spazio», commenta Altwegg.

Leonardo Testi, astronomo dell’Eso e responsabile europeo delle operazioni di Alma, conclude: «Comprendere le nostre origini cosmiche, tra cui quanto siano comuni le condizioni chimiche favorevoli all’emergenza della vita, è uno dei temi principali dell’astrofisica moderna. Mentre Eso e Alma si concentrano sulle osservazioni di molecole in giovani sistemi planetari distanti, l’esplorazione diretta dell’inventario chimico all’interno del Sistema solare è resa possibile dalle missioni Esa, come Rosetta. La sinergia tra le strutture terrestri e spaziali all’avanguardi a livello mondiale, attraverso la collaborazione tra Eso ed Esa, è una risorsa preziosa per i ricercatori europei e consente scoperte rivoluzionarie come quella riportata in questo articolo».

Fonte: comunicato stampa Eso

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Autopsia di una meteorite: i primi risultati

Giovanni Pratesi, lo scienziato alla guida dell’analisi dei frammenti della meteorite di Capodanno

I due frammenti di meteorite raccolti sabato scorso a Cavezzo, nel Modenese, sono in questi giorni all’Università di Firenze, nei laboratori del Dipartimento di scienze della Terra e del Mema, il Centro di microscopia elettronica e microanalisi, per essere sottoposti ad analisi approfondite. È coinvolto nella ricerca anche il Museo di storia naturale, in quanto formalmente riconosciuto come repository dalla Meteoritical Society. I risultati sono attesi per la prossima settimana, ma abbiamo comunque raggiunto lo scienziato che guida l’analisi, Giovanni Pratesi, geologo all’Università di Firenze e presidente del Mema, per un aggiornamento su come sta andando il lavoro e per qualche impressione preliminare.

Anzitutto, è confermato che si tratta di una meteorite?

«Sì, certo, c’è la conferma. Molto probabilmente è una condrite, quindi una meteorite indifferenziata».

Una stima dell’età?

«Quando si parla di condriti si fa sempre riferimento ai primi milioni di anni di vita del Sistema solare, quindi siamo oltre i 4.5 miliardi di anni».

Si ha un’idea della provenienza?

“Grazie ai dati forniti dalla rete Prisma, i ricercatori dell’Inaf hanno già tracciato una possibile orbita del bolide. Il meteoroide che ne è all’origine sembra provenire dalla zona interna della Fascia degli asteroidi. Un’informazione, questa, che potremo affinare quando verrà identificato il gruppo di appartenenza, ma questo richiede ulteriori dati».

Anche sulla composizione ci può già dire qualcosa?

«È sicuramente silicatica. Non mostra tracce evidenti di metallo, quindi quasi tutto il ferro che è presente – perché c’è sempre un contenuto in ferro importante, in questi oggetti – è all’interno dei minerali silicatici. Non ha dato origine, diciamo, al cosiddetto metallo, a leghe assieme al nichel. Questo lo possiamo già dire perché a vista non lo si percepisce. Ma sono già in corso analisi più approfondite, stiamo preparando il campione. Abbiamo tagliato un disco e lo abbiamo già inglobato nella resina ipossidica».

Quant’è grande?

«È un disco ultrasottile, parliamo di 0.15 mm, per consumare la minor quantità possibile di materiale. Lo abbiamo già spianato e lucidato, ora è pronto per le analisi al microscopio elettronico, che dovremmo concludere lunedì».

I due frammenti recuperati. Crediti: Media Inaf

Un disco da entrambi i frammenti?

«No, solo da quello piccolo, tanto abbiamo già verificato che si tratta dello stesso materiale».

Vi era mai successo prima di poter analizzare frammenti di una meteorite a pochi giorni dalla caduta?

«No, qui nel nostro laboratorio è assolutamente la prima volta. Non avevamo mai avuto l’occasione di studiare un oggetto così fresco. Comunque sono veramente pochissimi i casi di bolidi il cui ingresso in atmosfera sia stato registrato da reti di osservazione dedicate e che siano poi stati studiati – stiamo parlando di quattro o cinque casi».

