Due anni di dati dallo strumento VIRTIS di Rosetta hanno mostrato che la cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko ha cambiato leggermente colore quando si è avvicinata al Sole e si è allontanata di nuovo da esso. Quando lontano dal Sole il nucleo della cometa era più rosso delle particelle circostanti nella chioma, che erano dominati da granelli di ghiaccio d'acqua che misuravano circa 100 micrometri di diametro. Però, mentre la cometa si avvicinava al Sole, il nucleo è diventato più blu perché è stato rivelato ghiaccio fresco. In contrasto, la chioma è diventata più rossa quando i granelli di polvere sub-micrometrici fatti di materia organica e carbonio sono stati espulsi dalla cometa. Quando la cometa si allontanò dal Sole, l'attività sulla cometa è diminuita ei colori sono tornati al nucleo essendo più rossi del coma. Credito:Agenzia spaziale europea
Una grande sintesi dei dati di Rosetta ha mostrato come la sua cometa bersaglio abbia cambiato ripetutamente colore durante i due anni in cui è stata osservata dalla navicella spaziale. Il nucleo della cometa camaleonte divenne progressivamente meno rosso man mano che faceva il suo passaggio ravvicinato intorno al sole, e poi di nuovo rosso mentre tornava nello spazio profondo.
Proprio come un camaleonte cambia colore a seconda del suo ambiente, così anche la cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. A differenza di un camaleonte, i cambiamenti di colore su 67P/C-G riflettono la quantità di ghiaccio d'acqua che è esposta sulla superficie e nei dintorni della cometa.
All'inizio della missione di Rosetta, la navicella si è incontrata con la cometa mentre era ancora molto lontana dal sole. A tali distanze, la superficie era ricoperta da strati di polvere ed era visibile poco ghiaccio. Ciò significava che la superficie appariva rossa quando analizzata con lo strumento VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer).
Man mano che la cometa si avvicinava, attraversava un confine importante, nota come linea del gelo. Si trova a una distanza circa tre volte più lontana dal sole rispetto alla Terra, qualsiasi cosa all'interno della linea di ghiaccio sarà riscaldata dal sole a sufficienza da trasformare il ghiaccio in un gas, un processo chiamato sublimazione.
Mentre Rosetta seguiva 67P/C-G attraverso la linea del gelo, VIRTIS iniziò a notare il cambiamento di colore della cometa. Mentre la cometa si avvicinava al sole, il riscaldamento aumentò e l'acqua ghiacciata nascosta cominciò a sublimarsi allontanando anche i granelli di polvere. Questo ha rivelato strati di ghiaccio incontaminato, che ha reso il nucleo più blu come visto da VIRTIS.
Intorno al nucleo della cometa, la situazione si è capovolta. Quando la cometa era lontana dal sole, c'era poca polvere intorno alla cometa, ma quello che c'era conteneva acqua ghiacciata e quindi appariva più blu. Questa nuvola di polvere circostante è chiamata coma.
Quando la cometa attraversò la linea del gelo, il ghiaccio nei granelli di polvere che circondavano il nucleo sublimava rapidamente, lasciando solo i granelli di polvere disidratati. E così il coma divenne più rosso mentre si avvicinava al perielio, il suo massimo avvicinamento al sole.
Una volta che la cometa stava rientrando nel sistema solare esterno, VIRTIS ha mostrato di nuovo la situazione del colore invertita, così il nucleo divenne più rosso e il coma più blu.
Immagine della telecamera di navigazione Rosetta (NavCam) scattata il 7 luglio 2015 a 154 km dal centro della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. L'immagine misura 13,4 km di diametro e ha una scala di circa 13,1 m/pixel. L'immagine è stata pulita per rimuovere i pixel difettosi più evidenti e gli artefatti dei raggi cosmici, e le intensità sono state ridimensionate. Credito:ESA/Rosetta/NAVCAM, CC BY-SA IGO 3.0
Per seguire il modo in cui la cometa si è evoluta, il team VIRTIS ha dovuto analizzare più di 4000 osservazioni separate nell'arco di due anni della missione Rosetta.
"Per rispondere alla grande domanda su come funziona una cometa è molto importante avere una serie temporale lunga come questa, " dice Gianrico Filacchione dell'INAF-IAPS Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, che ha condotto lo studio.
Il motivo è che le comete sono ambienti estremamente dinamici. I getti tendono a comparire rapidamente sulle loro superfici e poi a diminuire altrettanto improvvisamente. Perciò, confrontare istantanee occasionali rischia che la nostra comprensione dell'evoluzione a lungo termine della cometa venga distorta dai cambiamenti transitori. Avendo una così grande quantità di misurazioni, però, significa che è possibile tenere traccia anche di cambiamenti di tempi brevi.
"La correlazione di ciò che sta accadendo sul nucleo è qualcosa di completamente nuovo che non può essere fatto dalla Terra, "dice Gianrico.
Questo perché le osservazioni a terra non possono risolvere il nucleo di una cometa, che nel caso di 67P/CG ha una dimensione di soli 3 km circa. Ora che il team può descrivere e comprendere sia l'evoluzione a lungo termine della cometa, e i passi che ha fatto lungo la strada, significa che le letture degli altri strumenti a bordo di Rosetta possono essere contestualizzate.
Ma questo non significa che sappiamo tutto sulle comete. L'analisi spettrale mostra che il colore rosso della polvere è creato dalle cosiddette molecole organiche. Queste sono molecole fatte di carbonio, e ce n'è una ricca varietà sulla cometa. Gli scienziati ritengono che siano importanti per capire come si è formata la vita sulla Terra.
Per studiarli da vicino e identificare queste molecole, però, richiederebbe il ritorno sulla Terra di un campione della superficie della cometa. "Riportare sulla Terra un pezzo della cometa è davvero il Santo Graal per una missione cometaria, "dice Gianrico.
Fino a quando non sarà possibile, però, continuerà a utilizzare i dati VIRTIS per indagare sugli organici del 67P/C-G.
"Ci sono sicuramente risultati più entusiasmanti in arrivo, "dice Matt Taylor, Scienziato del progetto ESA per Rosetta, "La raccolta dei dati potrebbe essere terminata, ma l'analisi e i risultati continueranno ancora per anni, aggiungendo alla ricca eredità della conoscenza cometaria fornita da Rosetta."
