Rosetta rileva fosse ed emissioni di gas volatili, nella cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko

Uno studio recente rivela che diciotto fosse quasi - circolari nell'emisfero settentrionale della cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko sono responsabili della sua aureola di polvere e gas.

Un certo numero di getti di polvere che emergono dalla cometa di Rosetta possono essere fatti risalire ai box attivi probabilmente formati da un improvviso crollo della superficie. Queste "doline" stanno fornendo materiale per dare uno sguardo all’ interno caotico e diversificato della cometa.

Rosetta ha monitorato l'attività della cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko da più di un anno, osservando come il suo alone di polvere e gas cresce  appena la cometa si avvicina al Sole lungo la sua orbita.

Da una distanza di qualche centinaio di chilometri, Rosetta ha osservato un ventaglio intricato dei getti polvere emessi dal nucleo, come flusso nello spazio. Ora, grazie a immagini ad alta risoluzione della fotocamera OSIRIS da una distanza di soli 10-30 km dal centro della cometa, ottenute lo scorso anno, alcuni di questi getti di polvere possono essere ricondotte a posizioni specifiche sulla superficie: ed è la prima volta che questo accade.

Diciotto pozzi quasi circolari sono stati identificati nell'emisfero nord della cometa, alcuni dei quali sono fonte di continua attività.

Le fosse sono alcune di decine e alcune di centinaia di metri di diametro e si estendono fino a 210 m sotto la superficie di un pavimento coperto da polvere liscia. Il materiale è stato visto per essere  continuamente emesso e quindi registrato, dai box più attivi.

"Vediamo getti derivanti dalle zone fratturate delle pareti interne dei box. Queste fratture significano che, gas volatili intrappolati sotto la superficie, -afferma Jean-Baptiste Vincent dell'Istituto Max Planck per la ricerca sul sistema solare-, possono essere riscaldati più facilmente e poi sfuggire nello spazio ".

Gli scienziati che analizzano le immagini pensano che le fosse si formano quando il soffitto di una cavità del sottosuolo diventa troppo sottile per sostenere il proprio peso e crolla come una dolina. Ciò espone l'interno fratturato della cometa, permettendo  a materiali altrimenti nascosti di sublimare, continuando così ad erodere la fossa nel tempo.

"Anche se pensiamo che il crollo che produce una buca sia improvviso, - dice Sebastien Besse, del centro tecnico ESTEC dell'ESA (Paesi Bassi)- la cavità nel sottosuolo poroso potrebbe avere tempi crescenti, sopra, molto più lunghi".

Si suggeriscono tre modi possibili per i quali  si formano i vuoti.

Un’idea è che sono esistiti, fin da quando la cometa si formò, a causa di molte collisioni a bassa velocità tra primordiali blocchi che la edificarono e, che erano da decine a centinaia di metri, come dimensioni. Il crollo del tetto sopra un tale vuoto potrebbe quindi essere attivato attraverso l'indebolimento della superficie, forse per sublimazione o tramite scuotimento sismico ovverossia per l’ impatto provocato da massi, poi espulsi da altre zone, sulla cometa.

Un'altra possibilità è la sublimazione diretta di sacche di ghiaccio volatili come l'anidride carbonica e monossido di carbonio sotto la sua superficie, riscaldata dal calore del sole che penetra attraverso uno strato superiore, di polvere isolante.

In alternativa, la sublimazione potrebbe essere guidata dall'energia liberata dal ghiaccio inteso come acqua, quando cambia il suo stato fisico da amorfo a cristallino e poi, sublimando l'anidride carbonica e il monossido di carbonio circostanti ,che sono ghiacci più volatili.

Se uno di questi ultimi due processi è la forza motrice, allora il fatto che i box non si vedono ovunque può indicare una distribuzione irregolare dei ghiacci, appena nominati, all'interno della  cometa.

"Indipendentemente dei processi che creano le cavità, -aggiunge Sebastien - queste caratteristiche ci mostrano che ci sono grandi differenze strutturali e / o di composizione, entro le prime poche centinaia di metri di superficie della cometa e, le cavità stanno rivelando materiali relativamente grezzi che potrebbero non essere altrimenti visibili".

Le caratteristiche interne rivelate sulle pareti del pozzo variano in modo significativo da buca a buca, e includono materiale fratturato e terrazze, strati orizzontali e striature verticali, e / o strutture globulari, soprannominate a 'pelle d'oca'.

"Pensiamo che potremmo essere in grado di utilizzare i box -spiega Jean-Baptiste. per caratterizzare l'età relativa della superficie della cometa: più pozzi ci sono in una regione, la più giovane e c'è sotto una superficie meno elaborata.Ciò è confermato da recenti osservazioni del sud di questo piccolo mondo: questo è più altamente trasformato perché riceve molta più energia rispetto all'emisfero settentrionale, e non sembra  visualizzare strutture consimili".

Le fosse attive sono particolarmente ripide, considerando che altre fosse, senza alcuna attività osservata, sono meno profonde e possono invece indicare le regioni che erano attive in passato. Il team suggerisce che i pozzi attivi sono i più giovani, mentre pozzi di mezza età  sono individuati da massi  che mostrano sui loro piani e che sono caduti dai lati. Nel frattempo, i pozzi più vecchi sono degradate in strutture simili a  grandi cerchioni e sono pieni di polvere.

"Stiamo continuando ad analizzare le nostre osservazioni -aggiunge Sebastien - per vedere se questa teoria è vera, e se questa 'serie storica' è , ad esempio legata all’evoluzione termica interna della cometa .Pensiamo che la maggior parte dei pozzi attivi debba essere stata presente, già da diverse orbite intorno al Sole, altrimenti ci saremmo aspettati di vedere una serie di esplosioni e come i relativi crolli, siano stati innescati, questa volta."

Rosetta ha testimoniato uno di questi sfoghi gassosi, durante il suo avvicinamento alla cometa nell' aprile 2014, e si pensa che abbia generato tra i 1000 kg e 100.000 kg di materiale. Gli autori dell'osservazione, affermano che il collasso di un pozzo possa essere il driver per questo sfogo, ma solo una piccola frazione del volume totale di un tipico pozzo sarebbe  liberato ,in quel momento.

Ad esempio, data la densità media della cometa  misurata è di 470 kg per metro cubo, la rapida evacuazione di una tipica grande fossa di 140 m larghezza e 140 m di profondità,comporterebbe il rilascio di circa un miliardo di chilogrammi di materiale, di diversi ordini di grandezza superiori, com’è stata osservato nell’ aprile 2014.

Spin attivi sulla cometa 67 P Churyumov-Gerasimenko

"Siamo molto interessati a vedere come -afferma Matt Taylor, scienziato del progetto Rosetta dell'ESA- queste cave attive si evolvono e come testimoniano anche la formazione di un nuovo pozzo.

Essere in grado di osservare i cambiamenti nella cometa, in particolare l’attività di collegamento per le caratteristiche della superficie, è una capacità fondamentale di Rosetta e ci aiuterà a capire come le superfici interne e la cometa si siano evoluti fin dalla sua formazione. E con la proroga della missione fino al settembre 2016, saremo in grado di fare il miglior lavoro possibile a svelare come funzionano le comete.”