E più in generale, si ha notizia di altre meteoriti raccolte appena “sfornate” dallo spazio?

«Soprattutto negli ultimi due o tre decenni, da quando si è sviluppato – diciamo – un interesse non solo scientifico per la materia, ci sono luoghi, come per esempio in Nord Africa, dove parte della popolazione locale è molto attenta a questi fenomeni, e magari ne fa una fonte di profitto. Lì c’è chi è riuscito a trovare, a seguito di avvistamenti, materiale appena caduto. Parliamo comunque di fenomeni estremamente rari, e soprattutto di eventi nei quali c’è stata una testimonianza da parte di persone che hanno visto il bolide, ma senza che vi fosse una raccolta di dati scientifici tali da poter ricostruire la traiettoria e di ottenere tutti quei parametri dinamici che danno informazioni preziose».

Fa la differenza, poter disporre di un campione “fresco” qual è questo?

«Be’, sì, il tempo che intercorre tra la caduta e le prime analisi è fondamentale, non solo per la ricerca di eventuali contenuti di materiale organico, verso i quali occorre sempre un’estrema prudenza, ma anche per la determinazione del contenuto di isotopi cosiddetti cosmogenici e dall’emivita molto breve, come per esempio lo scandio-47 e il calcio-47. Isotopi che già dopo poche settimane non si possono più misurare».

Per ora i frammenti raccolti sono due. È ragionevole attendersi che sul terreno ve ne siamo altri?

«Secondo me, almeno un altro frammento dev’essere in zona. Questo perché la superficie di frattura riporta traccia di un impatto, di uno sfregamento. Ed è una superficie di rottura troppo fresca per essersi generata nella frammentazione esplosiva, che è avvenuta a 30 km. Altro dato interessante, che già abbiamo individuato, è che nel frammento più grosso ci sono due superfici di frattura: una che si è generata nell’impatto con il suolo e un’altra che si è invece generata in quota».

Perché è interessante?

«Perché su quest’ultima superficie si sono depositate gocce di crosta di fusione, e questa è una rarità. Non è affatto semplice trovare porzioni di meteorite che abbiano conservato la storia del volo. In questo caso, invece, c’è una superficie che testimonia come sia avvenuta una frammentazione in volo – del resto già evidente anche dalle registrazioni. E questo è un frammento che è stato coinvolto nella frammentazione esplosiva».

Tornando ai frammenti forse ancora là, sul terreno: come comportarsi in caso di ritrovamento?

«Diciamo che sarebbe opportuno raccoglierli con dei guanti. Non, però, guanti in tessuto o in pelle, bensì semplicissimi guanti di plastica usa e getta come quelli che si usano al supermercato per prendere la frutta, o ai distributori di carburante. Guanti del genere permettono di evitare il contatto diretto, che introduce comunque una pesante contaminazione. Poi è anche vero che, in questo caso particolare di Cavezzo, non vi era una copertura nevosa».

In che senso?

«Se una meteorite cade al suolo e non c’è neve, una qualche contaminazione organica c’è comunque. Invece in casi come, per esempio, quella di Čeljabinsk, caduta sulla neve, o quella di Tagish Lake, caduta su un lago ghiacciato, furono adottate tutte precauzioni possibili, proprio perché lì la contaminazione era pressoché nulla. Ma anche quando cadono nel terreno, se si evita di toccarle con le mani è preferibile».

 

In arrivo un’eclissi di Luna a metà

Crediti: Mauro Messerotti / Inaf

Questa sera, venerdì 10 gennaio, si verificherà un’eclissi penombrale di Luna visibile anche dall’Italia. È la prima eclissi del 2020. L’evento inizierà alle 18.07 ora italiana (tutti gli orari sono riferiti alle coordinate di Trieste), con l’ingresso della Luna nel cono di penombra proiettato dalla Terra che scherma la luce solare. L’istante di massima copertura del disco lunare da parte del cono di penombra proiettato dalla Terra sarà raggiunto alle 20.10. L’uscita della Luna dal cono di penombra, alle 22.12, segnerà la conclusione del fenomeno.

