Uno strumento scientifico della NASA che vola a bordo della navicella spaziale Rosetta dell'Agenzia spaziale europea (ESA) ha fatto una scoperta molto sorprendente - vale a dire che il meccanismo di rottura molecolare di "molecole di acqua e anidride carbonica che spargono dalla superficie della cometa" nell'atmosfera della cometa 67P / Churyumov- Gerasimenko è causato da "elettroni vicini alla superficie".
I sorprendenti risultati relativi all'emissione del coma cometario sono derivati dalle misurazioni raccolte dalle sonde dello strumento Alice finanziato dalla NASA e stanno facendo sì che gli scienziati ripensino completamente ciò che sappiamo sui corpi erranti, secondo il team scientifico degli strumenti.
"La scoperta che stiamo segnalando è piuttosto inaspettata", ha dichiarato Alan Stern, investigatore principale dello strumento Alice presso il Southwest Research Institute (SwRI) di Boulder, in Colorado, in una nota.
“Ci mostra il valore di andare alle comete per osservarle da vicino, dal momento che questa scoperta semplicemente non avrebbe potuto essere fatta dall'orbita terrestre o terrestre con nessun osservatorio esistente o pianificato. E sta fondamentalmente trasformando la nostra conoscenza delle comete. "
Un documento che riporta i risultati di Alice è stato accettato per la pubblicazione dalla rivista Astronomy and Astrophysics, secondo le dichiarazioni della NASA e dell'ESA.
Alice è uno spettrografo che si concentra sul rilevamento della banda di lunghezze d'onda ultraviolette ed è il primo strumento del suo genere ad operare in una cometa.
Fino ad ora si pensava che i fotoni del sole fossero responsabili della rottura molecolare, ha affermato il team.
L'anidride carbonica e l'acqua vengono rilasciati dal nucleo e la rottura dell'eccitazione si verifica appena mezzo miglio sopra il nucleo della cometa.
"L'analisi delle intensità relative delle emissioni atomiche osservate ha permesso al team scientifico di Alice di determinare che lo strumento stava osservando direttamente le molecole" parent "di acqua e anidride carbonica che venivano scomposte dagli elettroni nelle immediate vicinanze, circa sei decimi di miglio (un chilometro) dal nucleo della cometa. "
Il meccanismo di eccitazione è dettagliato nel grafico seguente.
"La variazione spaziale delle emissioni lungo la fessura indica che l'eccitazione avviene entro poche centinaia di metri dalla superficie e che la produzione di gas e polvere è correlata", secondo il giornale di astronomia e astrofisica.
I dati mostrano che l'acqua e le molecole di CO2 si disgregano attraverso un processo in due fasi.
"In primo luogo, un fotone ultravioletto proveniente dal Sole colpisce una molecola d'acqua nel coma della cometa e la ionizza, eliminando un elettrone energetico. Questo elettrone quindi colpisce un'altra molecola di acqua nel coma, dividendola in due atomi di idrogeno e un ossigeno, ed eccitandoli nel processo. Questi atomi quindi emettono luce ultravioletta che viene rilevata alle lunghezze d'onda caratteristiche da Alice. ”
"Allo stesso modo, è l'impatto di un elettrone con una molecola di biossido di carbonio che provoca la sua rottura in atomi e le emissioni di carbonio osservate."
Dopo un decennio di inseguimento di oltre 6,4 miliardi di chilometri (4 miliardi di miglia), la navicella spaziale Rosetta dell'ESA è arrivata alla cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko il 6 agosto 2014 per il primo tentativo della storia di orbitare una cometa per studi a lungo termine.
Da allora, Rosetta ha schierato la nave da sbarco Philae per realizzare il primo atterraggio della storia su un nucleo di comete. Ha anche orbitato attorno alla cometa per oltre 10 mesi di osservazione ravvicinata, arrivando a volte fino a 8 chilometri. È dotato di una suite di 11 strumenti per analizzare ogni aspetto della natura e dell'ambiente della cometa.
La cometa 67P sta ancora diventando sempre più attiva mentre orbita sempre più vicino al sole nei prossimi due mesi. La coppia raggiunge il perielio il 13 agosto 2015 a una distanza di 186 milioni di km dal Sole, tra le orbite della Terra e di Marte.
Alice lavora esaminando la luce emessa dalla cometa per capire la chimica dell'atmosfera della cometa, o coma e determinare la composizione chimica con lo spettrografo ultravioletto.
Secondo le misurazioni di Alice, l'acqua e l'anidride carbonica nel coma atmosferico della cometa provengono da pennacchi che esplodono dalla sua superficie.
"È simile a quelli che il telescopio spaziale Hubble ha scoperto sulla luna di Giove Europa, con l'eccezione che gli elettroni della cometa sono prodotti dalla radiazione solare, mentre gli elettroni di Europa provengono dalla magnetosfera di Giove", ha affermato Paul Feldman, un co Alice -investigatore della Johns Hopkins University di Baltimora, nel Maryland, in una dichiarazione.
Altri strumenti a bordo di Rosetta, tra cui MIRO, ROSINA e VIRTIS, che studiano l'abbondanza relativa dei componenti del coma, confermano i risultati di Alice.
"Questi primi risultati di Alice dimostrano quanto sia importante studiare una cometa a diverse lunghezze d'onda e con diverse tecniche, al fine di sondare vari aspetti dell'ambiente delle comete", afferma Matt Taylor, scienziato del progetto Rosetta dell'ESA, in una nota.
“Stiamo osservando attivamente come la cometa si evolve mentre si avvicina al Sole lungo la sua orbita verso il perielio in agosto, vedendo come i pennacchi diventano più attivi a causa del riscaldamento solare e studiando gli effetti dell'interazione della cometa con il vento solare. ”
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