La cometa PanSTARRS potrebbe provenire da un altro sistema solare, e non solo

La cometa 2011 L4 PanSTARRS ci ha recentemente fatto visita, diventando ben visibile a occhio nudo nei cieli di quasi tutto il mondo. Ora, un gruppo di ricercatori italiani ha studiato la coda di questa cometa, trovando finalmente la spiegazione a un'anomalia nel rapporto tra sodio e potassio che era già stata osservata in precedenza in molte altre comete. Risolvendo questo mistero, però, i ricercatori ne hanno fatto sorgere un altro, ancora più affascinante: un'anomalia nella distribuzione del litio potrebbe significare che C/2011 L4 si è formata in un altro sistema planetario.
Le osservazioni sono state effettuate il 21 Marzo, quando la cometa era ancora appena visibile a occhio nudo nei cieli italiani, e i risultati sono stati pubblicati due giorni fa in una lettera alla rivista scientifica Astrophysical Journal Letters, firmata da Marco Fulle e Paolo Molaro dell’Osservatorio Astronomico di Trieste dell’INAF e Luca Buzzi e Paolo Valisa dell’Osservatorio Schiaparelli di Varese.
Pochi anni fa, un team di ricercatori europei, di cui faceva parte anche Fulle, aveva scoperto che le comete possiedono una terza coda, oltre a quelle di gas e polveri: una coda di sodio neutro. Ciò aveva fatto pensare agli scienziati che le comete dovessero sviluppare anche delle code di potassio e litio neutri (rispettivamente Kl e Lil), simili al sodio a livello chimico, mai osservate prima.
Queste code sarebbero intrinsecamente deboli e si svilupperebbero mentre la cometa, dalle periferie del sistema solare, giunge in prossimità del Sole.
«Può sembrare strano ma ottenere spettri ad alta risoluzione di una cometa vicino al Sole, cioè nel momento in cui la cometa sviluppa maggiormente la coda, è tecnicamente difficile», ha spiegato Molaro. «La ragione è che gli spettrografi ad alta risoluzione sono accoppiati a telescopi di grandi dimensioni, che per ragioni di sicurezza non possono puntare vicino al Sole o, come nel caso della cometa PanSTARRS, non possono osservare a basse altezze sull’orizzonte».
Nel 2007 partì così una ricerca mirata a rilevare la presenza di queste due code. Si tentò con la cometa Mc Naught, la più brillante degli ultimi cinquant'anni, ma non portò a nulla di nuovo, oltre a un'inaspettata coda di ferro atomico neutro. Tutti gli altri tentativi fallirono, fino a quando l'Osservatorio di Campo dei Fiori, vicino a Varese, riuscì a ottenere uno spettro ad altra risoluzione (R~ 8600) delle lunghezze d'onda comprese fra 420 e 800 nm della cometa PanSTARRS. Lo spettro è stato ottenuto il 21 Marzo, quando la cometa si trovava a 0,46 unità astronomiche dal Sole.
Lo spettro della cometa, come spiega Molaro, è dominato da una fortissima riga del sodio neutro (Nal), oltre alla già note righe di emissione di varie molecole (C2, NH). Presenta inoltre una piccola riga in emissione del doppietto del KI a 7665 e 7699 Angstrom.
Si tratta della prova che le comete presentano almeno un'altra coda di potassio neutro, oltre a quella indipendente del sodio.
Ricercando vecchi studi, il team ha scoperto osservazioni del potassio della cometa Ikeya Seki effettuate quasi mezzo secolo fa, nel 1965. Entrambi i rapporti delle due comete mostrano un'importante sovrabbondanza di Na rispetto al KI, un'anomalia ancora senza spiegazione – fino a pochi giorni fa.
«Il puzzle è stato ora risolto», spiega Molaro. «Usando Mercurio come riferimento, dove si osserva un'anomalia simile, abbiamo calcolato che la ionizzazione causata dalla radiazione solare è stata maggiore nel potassio che nel sodio, perché gli atomi di KI impiegano 2200 sec per arrivare nel punto dove sono state fatte le osservazioni contro i 1900 sec del NaI».
Una nuova sorpresa è però arrivata analizzando i valori del litio. La linea di emissione del litio è completamente assente. Questo elemento, prodotto per il 10% nei primi tre minuti di vita dell'Universo, è stato arricchito da diverse sorgenti, raggiungendo infine gli attuali valori che osserviamo nelle meteoriti. Ci si aspetterebbe quindi di osservare dei valori simili nelle comete, e invece i valori risultano almeno 5 volte più bassi. Quest'anomalia rimane ancora senza spiegazione, ma sono nate varie teorie.
Una di queste teorie prevede dei processi di sublimazione che abbiano selettivamente trattenuto e distrutto il litio, senza però apparente motivo.
L'ipotesi senza dubbio più affascinante è quella secondo la quale la cometa avrebbe un'origine extrasolare, ossia che si sia formata in un altro sistema solare che presenta diverse quantità di litio.
Un'altra ipotesi spiega quest'anomalia con una distribuzione non omogenea del litio nella nebulosa protosolare che ha dato vita al nostro sistema planetario. Le comete potrebbero quindi avere diverse quantità di litio rispetto ad altri corpi che si sono formati a distanze minori dal Sole. Il litio potrebbe quindi essere un indicatore dell'origine dei corpi del sistema solare.
Dovranno essere effettuate ulteriori misurazioni per capire quale teoria rappresenti la realtà. Per fortuna, non dovremo aspettare troppo: la cometa ISON sta per arrivare e dare spettacolo nei nostri cieli verso la fine di quest'anno, e la sonda europea Rosetta è già in viaggio verso 67P.

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Marco Fulle
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