Indagando sulle fasi più antiche e meno conosciute della storia del sistema solare, quando il giovane sole era ancora avvolto da un disco di gas e polvere in cui iniziavano a formarsi i pianeti, è probabilmente una delle sfide più complesse della moderna scienza planetaria. I corpi celesti esistenti che si formarono all'epoca sono pochi, e nella maggior parte dei casi, sono andate perdute le testimonianze degli antichi processi che hanno segnato la nascita del sistema solare.

Per decenni, l'asteroide Vesta è stato oggetto di grande interesse. In particolare, la sopravvivenza della sua sottile crosta vulcanica agli impatti ha fornito un potente vincolo alla violenza del primo sistema solare. Recentemente, però, i dati raccolti dalla missione Dawn della NASA, che ora sta volgendo al termine dopo aver esplorato con successo anche l'asteroide Cerere, ha sollevato la possibilità che la memoria di Vesta potrebbe non essere buona come pensavamo.

Da una parte, i crateri prodotti dagli impatti sulla sua superficie negli ultimi 4 miliardi di anni sembrano aver cancellato le tracce di quelli molto più antichi formatisi nel disco circumsolare. La missione Dawn ha confermato che i meteoriti HED erano frammenti della crosta di Vesta che sono atterrati sulla Terra. Il possibile maggiore spessore della crosta di Vesta rispetto a quanto suggerito dai meteoriti HED sfida le conclusioni derivate dalle condizioni della crosta.

I risultati di un team internazionale di ricercatori guidati da Diego Turrini dell'INAF-IAPS, pubblicato sulla rivista Icaro , suggerire diversamente. "Si tratta di cambiare la nostra prospettiva e, invece di concentrarci solo sugli effetti distruttivi degli impatti come abbiamo fatto finora, considera anche quelli costruttivi, "Spiega Diego Turrini.

"Ogni impatto rimuove materiale dalla superficie di Vesta, ma allo stesso tempo, consegna nuovo materiale, "dice Vladimir Svetsov, membro del team e coautore dello studio. "Bilanciando i due effetti, è possibile estrarre informazioni più precise dai dati di Dawn e HED."

I risultati degli studi di laboratorio sui meteoriti HED avevano rivelato negli ultimi anni come alcuni di questi meteoriti presentino sovrabbondanza di acqua e di elementi siderofili (elementi che mostrano affinità con i metalli e quindi si prevede che siano prevalentemente segregati nel nucleo metallico di Vesta) e hanno fornito limiti superiori alla loro presenza globale nella crosta di Vesta.

A seconda della sua composizione (ad esempio un asteroide roccioso o una cometa), ogni meteorite può fornire uno o entrambi questi materiali, modificando la composizione della crosta. Il team si è quindi chiesto se fosse possibile utilizzare i limiti globali alla presenza di questi materiali fissati dagli HED in sinergia con i dati forniti da Dawn per vincolare il flusso primordiale degli impatti su Vesta e, di conseguenza, l'antica storia del sistema solare.

"Invece di concentrarsi sulla ricerca diretta del vero percorso evolutivo del sistema solare primordiale, nel nostro studio usiamo un approccio "Sherlock Holmes", mostrando come gli effetti distruttivi e costruttivi degli impatti possono essere utilizzati per escludere tutti gli scenari impossibili, lasciando solo quelli realistici, " spiega Guy Consolmagno, anche membro del team e coautore dello studio. "Sherlock Holmes ha detto di eliminare l'impossibile, ma a volte non è così facile ammettere ciò che è impossibile, " dice Consolmagno. "La Vesta che abbiamo trovato quando è arrivata Dawn era diversa da quella che ci aspettavamo, ma dobbiamo fare i conti con la Vesta cioè, non la Vesta che pensavamo."

Dato il gran numero di parametri che possono essere variati in questo tipo di indagine, il team si è concentrato su un caso di studio basato sulla formazione e la migrazione di Giove. Gli scienziati ora credono che il pianeta gigante si sia formato in una regione del sistema solare diversa da quella in cui abita oggi e poi abbia progressivamente migrato lungo la sua orbita attuale.

I risultati ottenuti dal team indicano come questo approccio non solo stabilisca se Giove è migrato o meno, ma limita anche l'estensione della sua migrazione. "Mentre potremmo considerare solo un sottoinsieme di tutti gli scenari di migrazione proposti, bilanciare l'erosione della crosta da impatti con l'accrescimento idrico e l'accrescimento di massa ci consente di rifiutare tre scenari sui quattro che abbiamo simulato, " spiega Svetsov "Mentre una modesta migrazione di Giove di circa 0,25 au è coerente con i dati, le migrazioni più grandi (fino a 1 au) o nessuna migrazione devono essere escluse."

"L'aspetto più innovativo dei nostri risultati è forse il fatto che l'uso congiunto delle informazioni fornite da Dawn e dagli HED ci consente di eseguire, per la prima volta, confronti quantitativi tra diversi modelli, "Spiega Turrini. "Il nostro obiettivo principale in questo studio era quello di fornire alla comunità scientifica planetaria un nuovo strumento di indagine. I diversi gruppi coinvolti in tutto il mondo nello studio delle origini del sistema solare possono ora utilizzarlo per verificare i propri modelli e scenari evolutivi".