Gli asteroidi sono di tutte le forme e dimensioni, e ora gli astronomi al MIT e altrove hanno osservato un asteroide così pesantemente craterizzato da chiamarlo "asteroide con pallina da golf".

L'asteroide si chiama Pallade, dopo la dea greca della saggezza, ed è stato originariamente scoperto nel 1802. Pallade è il terzo oggetto più grande della cintura di asteroidi, ed è circa un settimo delle dimensioni della luna. Per secoli, gli astronomi hanno notato che l'asteroide orbita lungo una pista significativamente inclinata rispetto alla maggior parte degli oggetti nella fascia degli asteroidi, anche se il motivo della sua inclinazione rimane un mistero.

In un articolo pubblicato oggi in Astronomia della natura , i ricercatori rivelano immagini dettagliate di Pallade, compresa la sua superficie fortemente craterizzata, per la prima volta.

I ricercatori sospettano che la superficie colpita di Pallade sia il risultato dell'orbita inclinata dell'asteroide:mentre la maggior parte degli oggetti nella fascia degli asteroidi viaggiano approssimativamente lungo la stessa pista ellittica intorno al sole, proprio come le auto su un campo da corsa, L'orbita inclinata di Pallade è tale che l'asteroide deve farsi strada attraverso la cintura di asteroidi con un angolo. Qualsiasi collisione che Pallade sperimenta lungo il suo percorso sarebbe circa quattro volte più dannosa delle collisioni tra due asteroidi nella stessa orbita.

"L'orbita di Pallade implica impatti ad altissima velocità, "dice Michaël Marsset, l'autore principale del documento e un postdoc presso il Dipartimento della Terra del MIT, Scienze dell'atmosfera e planetarie. "Da queste immagini, ora possiamo dire che Pallas è l'oggetto più craterizzato che conosciamo nella fascia degli asteroidi. È come scoprire un nuovo mondo".

I coautori di Marsset includono collaboratori di 21 istituti di ricerca in tutto il mondo.

"Una storia violenta"

Il gruppo, guidato dal ricercatore principale Pierre Vernazza del Laboratoire d'Astrophyisque de Marseille in Francia, immagini ottenute di Pallas utilizzando lo strumento SPHERE al Very Large Telescope (VLT) dell'Osservatorio europeo meridionale, una serie di quattro telescopi, ciascuno con uno specchio largo 8 metri, situato nelle montagne del Cile. Nel 2017, e poi ancora nel 2019, Marsset e i suoi colleghi hanno prenotato uno dei quattro telescopi diversi giorni alla volta per vedere se potevano catturare immagini di Pallade in un punto della sua orbita più vicino alla Terra.

Il team ha ottenuto 11 serie di immagini in due sessioni osservative, catturando Pallade da diverse angolazioni mentre ruotava. Dopo aver compilato le immagini, i ricercatori hanno generato una ricostruzione 3D della forma dell'asteroide, insieme a una mappa craterica dei suoi poli, insieme a parti della sua regione equatoriale.

In tutto, hanno identificato 36 crateri più grandi di 30 chilometri di diametro, circa un quinto del diametro del cratere Chicxulub della Terra, il cui impatto originale probabilmente uccise i dinosauri 65 milioni di anni fa. I crateri di Pallade sembrano coprire almeno il 10% della superficie dell'asteroide, che è "suggestivo di una violenta storia collisionale, ", come affermano i ricercatori nel loro articolo.

Per vedere quanto sia stata violenta quella storia, il team ha eseguito una serie di simulazioni di Pallade e delle sue interazioni con il resto della fascia di asteroidi negli ultimi 4 miliardi di anni, circa l'età del sistema solare. Lo stesso fecero con Cerere e Vesta, tenendo conto delle dimensioni di ogni asteroide, messa, e proprietà orbitali, così come la distribuzione della velocità e delle dimensioni degli oggetti all'interno della cintura di asteroidi. Hanno registrato ogni volta che una collisione simulata ha prodotto un cratere, su Pallade, Cerere, o Vesta, che era largo almeno 40 chilometri (la dimensione della maggior parte dei crateri che hanno osservato su Pallas).

