A prima vista, Cerere, il corpo più grande della fascia principale degli asteroidi, potrebbe non sembrare ghiacciato. Le immagini della navicella spaziale Dawn della NASA hanno rivelato un'oscurità, mondo fortemente craterizzato la cui area più luminosa è fatta di sali altamente riflettenti, non di ghiaccio. Ma gli studi recentemente pubblicati dagli scienziati di Dawn mostrano due linee distinte di prove per il ghiaccio vicino o vicino alla superficie del pianeta nano. I ricercatori stanno presentando questi risultati all'incontro dell'American Geophysical Union del 2016 a San Francisco.

"Questi studi supportano l'idea che il ghiaccio si sia separato dalla roccia all'inizio della storia di Cerere, formando uno strato crostale ricco di ghiaccio, e che il ghiaccio è rimasto vicino alla superficie nel corso della storia del sistema solare, " ha detto Carol Raymond, vice investigatore principale della missione Dawn, con sede presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA, Pasadena, California.

Il ghiaccio d'acqua su altri corpi planetari è importante perché è un ingrediente essenziale per la vita come la conosciamo. "Trovando corpi che erano ricchi d'acqua in un lontano passato, possiamo scoprire indizi su dove potrebbe essere esistita la vita nel primo sistema solare, " disse Raimondo.

Il ghiaccio è ovunque su Cerere

La superficie superiore di Cerere è ricca di idrogeno, con concentrazioni più elevate a latitudini medio-alte, coerenti con ampie distese di ghiaccio d'acqua, secondo un nuovo studio sulla rivista Scienza .

"Su Cerere, il ghiaccio non è solo localizzato in pochi crateri. è ovunque, e più vicino alla superficie con latitudini più elevate, "ha detto Thomas Prettyman, ricercatore principale del rivelatore di raggi gamma e neutroni di Dawn (GRaND), con sede presso il Planetary Science Institute, Tucson, Arizona.

I ricercatori hanno utilizzato lo strumento GRaND per determinare le concentrazioni di idrogeno, ferro e potassio nel cortile (o metro) più alto di Cerere. GRaND misura il numero e l'energia dei raggi gamma e dei neutroni emanati da Cerere. I neutroni vengono prodotti quando i raggi cosmici galattici interagiscono con la superficie di Cerere. Alcuni neutroni vengono assorbiti dalla superficie, mentre altri scappano. Poiché l'idrogeno rallenta i neutroni, è associato a un minor numero di neutroni in fuga. su Cerere, è probabile che l'idrogeno sia sotto forma di acqua ghiacciata (che è composta da due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno).

Piuttosto che uno strato di ghiaccio solido, è probabile che ci sia una miscela porosa di materiali rocciosi in cui il ghiaccio riempie i pori, ricercatori hanno trovato. I dati GRaND mostrano che la miscela è circa il 10% di ghiaccio in peso.

"Questi risultati confermano le previsioni fatte quasi tre decenni fa che il ghiaccio può sopravvivere per miliardi di anni appena sotto la superficie di Cerere, "Ha detto Prettyman. "Le prove rafforzano la tesi della presenza di ghiaccio d'acqua vicino alla superficie su altri asteroidi della fascia principale".

Indizi sulla vita interiore di Cerere

Concentrazioni di ferro, idrogeno, potassio e carbonio forniscono un'ulteriore prova che lo strato superiore di materiale che ricopre Cerere è stato alterato dall'acqua liquida all'interno di Cerere. Gli scienziati teorizzano che il decadimento degli elementi radioattivi all'interno di Cerere abbia prodotto calore che ha guidato questo processo di alterazione, separando Cerere in un guscio interno roccioso e un guscio esterno ghiacciato. La separazione di ghiaccio e roccia porterebbe a differenze nella composizione chimica della superficie e dell'interno di Cerere.