Occorre però tenere presente che, essendo un’eclissi di penombra, il nostro satellite naturale risulterà solo leggermente oscurato, e la sua diminuzione di luminosità sarà difficile da percepire a occhio nudo. «La frazione massima del diametro del disco lunare che verrà eclissata è dell’88 per cento», dice a Media Inaf Mauro Messerotti, astronomo dell’Inaf di Trieste. «Anche al massimo dell’eclissi, uno spicchio del disco lunare corrispondente al 12 per cento del diametro del disco non verrà eclissato dal cono di penombra, e rimarrà dunque molto luminoso».

Guarda la simulazione del fenomeno realizzata da Mauro Messerotti (Inaf Trieste):

Galassia Godzilla, la gigante buona

La maestosa galassia a spirale Ugc 2885 immortalata dal telescopio spaziale Hubble. Crediti: Nasa, Esa e B. Holwerda (University of Louisville)

Tra le innumerevoli galassie del nostro universo, una delle più fotogeniche è la gigantesca galassia a spirale Ugc 2885, situata a 232 milioni di anni luce da noi, nella costellazione settentrionale di Perseo.

L’imponente struttura è stata soprannominata “galassia di Rubin” in onore della “signora della materia oscura” – la scienziata Vera Rubin (1928-2016) – dall’astrofisico Benne Holwerda dell’università di Louisville, in Kentucky, che l’ha studiata con il telescopio spaziale Hubble di Nasa ed Esa. Ugc 2885 fu una delle galassie osservate da Vera Rubin per dimostrare, misurandone la velocità di rotazione, l’esistenza dell’invisibile materia oscura.

«La mia ricerca è stata in gran parte ispirata dal lavoro di Vera Rubin del 1980 sulle dimensioni di questa galassia», spiega Holwerda, che ha presentato al 235mo meeting dell’American Astronomical Society (Aas) – in corso in questi giorni a Honolulu, nelle Hawaii – i suoi studi sulle possibili cause all’origine delle dimensioni fuori dal comune di Ugc 2885. «Come sia diventata così grande è qualcosa che non sappiamo ancora del tutto», ammette Holwerda.

Un indizio potrebbe essere la sua posizione isolata nello spazio: non ha galassie vicine con le quali scontrarsi e interrompere la forma e l’evoluzione del suo disco. Ma ci sono ancora molti altri interrogativi, ad esempio: la galassia ha inghiottito nel tempo galassie satellitari molto più piccole? O ha accumulato lentamente del gas per dare luce a nuove stelle? Fattostà che «è grande quanto lo può diventare una galassia a disco senza scontrarsi con nient’altro nello spazio», osserva Holwerda. «E sembra che stia continuando a crescere, in modo lento ma inesorabile». >

Grazie  all’eccezionale risoluzione di Hubble, i ricercatori stanno contando il numero di ammassi stellari globulari presenti nell’alone che circonda Ugc 2885. Un eccesso di ammassi fornirebbe la prova che la galassia, in passato, li abbia effettivamente sottratti a numerose piccole galassie lungo il corso di miliardi di anni.

La smisurata galassia potrebbe guadagnarsi a buon diritto il soprannome di “Godzilla Galaxy”, notano i ricercatori, ma si tratterebbe di un gigante gentile, non di un terribile mostro: se ne è infatti rimasto tranquillo e silenzioso per miliardi di anni, sorseggiando idrogeno dalla struttura filamentosa dello spazio intergalattico.

Ulteriori approfondimenti sulla sua composizione e la sua origine potrebbero arrivare da due telescopi spaziali della Nasa del prossimo futuro, il James Webb e WFirst. «La capacità di osservare nell’infrarosso di entrambi i telescopi spaziali ci dovrebbe offrire una visuale senza ostacoli delle popolazioni stellari sottostanti», dice Holwerda, e complementerebbe la capacità di Hubble di tracciare la formazione stellare in luce visibile.

