Quando una cometa sfreccia attraverso il Sistema Solare interno, il Sole la riscalda. Il ghiaccio sotto la superficie inizia ad evaporare, trascinando con sé polvere, roccia e gas. Così si forma quella coda luminosa caratteristica che può estendersi per milioni di chilometri dal nucleo e chiamiamo chioma. Ma, anche se asteroidi e comete sono entrambe corpi primitivi testimoni delle prime fasi della formazione del Sistema Solare, la loro composizione è generalmente diversa: le comete contengono molti tipi di ghiaccio, gli asteroidi sono per lo più costituiti da roccia e quindi, generalmente, non possono destreggiarsi in spettacoli altrettanto maestosi.

Tuttavia, un nuovo studio ha esaminato l'asteroide near-Earth 3200 Phaethon (Fetonte), scoprendo che effettivamente può esibire attività cometaria.
Conosciuto per essere la fonte della pioggia meteorica annuale delle Geminidi, attiva all'inizio di dicembre, l'asteroide largo 5,8 chilometri aumenta di luminosità quando si avvicina al Sole. Ma se di ghiaccio ne ha poco cosa crea l'effetto chioma?
Secondo un nuovo studio pubblicato sul The Planetary Science Journal, il responsabile potrebbe essere il sodio.

Come spiegano gli autori, l'orbita allungata di 524 giorni di Fetonte porta l'oggetto ben all'interno dell'orbita di Mercurio. Durante il passaggio, il Sole riscalda la superficie dell'asteroide fino a circa 750 gradi Celsius. Con un'orbita così calda, l'acqua, l'anidride carbonica o il monossido di carbonio vicino alla superficie sono bruciati molto tempo fa ma a quella temperatura, il sodio potrebbe ancora gorgogliare dalla roccia nello spazio.

"Fetonte è un oggetto curioso che si attiva quando si avvicina al Sole", ha detto Joseph Masiero, uno scienziato dell'IPAC che ha guidato la ricerca. “Sappiamo che è un asteroide e la fonte delle Geminidi. Ma contiene poco o nessun ghiaccio, quindi siamo rimasti incuriositi dalla possibilità che il sodio, che è relativamente abbondante negli asteroidi, possa essere l'elemento che guida questa attività".

 

L'asteroide e le meteore

Masiero e il suo team si sono ispirati alle osservazioni delle Geminidi. Quando i meteoroidi attraversano l'atmosfera terrestre come meteore, si disintegrano. Ma prima di sbriciolarsi, l'aria che li circonda raggiunge migliaia di gradi per attrito, emettendo luce. Questa può assumere sfumature di colore diverse che corrispondono agli elementi chimici contenuti nei meteoroidi. Il sodio, ad esempio, crea una sfumatura arancione ma le Geminidi sono note per essere a basso contenuto di sodio.

Finora, si presumeva che questi piccoli pezzi di roccia avessero in qualche modo perso il sodio dopo aver lasciato l'asteroide. Questo nuovo studio suggerisce che il sodio potrebbe effettivamente svolgere un ruolo chiave nell'espellere i meteoroidi Geminidi dalla superficie di Phaethon.

I ricercatori pensano che quando l'asteroide si avvicina al Sole, il sodio si riscalda e si vaporizza. Questo processo avrebbe esaurito il sodio sulla superficie molto tempo fa ma quello all'interno, riscaldato e vaporizzato, può ancora risalire attraverso le crepe di Fetonte e sfrecciare nello spazio. Quindi il sodio frizzante potrebbe spiegare non solo la chiome cometaria dell'asteroide ma anche come i meteoroidi Geminidi verrebbero espulsi dall'asteroide e perché contengono poco sodio.

"Gli asteroidi come Phaethon hanno una gravità molto debole, quindi non ci vuole molta forza per calciare i detriti dalla superficie o rimuovere la roccia da una frattura", ha detto Björn Davidsson, scienziato del Jet Propulsion Laboratory e un co -autore dello studio. “I nostri modelli suggeriscono che sono sufficienti quantità molto piccole di sodio per fare questo, niente di esplosivo, come il vapore che erutta dalla superficie ghiacciata di una cometa; è più un fizz costante".


Test di laboratorio

Per scoprire se il sodio si trasforma in vapore e fuoriesce da un asteroide, i ricercatori hanno testato campioni del meteorite Allende, caduto sul Messico nel 1969, in un laboratorio del JPL. Il meteorite potrebbe provenire da un asteroide paragonabile a Fetonte e appartiene a una classe di meteoriti chiamati condriti carbonacee, che si sono formati agli arbori del Sistema Solare. Il team ha quindi riscaldato i frammenti del meteorite alla temperatura più alta che Phaethon potrebbe sperimentare mentre si avvicinava al Sole.

"Questa temperatura è intorno al punto in cui il sodio fuoriesce dai suoi componenti rocciosi", ha detto Yang Liu, scienziato del JPL e co-autore dello studio. “Così abbiamo simulato questo effetto di riscaldamento nel corso di un 'giorno' su Fetonte – il suo periodo di rotazione di tre ore – e, confrontando i minerali dei campioni prima e dopo i nostri test di laboratorio, il sodio è stato perso, mentre gli altri elementi sono stati lasciati indietro. Ciò suggerisce che lo stesso potrebbe accadere su Fetonte e sembra essere d'accordo con i risultati dei nostri modelli".

Il nuovo studio supporta un numero crescente di prove che classificare piccoli oggetti del Sistema Solare come "asteroidi" o "comete" a volte può essere molto complicato.
"La nostra ultima scoperta è che, se le condizioni sono giuste, il sodio può spiegare la natura di alcuni asteroidi attivi, rendendo lo spettro tra asteroidi e comete ancora più complesso di quanto pensassimo in precedenza", ha affermato Masiero.