Hanno scoperto che un cratere di 40 chilometri su Pallas potrebbe essere formato da una collisione con un oggetto molto più piccolo rispetto al cratere delle stesse dimensioni su Cerere o su Vesta. Poiché i piccoli asteroidi sono molto più numerosi nella fascia degli asteroidi rispetto a quelli più grandi, ciò implica che Pallas ha una maggiore probabilità di sperimentare eventi di crateri ad alta velocità rispetto agli altri due asteroidi.

"Pallade subisce due o tre volte più collisioni di Cerere o Vesta, e la sua orbita inclinata è una spiegazione semplice per la superficie molto strana che non vediamo su nessuno degli altri due asteroidi, " dice Marsset.

Una famiglia frammentata

I ricercatori hanno fatto altre due scoperte dalle loro immagini:un punto curiosamente luminoso nell'emisfero meridionale dell'asteroide e un bacino da impatto estremamente grande lungo l'equatore dell'asteroide.

Per quest'ultima scoperta, il team ha cercato spiegazioni per ciò che potrebbe aver causato un impatto così grande, stimata in circa 400 chilometri di larghezza.

Hanno simulato vari impatti lungo l'equatore, e ha anche rintracciato i frammenti che probabilmente sono stati scavati dalla superficie di Pallas e vomitati nello spazio come risultato di ogni impatto.

Dalle loro simulazioni, il team conclude che il grande bacino da impatto è stato probabilmente il risultato di una collisione di circa 1,7 miliardi di anni fa da parte di un oggetto di larghezza compresa tra 20 e 40 chilometri, che successivamente espulse frammenti dell'asteroide nello spazio, in uno schema che, come succede, corrisponde a una famiglia di frammenti che sono stati osservati seguire Pallade oggi.

"Lo scavo dell'equatore potrebbe benissimo riguardare l'attuale famiglia di frammenti di Pallas, ", afferma il coautore dello studio Miroslav Brož dell'Istituto Astronomico dell'Università Carlo di Praga.

Quanto al punto luminoso scoperto nell'emisfero sud di Pallade, i ricercatori non sono ancora chiari su cosa potrebbe essere. La loro teoria principale è che la regione potrebbe essere un deposito di sale molto grande. Dalla loro ricostruzione tridimensionale dell'asteroide, i ricercatori hanno stimato il volume di Pallas, e, combinato con la sua massa nota, calcolano che la sua densità è diversa da Cerere o Vesta, e che probabilmente originariamente si era formato da una miscela di ghiaccio d'acqua, e silicati. Col tempo, mentre il ghiaccio all'interno dell'asteroide si scioglieva, probabilmente idratava i silicati, formando depositi di sale che potrebbero essere stati esposti a seguito di un impatto.

Una prova a sostegno di questa ipotesi potrebbe provenire da un punto più vicino alla Terra. Ogni dicembre, gli astronomi possono vedere uno spettacolo abbagliante noto come Geminidi, una pioggia di meteore che sono frammenti dell'asteroide Fetonte, che si pensa sia un frammento sfuggito di Pallade che alla fine si è fatto strada nell'orbita terrestre. Gli astronomi hanno da tempo notato una gamma di contenuto di sodio nelle piogge Geminidi, che Marsset e i suoi colleghi ora ipotizzano possa aver avuto origine da depositi di sale all'interno di Pallade.

"La gente ha proposto missioni a Pallade con piccolissimi, satelliti economici, " dice Marsset. "Non so se succederebbero, ma potrebbero dirci di più sulla superficie di Pallade e sull'origine del punto luminoso."

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un popolare sito che copre notizie sulla ricerca del MIT, innovazione e didattica.