Sabato 3 Dicembre 2016
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Nuovi indizi sulla nascita del Sistema Solare dalla cometa Wild 2

A sinistra, tre frammenti della cometa Wild 2, conteneti cristalli, ripresi da un microscopio elettronico. A destra, la polvere fine della cometa ancora incorporata nell'aerogel.
A sinistra, tre frammenti della cometa Wild 2, conteneti cristalli, ripresi da un microscopio elettronico. A destra, la polvere fine della cometa ancora incorporata nell'aerogel. pe. Fine-grained dust from the comet, still embedded in the aerogel it was captured in, is shown at right. All images are at the same scale; 5 microCredit: R. Ogliore (Univ. of Hawaii) and Z. Gainsforth (Univ. of California, Berkeley)

Guidato da Ryan Ogliore, assistente ricercatore presso l'Institute of Geophysics and Planetology nelle Hawaii, un team di scienziati della UH Mānoa e dell'University of California-Berkeley ha studiato l'isotopo dell'ossigeno e la composizione minerale della polvere della cometa Wild 2.

Il nostro Sisteme Solare ed altri sistemi planetari sono nati da un disco di microscopiche particelle di polveri, gas e ghiaccio, orbitanti attorno al giovane Sole, dal quale si sono formati pianeti, lune e corpi minori.

La missione Stardust della NASA, lanciata nel 1999, inviò sulla Terra un prezioso carico il 15 gennaio 2006 nel deserto dello Utah.
Da allora, il Stardust Sample Return Canister fu trasportato e impiantato presso il Johnson Space Center per analisi successive.

All'interno del contenitore, un vassoio, grande come una racchetta da tennis, aveva catturato le particelle della cometa Wild 2 durante il flyby del 2004, in un aerogel di silicio, una struttura spugnosa e porosa formata per il 99.9% del suo volume da vuoto.
Sul lato opposto del vassoio, la sonda aveva raccolto, invece, le particelle di polvere interstellare catturate durante i suoi sette anni di viaggio e i quasi 5 miliardi di chilometri percorsi.

La cometa Wild 2 è nata oltre l'orbita di Nettuno ma nel 1974 fu spinta verso la Terra, dopo che la gravità Giove alterò la sua orbita.

All'inizio si pensava che Stardust avesse riportato indietro solo polvere primitiva e grani circumstellari. Tuttavia, lo scorso anno si scoprì che c'era molto di più, quando furono individuati sette rare microscopiche particelle di polvere interstellare che potrebbero avere avuto origine dall'esplosione di una supernova avvenuta milioni di anni fa.  In più, ora, in un recente studio pubblicato sulla rivista Geochimica et Cosmochimica Acta, Ogliore e colleghi hanno dimostrato che le particelle più grandi sembrano essere simili alle rocce presenti nei meteoriti primitivi chiamati condriti, rocce dotate della stessa composizione chimica dei planetesimi, cioè quei piccoli corpi freddi che si formarono nel Sistema Solare primordiale. La polvere più piccola, invece, ha mostrato le stesse composizioni isotopiche dell'ossigeno trovate negli oggetti dal Sistema Solare interno (dal Sole alla cintura di asteroidi tra Marte e Giove).

Oxygen Isotopic Composition of coarse- and fine-grained material from Comet 81P/Wild 2 [abstract]

Individual particles from comet 81P/Wild 2 collected by NASA’s Stardust mission vary in size from small sub-μm fragments found in the walls of the aerogel tracks, to large fragments up to tens of μm in size found towards the termini of tracks. The comet, in an orbit beyond Neptune since its formation, retains an intact a record of early-Solar-System processes that was compromised in asteroidal samples by heating and aqueous alteration. We measured the O isotopic composition of seven Stardust fragments larger than ∼2 μm extracted from five different Stardust aerogel tracks, and 63 particles smaller than ∼2 μ  m from the wall of a Stardust track. The larger particles show a relatively narrow range of O isotopic compositions that is consistent with 16O16O-poor phases commonly seen in meteorites. Many of the larger Stardust fragments studied so far have chondrule-like mineralogy which is consistent with formation in the inner Solar System. The fine-grained material shows a very broad range of O isotopic compositions (-70-70‰< Δ17OΔ17O<+60<+60‰) suggesting that Wild 2 fines are either primitive outer-nebula dust or a very diverse sampling of inner Solar System compositional reservoirs that accreted along with a large number of inner-Solar-System rocks to form comet Wild 2.

Le particelle raccolte dalla missione Stardust variano da frammenti sub-micron intrappolati nell'aerogel, fino a quelli grandi decine di micron depositati nella parte finale dei campioni.

"Così, ci siamo chiesti: la polvere a grana fine della cometa Wild 2 rappresenta un campione eterogeneo degli oggetti del Sistema Solare interno che sono stati trasportati dal Sistema Solare esterno, o è la materia prima del Sistema Solare primordiale?", ha detto Ogliore.
"Se il materiale a grana fine è arricchito in grani circumstellari e non impoverito in sostanze volatili, possiamo dire con certezza che siamo di fronte alla polvere del Sistema Solare primitivo", ha aggiunto.

Il team ha misurato la composizione isotopica dell'ossigeno (ossia, atomi appartenenti allo stesso elemento chimico che, pur mantenendo invariato il numero atomico, differiscono invece per il numero di massa) in 7 frammenti più grandi di 2 micron, estratti da cinque diverse tracce lasciate nell'aerogel e 63 particelle di dimensioni inferiori, provenienti dalla stessa traccia. I grani più grandi hanno mostrato un intervallo relativamente ristretto di variazioni isotopiche dell'ossigeno coerenti con quelle osservate nei meteoriti, in particolare i condriti. Le particelle più fini, invece, una gamma isotopica molto più ampia, suggerendo che potrebbero appartenere o alla nebulosa proto-planetaria, o ad un campione molto diversificato del Sistema Solare interno.

"Oggi, il nucleo della cometa è formato da piccole rocce e ghiaccio, separate da vuoti, che si sono formate a miliardi di chilometri di distanza", ha concluso Ogliore, "alcune rocce hanno subito altissime temperature ma il ghiaccio vicino è stato mantenuto intorno allo zero assoluto per miliardi di anni. E' incredibile come ogni piccolo granello abbia una storia affascinante da raccontare".

Press release:
- http://www.hawaii.edu/news/2015/05/13/comet-wild-2-a-window-into-the-birth-of-the-solar-system/

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Elisabetta Bonora

Sono una image processor e science blogger appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro.
Dal 2009 elaboro le immagini raw delle missioni spaziali insieme a Marco Faccin ed ho creato questo blog ad agosto 2012, in occasione dello sbarco del rover Curiosity su Marte.
Per lavoro mi occupo di digital advertising, web e video analytics presso Shiny (SV – Italia) ma passo la maggior parte del tempo libero su questo sito e tra i cataloghi delle foto scattate dalle sonde e dai rover inviati nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!

Sito web: https://twitter.com/EliBonora
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