Uno studio pubblicato il 21 marzo 2017 sulla rivista Scienza riassume i tipi di cambiamenti superficiali osservati durante i due anni che la sonda spaziale Rosetta dell'Agenzia spaziale europea ha trascorso a indagare sulla cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Notevoli differenze si osservano prima e dopo il periodo più attivo della cometa, il perielio, quando ha raggiunto il punto più vicino al Sole lungo la sua orbita.

"Il monitoraggio continuo della cometa mentre attraversava il sistema solare interno ci ha fornito una visione senza precedenti non solo di come le comete cambiano quando viaggiano vicino al Sole, ma ma anche quanto velocemente avvengono questi cambiamenti, " disse Mohamed El-Maarry, un ricercatore di comete presso l'Università del Colorado, Boulder e l'autore principale dello studio.

I cambiamenti sono legati a diversi processi geologici:agenti atmosferici ed erosioni, sublimazione del ghiaccio d'acqua, e sollecitazioni meccaniche derivanti dalla rotazione della cometa.

"I paesaggi delle comete sono affascinanti. Sono scolpiti da una lenta erosione e da drammatiche esplosioni, " ha detto Dennis Bodewits, un assistente ricercatore in astronomia presso l'Università del Maryland che è coautore dello studio. "Uno dei punti chiave di questo articolo è che i cambiamenti osservati sono piccoli e relativamente sottili. Caratteristiche come i grandi buchi suggeriscono che un'attività più violenta è rara sulla scala temporale di un periodo orbitale".

Gli agenti atmosferici si verificano in tutta la cometa, dove i materiali consolidati sono indeboliti, ad esempio da cicli di riscaldamento e raffreddamento su scale temporali giornaliere o stagionali, causandone la frammentazione. In combinazione con il riscaldamento dei ghiacci sotterranei che portano a deflussi di gas, questo può alla fine provocare il crollo improvviso delle pareti rocciose, le cui prove sono evidenti in diversi punti della cometa.

Si pensa che un processo completamente diverso sia responsabile di una frattura lunga 500 metri individuata nell'agosto 2014 che attraversa il collo della cometa nella regione di Anuket. Si è scoperto che questa frattura si era estesa di circa 30 metri entro dicembre 2014. Ciò è collegato all'aumento della velocità di rotazione della cometa nel periodo precedente al perielio. Per di più, nelle immagini scattate nel giugno 2016, una nuova frattura lunga 150-300 metri è stata identificata parallelamente alla frattura originale.

Vicino alle fratture, un masso di quattro metri di larghezza spostato di circa 15 metri, come determinato confrontando le immagini scattate a marzo 2015 e giugno 2016. Non è chiaro se l'estensione della frattura e il movimento del masso siano correlati tra loro o causati da processi diversi.

Un masso sostanzialmente più grande, largo circa 30 metri e pesante 12, 800 tonnellate, si è scoperto che si era spostato di ben 140 metri nella regione di Khonsu, sul più grande dei due lobi della cometa.

Si pensa che il masso si sia mosso durante il periodo del perielio, poiché diversi eventi di esplosione sono stati rilevati vicino alla sua posizione originale. Il movimento potrebbe essere stato innescato in due modi:o una grande quantità di materiale sottostante è stata erosa, permettendo al masso di rotolare verso il basso, o un forte sfogo avrebbe potuto sollevare direttamente il masso nella nuova posizione.

Erosione causata dalla sublimazione del materiale, e deposizione di polveri cadenti da esplosioni, si pensa anche che siano responsabili di scolpire il paesaggio in modi diversi. Per esempio, è stato osservato che le scarpate in diverse pianure lisce arretrano di decine di metri e ad una velocità fino a pochi metri al giorno intorno al perielio.

"Ritiri della scarpata sono stati osservati in precedenza sulla cometa Tempel 1, dedotto confrontando le immagini scattate durante i sorvoli della cometa dal Deep Impact della NASA nel 2005, e Stardust-NExT nel 2011, ", ha detto El-Maarry. "Quello che siamo stati in grado di fare con Rosetta è stato monitorare continuamente cambiamenti simili, e ad una risoluzione maggiore. Le nostre osservazioni ci dicono inoltre che il ritiro della scarpata sembra essere un processo comune sulle comete, in particolare in depositi dall'aspetto liscio."

Per di più, nelle lisce pianure della regione di Imhotep, elementi circolari precedentemente nascosti e piccoli massi sono stati scoperti dalla rimozione di materiale. In una posizione, era stata rimossa una profondità di circa tre metri, molto probabilmente attraverso la sublimazione dei ghiacci sottostanti.

Sono stati notati anche cambiamenti nella regione del collo liscio della cometa, vicino a increspature distintive che sono state paragonate alle dune di sabbia della Terra quando sono state identificate per la prima volta. Un attento monitoraggio delle formazioni di increspature ha mostrato che questa posizione mostra anche caratteristiche circolari in espansione nel materiale morbido che ha raggiunto diametri di 100 metri in meno di tre mesi. Successivamente svanirono per dare origine a nuove serie di increspature.

I ricercatori ipotizzano che lo sviluppo ripetuto di queste caratteristiche uniche nello stesso punto debba essere collegato alla struttura curva della regione del collo che dirige il flusso di gas sublimatore in un modo particolare.

Un altro tipo di cambiamento è lo sviluppo di caratteristiche a nido d'ape osservate nei terreni polverosi della regione di Ma'at sul piccolo lobo della cometa nell'emisfero settentrionale, caratterizzato da un aumento della rugosità superficiale nei sei mesi precedenti il ​​perielio.

Simile ad altri cambiamenti stagionali, queste caratteristiche sbiadirono sostanzialmente dopo il perielio, presumibilmente a causa del riemergere dalla deposizione di nuove particelle espulse dall'emisfero australe durante questo periodo attivo.

"Questa documentazione dei cambiamenti nel tempo era un obiettivo chiave della missione di Rosetta, e mostra la superficie delle comete come geologicamente attiva, su tempi sia stagionali che transitori brevi, " ha detto Matt Taylor, Scienziato del progetto Rosetta per l'Agenzia spaziale europea.

Gli scienziati notano anche che, sebbene si siano verificati molti cambiamenti localizzati su piccola scala, non ci sono stati eventi importanti di cambiamento di forma che hanno alterato significativamente l'aspetto generale della cometa. Le osservazioni a terra negli ultimi decenni suggeriscono livelli simili di attività durante ogni perielio, quindi i ricercatori pensano che le principali morfologie osservate durante la missione di Rosetta siano state scolpite durante una diversa configurazione orbitale.

"All'UMD, usiamo telescopi come Swift e Spitzer per osservare l'attività delle comete mentre si avvicinano al Sole per la prima volta, " ha detto Michael A'Hearn, un illustre professore universitario emerito di astronomia presso l'UMD e coautore dello studio. A'Hearn è stato anche investigatore principale nella missione Deep Impact. "Sappiamo che tali comete sono davvero molto attive. Ma Rosetta ci ha permesso di vedere in dettaglio cosa ha fatto questa attività alla superficie della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko".

Il documento di ricerca, "I cambiamenti di superficie sulla cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko suggeriscono un passato più attivo, "Mohamed El-Maarry et al., è stato pubblicato il 21 marzo 2017 sulla rivista Scienza .

Una carta complementare, "L'interno incontaminato della cometa 67P rivelato dall'esplosione combinata di Aswan e dal crollo della scogliera, " di M. Pajola et al, è pubblicato oggi anche su Astronomia della natura . Leggi la nostra notizia qui.