Poiché anche i meteoriti chiamati condriti carboniose sono stati alterati dall'acqua, gli scienziati sono interessati a confrontarli con Cerere. Questi meteoriti probabilmente provengono da corpi che erano più piccoli di Cerere, ma aveva un flusso di fluido limitato, quindi possono fornire indizi sulla storia interiore di Cerere. Lo studio Science mostra che Cerere ha più idrogeno e meno ferro di questi meteoriti, forse perché le particelle più dense affondavano mentre i materiali ricchi di salamoia salivano in superficie. In alternativa, Cerere o i suoi componenti potrebbero essersi formati in una regione diversa del sistema solare rispetto ai meteoriti.

Ghiaccio in ombra permanente

Un secondo studio, guidato da Thomas Platz del Max Planck Institute for Solar System Research, Gottinga, Germania, e pubblicato sulla rivista Astronomia della natura , focalizzato sui crateri che sono costantemente in ombra nell'emisfero settentrionale di Cerere. Gli scienziati hanno esaminato da vicino centinaia di raffreddori, crateri scuri chiamati "trappole fredde" - a meno di meno 260 gradi Fahrenheit (110 Kelvin), sono così freddi che molto poco del ghiaccio si trasforma in vapore nel corso di un miliardo di anni. I ricercatori hanno trovato depositi di materiale brillante in 10 di questi crateri. In un cratere parzialmente illuminato dal sole, Lo spettrometro a infrarossi di Dawn ha confermato la presenza di ghiaccio.

Ciò suggerisce che il ghiaccio d'acqua può essere conservato al freddo, crateri scuri su Cerere. Ghiaccio in trappole fredde è stato precedentemente avvistato su Mercurio e, in alcuni casi, sulla Luna. Tutti questi corpi hanno piccole inclinazioni rispetto ai loro assi di rotazione, quindi i loro poli sono estremamente freddi e disseminati di crateri persistentemente in ombra. Gli scienziati ritengono che i corpi impattati possano aver consegnato ghiaccio a Mercurio e alla luna. Le origini del ghiaccio di Cerere nelle trappole fredde sono più misteriose, però.

"Siamo interessati a come questo ghiaccio è arrivato lì e come è riuscito a durare così a lungo, ", ha detto il coautore Norbert Schorghofer dell'Università delle Hawaii. "Potrebbe provenire dalla crosta ricca di ghiaccio di Cerere, o potrebbe essere stato consegnato dallo spazio."

Indipendentemente dalla sua origine, le molecole d'acqua su Cerere hanno la capacità di saltare dalle regioni più calde ai poli. Una tenue atmosfera d'acqua è stata suggerita da ricerche precedenti, comprese le osservazioni del vapore acqueo a Cerere dell'Herschel Space Observatory nel 2012-13. Le molecole d'acqua che lasciano la superficie ricadrebbero su Cerere, e potrebbe atterrare in trappole fredde. Ad ogni salto c'è la possibilità che la molecola si perda nello spazio, ma una parte di loro finisce nelle fredde trappole, dove si accumulano.

I "punti luminosi" prendono nomi

l'area più luminosa di Cerere, nel cratere dell'emisfero settentrionale Occator, non brilla per il ghiaccio, ma piuttosto a causa di sali altamente riflettenti. Un nuovo video prodotto dal Centro aerospaziale tedesco (DLR) di Berlino simula l'esperienza di volare intorno a questo cratere ed esplorarne la topografia. regione luminosa centrale dell'Occatore, che comprende una cupola con fratture, è stata recentemente denominata Cerealia Facula. L'ammasso di punti meno riflettenti del cratere a est del centro è chiamato Vinalia Faculae.

"L'interno unico di Occator potrebbe essersi formato in una combinazione di processi che stiamo attualmente studiando, " ha detto Ralf Jaumann, scienziato planetario e co-investigatore di Dawn al DLR. "L'impatto che ha creato il cratere potrebbe aver innescato la risalita di liquido dall'interno di Cerere, che ha lasciato i sali."

I prossimi passi di Dawn

Dawn ha iniziato la sua fase di missione estesa a luglio, e sta attualmente volando in un'orbita ellittica più di 4, 500 miglia (7, 200 chilometri) da Cerere. Durante la missione primaria, Dawn orbitò in orbita e conseguì tutti i suoi obiettivi originali a Cerere e al protopianeta Vesta, che la sonda ha visitato da luglio 2011 a settembre 2012.