Guarda la zoommata dentro a Ugc 2885 nel canale Esa di Hubble:

«Così io e la Pimpa abbiamo trovato il meteorite»

Davide Gaddi e la sua cagnolina Pimpa, i protagonisti del ritrovamento

Fino a ieri era famoso per i suoi viaggi di beneficenza in bicicletta, come quello in solitaria da Trieste a Capo Nord. Lunghe pedalate con le quali ha raccolto fondi a favore di numerose iniziative di solidarietà, fra le quali un contributo di 15mila euro a un asilo-orfanotrofio in Nepal. Ma da oggi Davide Gaddi, 48enne di Mirandola, è l’uomo che sabato 4 gennaio, verso l’imbrunire, ha trovato i frammenti di meteorite caduti a Capodanno – appena quattro giorni prima, dunque – in provincia di Modena. I primi frammenti che mai siano stati rinvenuti in Italia grazie alle coordinate precise fornite da un metodo sistematico, quello messo a punto dalla rete Prisma.

Com’è andata, ci racconti. Era in bicicletta anche questa volta?

«No, no, mi alleno molto in bicicletta, ma faccio anche lunghi giri a piedi. Avevo sentito questa notizia del meteorite caduto vicino a Cavezzo, allora sabato ho deciso di fare un giro con la mia cagnolina, la Pimpa, sull’argine del Secchia. Senza saperlo, perché l’ho letto poi dopo, stavo camminando proprio nella direzione giusta, tra Disvetro e Rovereto sul Secchia».

Dove, esattamente?

«Praticamente tra Ponte Pioppa e Ponte Motta. Stavo camminando a piedi, appunto, quando ho visto il cane che puntava per terra. Lo fa sempre, ma insisteva proprio in quella zona lì e non capivo il perché. Allora ho dato un’occhiata, e ho trovato questo piccolo frammento di sasso nero che mi è subito sembrato strano».

Il primo frammento

Perché?

«Luccicava, era avvolto da questa patina scura, nera. Era grande come un’unghia. Di sassi nero non ce ne sono tanti, qui da noi. Quindi l’ho preso e l’ho messo in un sacchettino di plastica, di quelli che si usano per raccogliere le feci dei cani. Poi ho chiamato l’Antonella, una mia amica che scrive su sulpanaro.net, le ho raccontato tutto, e lei mi ha girato il link di questo progetto, Prisma, dove c’era un indirizzo email al quale ho mandato le foto».

In quanto tempo le hanno risposto?

«Subito. Sono stati gentilissimi. Solo che nel frattempo mi si era scaricato il telefono, dunque non me ne sono accorto. Pensavo che neanche mi rispondessero, non sapevo che fosse davvero il meteorite. Così ho proseguito il mio giro. E mentre stavo per risalire in auto, proprio lì nella stessa zona, ho visto un secondo pezzo, in mezzo all’erba».

Un altro sasso nero?

Il secondo frammento

«Sì, ma questa volta un po’ più grosso, più o meno come una noce. Allora mi sono detto: qui c’è qualcosa che non torna, magari ho trovato davvero qualche cosa di serio. Sono corso in macchina, ho riattaccato il telefono e ho visto una mail di Daniele Gardiol, dell’Istituto nazionale di astrofisica, che mi chiedeva di richiamarlo per combinare un appuntamento con un certo Serra».

Romano Serra, l’esperto di meteoriti?

«Sì, mi ha detto che era in zona, all’Osservatorio astronomico Geminiano Montanari, che stava andando verso il cimitero di Disvetro perché era un’area che poteva essere stata colpita dal meteorite, e se potevo raggiungerlo lì. Mi sono affrettato, e arrivato al cimitero c’erano un sacco di altre persone, c’era anche la Gazzetta di Modena».

E gli ha mostrato i due frammenti?

«Sì, ho aperto il sacchettino, e subito ho visto il visto di Serra illuminarsi. “Lei ha trovato un meteorite”, mi ha detto. Sono rimasto di stucco».


