Gli scienziati del Goddard Center for Astrobiology della NASA hanno osservato la cometa C/2014 Q2 - chiamata anche Lovejoy - e hanno effettuato misurazioni simultanee dell'emissione di H2O e HDO, una variante dell'acqua. Questa immagine di Lovejoy è stata scattata il 4 febbraio 2015 -- lo stesso giorno in cui il team ha effettuato le osservazioni e pochi giorni dopo che la cometa ha superato il suo perielio, o il punto più vicino al sole. Credito:Damian Peach
Un viaggio oltre il sole potrebbe aver alterato selettivamente la produzione di una forma di acqua in una cometa - un effetto mai visto prima dagli astronomi, suggerisce un nuovo studio della NASA.
Gli astronomi del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland, osservato la cometa nuvola di Oort C/2014 Q2, chiamato anche Lovejoy, quando passò vicino alla Terra all'inizio del 2015. Attraverso la partnership della NASA nell'Osservatorio W. M. Keck su Mauna Kea, Hawaii, il team ha osservato la cometa a lunghezze d'onda infrarosse pochi giorni dopo che Lovejoy ha superato il suo perielio, o il punto più vicino al sole.
Il team si è concentrato sull'acqua di Lovejoy, misurare simultaneamente il rilascio di H2O insieme alla produzione di una forma più pesante di acqua, HDO. Le molecole d'acqua sono costituite da due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno. Un atomo di idrogeno ha un protone, ma quando include anche un neutrone, che l'isotopo dell'idrogeno più pesante è chiamato deuterio, o la "D" in HDO. Da queste misurazioni, i ricercatori hanno calcolato il rapporto D-H, un'impronta chimica che fornisce indizi su dove si sono formate esattamente le comete (o gli asteroidi) all'interno della nuvola di materiale che circondava il giovane sole nei primi giorni del sistema solare. I ricercatori usano anche il valore D-to-H per cercare di capire quanta parte dell'acqua della Terra potrebbe provenire dalle comete rispetto agli asteroidi.
Gli scienziati hanno confrontato i risultati delle osservazioni di Keck con le osservazioni di un altro team fatte prima che la cometa raggiungesse il perielio, utilizzando telescopi sia spaziali che terrestri, e trovai una differenza inaspettata:dopo il perielio, la produzione di HDO era da due a tre volte superiore, mentre la produzione di H2O è rimasta sostanzialmente costante. Ciò significava che il rapporto D-a-H era da due a tre volte superiore ai valori riportati in precedenza.
"Il cambiamento che abbiamo visto con questa cometa è sorprendente, ed evidenzia la necessità di misurazioni ripetute di D-to-H nelle comete in diverse posizioni nelle loro orbite per comprenderne tutte le implicazioni, " ha detto Lucas Paganini, un ricercatore del Goddard Center for Astrobiology e autore principale dello studio, disponibile online su Astrophysical Journal Letters.
Sono previsti cambiamenti nella produzione di acqua quando le comete si avvicinano al sole, ma la comprensione precedente suggeriva che il rilascio di queste diverse forme di acqua normalmente salgono o scendono più o meno insieme, mantenendo un valore D-a-H coerente. I nuovi risultati suggeriscono che questo potrebbe non essere il caso.
"Se il valore D-a-H cambia con il tempo, sarebbe fuorviante presumere che le comete contribuissero solo con una piccola frazione dell'acqua terrestre rispetto agli asteroidi, "Paganini ha detto "specialmente, se questi sono basati su una singola misurazione del valore D-a-H nell'acqua cometa."
La produzione di HDO nelle comete è stata storicamente difficile da misurare, perché l'HDO è una forma d'acqua molto meno abbondante. Amore gioia, Per esempio, rilasciato nell'ordine di 1, 500 volte più H2O dell'HDO. La luminosità di Lovejoy ha permesso di misurare l'HDO quando la cometa è passata vicino alla Terra, ei rivelatori migliorati che vengono installati in alcuni telescopi terrestri consentiranno in futuro misurazioni simili nelle comete più deboli.
L'apparente cambiamento nella D-a-H di Lovejoy potrebbe essere causato dai livelli più elevati di processi energetici - come le radiazioni vicino al sole - che potrebbero aver alterato le caratteristiche dell'acqua negli strati superficiali della cometa. In questo caso, un diverso valore D-H potrebbe indicare che la cometa è "invecchiata" in una fase diversa del suo ciclo di vita. In alternativa, i risultati precedenti potrebbero aver ignorato la possibile alterazione chimica che si verifica nella tenue atmosfera della cometa.
"Le comete possono essere piuttosto attive e talvolta piuttosto dinamiche, specialmente quando sono nel sistema solare interno, più vicino al sole, " ha detto Michele Mamma, direttore del Goddard Center for Astrobiology e coautore dello studio. "La tecnica a infrarossi fornisce un'istantanea dell'output della cometa misurando simultaneamente la produzione di H2O e HDO. Ciò è particolarmente importante perché elimina molte fonti di incertezza sistematica".
