Come sa chiunque abbia mai provato a pulire una casa, liberarsi dalla polvere è uno sforzo di Sisifo. Nessuna superficie ne rimane libera a lungo. Si scopre che lo spazio è in qualche modo simile. Lo spazio è pieno di polvere interplanetaria, che la Terra raccoglie costantemente mentre arranca intorno al sole, in orbita, nell'atmosfera, e se è abbastanza grande, a terra come micrometeoriti.

Anche se i campioni potrebbero non essere grandi, si scopre che tali particelle di polvere stanno riformando la concezione degli scienziati di asteroidi e comete e sono sufficienti per ricostruire intere scene nella storia del sistema solare.

Gli asteroidi e le comete sono corpi primitivi rimasti dall'inizio della formazione del sistema solare, quindi più possiamo sapere sulla loro composizione, più sappiamo dove si sono formati. Quegli asteroidi che si sono formati nelle stesse vicinanze delle comete tendono ad essere più vicini nella composizione a loro.

Cercare di scomporre il continuum asteroide-cometa e classificare come gli asteroidi potrebbero essere simili alle comete è ciò che sta facendo il dottor Pierre Beck nel progetto SOLARYS presso l'Università francese di Grenoble Alpes.

Ci sono circa un milione di asteroidi registrati ufficialmente e dovrebbero essercene molti di più, lui spiega.

"Tradizionalmente, questi oggetti sono stati pensati come i più primitivi del sistema solare. Puoi guardare gli ingredienti e vedere cosa c'era, come si sono accumulati e come si sono formati molto tempo fa."

Un materiale primordiale simile che ha formato la Terra o Marte ha sperimentato l'attività geologica ed è stato fondamentalmente modificato da condizioni come il calore, pressione ed erosione.

"Gli oggetti più primitivi quindi non arrivano sulla Terra sotto forma di rocce, ma sotto forma di polvere, " ha detto. "Mentre la quantità prevista di meteoriti che arrivano sulla Terra in un anno può essere di 5-6 tonnellate, per la polvere è di 40, 000 tonnellate."

Utilizzando campioni di polvere interplanetaria raccolti dall'alto della nostra stratosfera e micrometeoriti da luoghi incontaminati come l'Antartide, Il dottor Beck sta utilizzando un nuovo metodo di spettroscopia a infrarossi combinato con microscopi a forza atomica per esaminarne gli spettri e le proprietà su scala micrometrica.

Come un archeologo che posiziona manufatti da un sito di scavo, può quindi confrontare quei risultati con i dati esistenti dagli asteroidi nello spazio. "Quando sei un geologo e trovi una roccia, hai un affioramento e prova a vedere la roccia nel suo contesto, " ha detto il dottor Beck.

Composti

Utilizzando i cambiamenti nella luce laser infrarossa su campioni di appena 10-20 micrometri, il suo team può per la prima volta selezionare minerali di silicato e composti organici senza utilizzare sostanze chimiche aggressive che potrebbero disturbare il materiale. Costruiscono anche modelli più grandi dei campioni in laboratorio per perfezionare cosa cercare per identificare e classificare asteroidi e comete con telescopi terrestri.

Quello che hanno trovato nella polvere sono polimeri organici complessi, ricco di idrocarburi ed elementi come azoto e ossigeno o talvolta deuterio (acqua pesante).

"C'è un grande dibattito su come si siano formati questi elementi organici extraterrestri. Un'ipotesi è che le miscele di ghiaccio siano state irradiate, ma in tal caso diversi tipi di miscele di ghiaccio dovrebbero produrre diversi tipi di sostanze organiche, " ha detto il dottor Beck.

Lo studio della composizione chimica di questi campioni dovrebbe aiutarlo a saperne di più sulle origini degli asteroidi e sulla differenza tra gli asteroidi di tipo D, corpi oscuri e difficili da individuare, alcune con interni ghiacciati, che hanno origine intorno a Giove e oltre, e comete ghiacciate.

"Se lo capiamo, ci dirà di cosa è fatto il sistema solare esterno e di più sulle cose iniziali che sono arrivate nel sistema solare".