Guarda su MediaInaf Tv l’intervista a Romano Serra:

Forse è caduta una meteorite in Emilia Romagna

La traiettoria atmosferica del bolide IT20200101-T182654. Il segnaposto giallo segna la zona con la maggiore probabilità di trovare eventuali piccole meteoriti

Il 2020 inizia alla grande per Prisma. Il 1 gennaio alle 18:26:54 UT ben 8 camere della nostra rete hanno rilevato un brillante bolide nei cieli del nord-Italia.  Fra queste 8 camere i dati utilizzabili per la triangolazione sono stati quelli di Bedonia, Rovigo, Felizzano, Loiano, Cecima e Navacchio. Oltre ai dati delle camere abbiamo ricevuto decine di segnalazioni visuali da Emilia Romagna, Lombardia, Liguria, Toscana e le segnalazioni continuano ad arrivare anche ora. Ecco il quadro intrigante che esce ad una prima analisi dei dati delle camere Prisma.

Il bolide è stato osservato per la prima volta a 76 km di quota, mentre percorreva una traiettoria inclinata di circa 68° rispetto alla superficie terrestre. La velocità di ingresso del meteoroide in atmosfera è stata relativamente bassa, circa 12 km/s, ma l’elevato angolo di caduta ha dato luogo ad un intenso processo di ablazione che ha portato il bolide a brillare con una magnitudine assoluta compresa fra -7 e -8. La massa iniziale stimata per il meteoroide è di diversi kg e, durante la caduta, è andato incontro ad un processo di disgregazione, in particolare a 50 e a 30 km d’altezza. L’ultima quota osservata è stata a 21,7 km, poi il bolide si è estinto.

A sinistra, la quota del bolide in funzione del tempo. L’intero fenomeno è durato circa 5,5 secondi. A destra, la velocità del bolide in funzione della quota. Le linee continue sono quelle del modello dinamico del bolide. La velocità di ingresso in atmosfera si attesta sui 12 km/s

Tuttavia i calcoli indicano che probabilmente qualche frammento del meteoroide originario è riuscito ad arrivare al suolo. Tenendo conto dello stato dell’atmosfera, la zona interessata dalla caduta è quella del paesino di Disvetro, pochi km a nord-ovest di Cavezzo (Modena), in piena Pianura Padana. La zona di incertezza a 2 sigma è di circa 2,2 × 1,5 km. Considerato i processi di frammentazione cui il meteoroide è andato soggetto, qualche pezzo potrebbe essere finito anche sulla congiungente fra Rovereto sul Secchia e Disvetro.

Ecco come appare una tipica meteorite: una pietra con gli spigoli levigati e dal caratteristico colore scuro, per via della crosta di fusione superficiale. All’interno la meteorite è molto più chiara

Se qualcuno, abitante in zona, si imbattesse in un piccolo sasso ricoperto da una patina scura e con gli angoli smussati lo segnali a Prisma (prima di raccoglierlo seguite queste seguite queste istruzioni), inviando una foto all’email prisma_po@inaf.it. Potremo verificare se si tratta di una sospetta meteorite o di una pietra comune. Nel primo caso andranno fatte ulteriori analisi in laboratorio. Va detto che le meteoriti non classificate sono prive di valore commerciale, quindi affinché il ritrovamento valga qualcosa il frammento deve prima essere analizzato e classificato dai ricercatori dell’Inaf o dell’università: non tenete nel cassetto una sospetta meteorite!

Da dove proveniva il meteoroide che ha generato il bolide? Proiettando all’indietro la traiettoria e la velocità di arrivo è stato possibile ricostruire l’orbita eliocentrica originaria. L’afelio, ossia il punto dell’orbita più distante dal Sole, si colloca nella regione interna della Fascia Principale degli asteroidi: quindi era un meteoroide di origine asteroidale, probabilmente di natura rocciosa. Riuscire a raccoglierne anche un piccolo frammento vorrebbe dire poter studiare come era il Sistema solare miliardi di anni fa, subito dopo la sua formazione. Ogni meteorite è il testimone di un’epoca remota, per questo motivo nessuna deve andare persa.

