Dawn sonda l'interno di Cerere


La sonda americana Dawn ha raccolto le prime informazioni sulla struttura interna del pianeta nano Cerere. Misurando il momento d'inerzia e confermando che il pianeta nano è in equilibrio idrostatico, Dawn ha fornito agli scienziati gli ultimi due tasselli mancanti per ricostruire la struttura interna di Cerere, rivelando un nucleo roccioso avvolto da un mantello ricco di materiali volatili.
Monitorando la lenta spirale di Dawn in orbita attorno al pianeta nano, gli scienziati hanno potuto misurare le variazioni nel moto della sonda dovute alla distribuzione asimmetrica della massa all'interno di Cerere. Queste turbolenze gravitazionali strattonano Dawn di qua e di là, manifestandosi in forma di spostamenti nella frequenza dei segnali inviati dalla sonda - un fenomeno conosciuto come effetto Doppler. Le antenne del Deep Space Network della NASA riescono a tracciare la velocità di Dawn fino a una precisione di 0.1 millimetri per secondo, o 0.00036 chilometri orari, consentendo agli scienziati di mappare la struttura interna di Cerere ad altissima risoluzione.
L'analisi della complessa coreografia di Dawn ha rivelato che la struttura interna di Cerere è differenziata, ovvero divisa in vari strati con composizioni differenti. Il nucleo risulta essere lo strato più denso. Come previsto, la densità di Cerere è minore di quella della Terra, della Luna e dell'asteroide gigante Vesta, visitato da Cerere tra il 2011 e il 2012. Inoltre, i dati di Dawn confermano la presenza di vari materiali a bassa densità - forse anche acqua allo stato solido - che sembrano essersi separati dal materiale roccioso ed essere affiorati verso la crosta.
"Questi nuovi dati suggeriscono che Cerere abbia una debole struttura interna, e che l'acqua e altri materiali leggeri si siano parzialmente separati dalla roccia durante una fase di riscaldamento all'inizio della storia di Cerere," spiega Ryan Park del JPL della NASA.
Le misurazioni effettuate da Dawn indicano che Cerere è in equilibrio idrostatico - una condizione per cui la gravità di un oggetto celeste è bilanciata dalla pressione interna, e la sua forma è dettata dal suo moto rotatorio. Gli astronomi già sospettavano che Cerere fosse in equilibrio idrostatico; questa infatti era una delle motivazioni che li spinsero a catalogarlo come pianeta nano nel 2006.
"Abbiamo osservato che le divisioni tra i vari strati sono meno pronunciate all'interno di Cerere rispetto alla Luna o ai pianeti del nostro sistema solare," prosegue Park. "La Terra, con il suo nucleo metallico, il suo mantello e la sua crosta esterna semi-fluidi, ha una struttura interna più definita di quella di Cerere."
Dawn ha inoltre osservato che ai rilievi sulla superficie di Cerere non corrispondono precisi picchi di intensità nel campo gravitazionale locale; ciò suggerisce che le aree più elevate sulla superficie di Cerere siano in grado di plasmare la massa all'interno, un po' come la quantità di acqua spostata da una barca dipende dalla massa di quest'ultima. Gli scienziati ritengono che il debole mantello di Cerere possa essere allontanato dalla massa dei rilievi, come se le aree sopraelevate galleggiassero sul materiale sottostante. Ciò ridurrebbe la differenza di potenziale gravitazionale tra i rilievi e le depressioni, ad esempio. Questo fenomeno era già stato osservato su altri pianeti, ma mai su Cerere prima d'ora.
Studiando la disposizione interna del pianeta nano, gli scienziati possono ottenere preziosi indizi sulla sua formazione e sulla sua evoluzione. I dati suggeriscono che, all'alba della storia di Cerere, l'acqua fosse libera di muoversi all'interno del sottosuolo, e che l'interno del pianeta nano non si sia riscaldato abbastanza da fondere i minerali silicati a formare un nucleo.
"Sappiamo da studi precedenti che ci sono state interazioni tra l'acqua e la roccia all'interno di Cerere," spiega Carol Raymond del JPL. "Assieme al nuovo profilo di densità, ciò dimostra che Cerere ha avuto un'evoluzione termica molto complessa."

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