Sapere dove si possono trovare determinati tipi di polvere organica potrebbe persino aiutare le future sonde spaziali.

"Potresti vedere alcuni di questi asteroidi come una fonte di carburante, " disse. Se ci sono composti organici ridotti, lui dice, potrebbero essere usati come fonte di energia.

Comete

La presenza di tali composti nella polvere interplanetaria è solo una delle cose che spinge gli scienziati a chiedersi se asteroidi e comete non siano necessariamente così diversi dopotutto. La dott.ssa Jessica Agarwal del progetto CASTRA pensa che potrebbero esserci sovrapposizioni per altri motivi, pure.

Utilizzando i dati della sonda Rosetta dell'Agenzia spaziale europea che ha studiato la cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko e dei telescopi astronomici, La dottoressa Agarwal e il suo team presso l'Università tecnica di Braunschweig in Germania hanno osservato come le comete e gli asteroidi emettono attivamente materiale nello spazio.

"Miriamo a comprendere meglio i processi che portano a cambiamenti nelle superfici e negli interni di comete e asteroidi, " ha detto. "Speriamo anche di capire meglio la loro natura primitiva, o come erano 4,5 miliardi di anni fa."

Utilizzando i dati di diversi strumenti a bordo di Rosetta, Il team del Dr. Agarwal è stato in grado di modellare le proprietà della polvere cometaria nell'ambiente della cometa 67P. Hanno scoperto che le particelle di polvere potrebbero essere aggregati sciolti di silicato di dimensioni micron e componenti carboniosi di dimensioni inferiori al micron.

"Stiamo anche osservando enormi materiali delle dimensioni di un macigno che escono dalla cometa 67P, provenienti da determinati punti della superficie... una fontana di massi, " ha spiegato il dottor Agarwal.

Asteroide attivo

Le comete non sono gli unici corpi a emettere materiale. Prendiamo il caso dell'asteroide 288P. Un cosiddetto asteroide attivo che emette polvere, da lontano sembra una cometa dalla coda polverosa.

"La cosa strana di 288P era che il suo nucleo sembrava doppio... e alla fine, Ho pensato, beh, forse è un binario?" disse il dottor Agarwal. "Abbiamo dovuto aspettare un paio d'anni per riosservarlo da vicino, e poi nel 2016 abbiamo avuto più tempo per Hubble e abbiamo visto davvero che erano due componenti."

Le loro misurazioni hanno determinato che questo asteroide unico nel suo genere da osservare è composto da due pezzi di dimensioni simili, orbitano l'un l'altro a 100 chilometri di distanza.

"L'abbiamo trovato per caso. Non sappiamo se ci sono più sistemi simili che non vediamo, " ha detto il dottor Agarwal.

Essi teorizzano che gli asteroidi siano stati irradiati dal sole e inizino a ruotare, dividendosi in due quando giravano troppo velocemente per stare insieme. La distanza tra i due potrebbe essere dovuta a un getto di gas vaporizzato dalla superficie che ha spinto via una roccia come un razzo. Stanno ancora cercando di capire cosa causa la coda.

Gli scienziati hanno a lungo pensato che gli asteroidi si siano evoluti principalmente attraverso collisioni, ma è possibile che per asteroidi più piccoli, la rotazione veloce gioca un ruolo altrettanto importante.

La loro ricerca ha rivelato una serie di asteroidi attivi, da quelli che hanno una esplosione di attività una tantum (come se da un impatto), a quelli che emettono ripetutamente raffiche di polvere.

"C'è un processo più o meno casuale che innesca l'eruzione di nuvole di polvere, "Il dottor Agarwal ha detto, riferendosi agli asteroidi che emettono le ripetute esplosioni di polvere. "Pensiamo che forse è la rotazione veloce che innesca le frane o qualcosa del genere".

The upshot of all of this is that the distinction between comets and asteroids may be more of a spectrum than a hard divide.

"The line is getting fuzzier. In the past we thought asteroids are rocks, comets are icy. But now we see that there are comets that are almost inactive…and there are asteroids that are active. There is more of a transition between those two populations than we thought in the past, " Dr. Agarwal said.