Fonte: sito web del Progetto Prisma

Ecco le istruzioni da seguire in caso di possibile ritrovamento:

 

I cittadini scienziati che aiutarono a mappare Bennu

Tutti i 3640 nomi dei cittadini scienziati che hanno contribuito a mappare la superficie di Bennu sono stati sovrapposti in questo mosaico globale dell’asteroide. Crediti: Nasa/Goddard/Università dell’Arizona, CosmoQuest

Quando, poco più di un anno fa, la sonda della Nasa Osiris-Rex (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security-Regolith Explorer) arrivò sull’asteroide Bennu, si ritrovò davanti uno spettacolo inaspettato: la sua superficie era ricoperta da molte più rocce e massi di quanto ci si era immaginati. Selezionare una zona nella quale raccogliere il campione da riportare sulla Terra non sarebbe stato facile, e fu subito chiaro che sarebbe stata necessaria una mappatura accurata di tutti i potenziali pericoli. Questo lavoro certosino – raccontato questo mese qui su Media Inaf da uno degli scienziati protagonisti, Maurizio Pajola dell’Inaf di Padova – è stato svolto da diversi gruppi di ricerca sparsi in tutto il mondo, uno dei quali composto da oltre 3500 cittadini scienziati che hanno utilizzato il progetto Bennu Mappers di CosmoQuest – un progetto che ha sede presso il Planetary Science Institute (Psi) di Tucson, in Arizona – per marcare le rocce, misurare i massi e mappare i crateri sulla superficie di Bennu. Insieme, hanno realizzato oltre 14 milioni di annotazioni di caratteristiche superficiali presenti sulla mappa globale di Bennu.

Questi volontari non potevano sapere se i siti che stavano studiando sarebbero stati quelli poi candidati per il campionamento di Osiris-Rex. Sicuramente, chi di loro ha visto immagini con un minor numero di rocce ha potuto sperare di aver avuto la fortuna di trovare il sito giusto, ma hanno comunque dovuto annotare tutte le foto con centinaia di rocce e decine di massi, in modo che gli scienziati della missione potessero scegliere le immagini più rilevanti per la selezione del sito dove, l’estate prossima, Osiris-Rex preleverà campioni del suolo di Bennu.

«È sorprendente che oltre 3500 cittadini scienziati abbiano partecipato al progetto CosmoQuest per mappare Bennu e aiutare gli scienziati della missione a trovare il posto migliore in cui Osiris-rex potrà raccogliere un campione», ha affermato Pamela L. Gay, scienziata dello Psi. Se la maggior parte delle persone ha annotato meno di 10 immagini del mosaico globale, ben 68 volontari hanno annotato da 100 a 500 immagini e 23 hanno annotato più di 500 immagini!

Questa immagine mostra il sito denominato Nightingale, dove avverrà la raccolta del campione da parte di Osiris-Rex, la prossima estate. All’immagine è sovrapposta una grafica della sonda per illustrare la scala del sito. Crediti: Nasa/Goddard/Università dell’Arizona

Il completamento di ogni immagine ha richiesto fino a 45 minuti di lavoro e queste persone hanno impiegato settimane di sforzi, durante i quattro mesi necessari per mappare questo piccolo mondo. Sono sette i “mappatori” più attivi – MikeCassidy, Nilium, bc2callhome, zathras, joed, dpi209 e pattyg che hanno annotato più di 1000 immagini con una precisione simile a quella dei membri del team scientifico, contribuendo a mappare le immagini a più alta risoluzione delle quattro aree selezionate come potenziali siti di campionamento: Nightingale (ora scelto come sito primario per il touch-and-go di Osiris-Rex), Kingfisher, Osprey (sito di backup) e Sandpiper.

Questo progetto non è terminato con la selezione dei siti: nelle prossime settimane e mesi, il team di CosmoQuest continuerà a lavorare con il team scientifico di Bennu per produrre mappe e contenuti scientifici dai dati provenienti dalla citizen science. Ovviamente, alcuni dei cittadini che hanno maggiormente contribuito alla mappatura della superficie dell’asteroide verranno accreditati per il contributo dato.

CosmoQuest è stato lanciato nel gennaio 2012 ed è il primo sito di citizen science a produrre risultati scientifici pubblicabili. Coloro che si sono persi la possibilità di mappare la superficie di Bennu possono unirsi a CosmoQuest per mappare la Luna, nell’ambito di un progetto di apprendimento automatico. Attualmente CosmoQuest è in fase di transizione per utilizzare software completamente open source e lancerà nuovi progetti di citizen science già nel 2020.