Gas e polvere salgono dalla superficie di "Chury" mentre la cometa si avvicina al punto della sua orbita più vicino al sole. Credito:ESA/Rosetta/NAVCAM
Uno dei mattoni fondamentali della vita è l'azoto. Un consorzio internazionale è stato in grado di rilevare sale di ammonio contenente azoto sulla superficie della cometa di Chury grazie a un metodo che utilizza analoghi per il materiale della cometa. Il metodo su cui si basa lo studio sulla rilevazione del sale di ammonio è stato sviluppato presso l'Università di Berna.
Comete e asteroidi sono oggetti nel nostro sistema solare che non si sono sviluppati molto da quando si sono formati i pianeti. Di conseguenza, sono in un certo senso gli archivi del sistema solare, e determinarne la composizione potrebbe anche contribuire a una migliore comprensione della formazione dei pianeti.
Un modo per determinare la composizione di asteroidi e comete è studiare la luce solare da essi riflessa, poiché i materiali sulla loro superficie assorbono la luce solare a determinate lunghezze d'onda. Parliamo dello spettro di una cometa, che ha determinate caratteristiche di assorbimento. VIRTIS (visibile, InfraRed and Thermal Imaging Spectrometer) a bordo della sonda spaziale Rosetta dell'Agenzia spaziale europea (ESA) ha mappato la superficie della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, noto come Chury in breve, da agosto 2014 a maggio 2015. I dati raccolti da VIRTIS hanno mostrato che la superficie della cometa è uniforme quasi ovunque in termini di composizione:la superficie è molto scura e di colore leggermente rosso, a causa di una miscela di complessi, composti carboniosi e minerali opachi. Però, fino ad ora è stato difficile stabilire l'esatta natura dei composti responsabili delle caratteristiche di assorbimento misurate su Chury.
Confronto dello spettro della cometa artificiale contenente sale di ammonio (in rosso) con lo spettro della superficie della cometa "Chury" (in nero). Il nucleo della cometa è lungo circa 4 km. Crediti:(immagine in alto a sinistra) ESA/Rosetta/NAVCAM - CC BY-SA IGO 3.0 http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/igo/). La cometa artificiale è prodotta in laboratorio in un contenitore di 5 cm di diametro (immagine in basso a sinistra) Poch et al., 2020).
L'analogo della cometa ha fornito la soluzione al puzzle
Per identificare quali composti sono responsabili delle caratteristiche di assorbimento, i ricercatori guidati da Olivier Poch dell'Istituto di Planetologia e Astrofisica dell'Université de Grenoble Alpes hanno condotto esperimenti di laboratorio in cui hanno creato analoghi delle comete e simulato condizioni simili a quelle nello spazio. Poch aveva sviluppato il metodo insieme a ricercatori di Berna quando lavorava ancora presso l'Istituto di fisica dell'Università di Berna. I ricercatori hanno testato vari potenziali composti sugli analoghi della cometa e ne hanno misurato gli spettri, proprio come lo strumento VIRTIS a bordo di Rosetta aveva fatto con la superficie di Chury. Gli esperimenti hanno mostrato che i sali di ammonio spiegano caratteristiche specifiche nello spettro di Chury.
Antoine Pommerol dell'Istituto di fisica dell'Università di Berna è uno dei coautori dello studio, che ora è pubblicato in Scienza . Spiega:"Mentre Olivier Poch lavorava all'Università di Berna, abbiamo sviluppato congiuntamente metodi e procedure per creare repliche delle superfici dei nuclei cometari". Le superfici sono state alterate sublimando il ghiaccio su di esse in condizioni spaziali simulate. "Queste simulazioni di laboratorio realistiche ci consentono di confrontare i risultati di laboratorio e i dati registrati dagli strumenti su Rosetta o altre missioni comete. Il nuovo studio si basa su questi metodi per spiegare la caratteristica spettrale più forte osservata dallo spettrometro VIRTIS con Chury, "Continua Pommerol. Nicolas Thomas, Direttore dell'Istituto di fisica dell'Università di Berna e anche coautore dello studio, afferma:"Il nostro laboratorio di Berna offre l'opportunità ideale per testare idee e teorie con esperimenti che sono stati formulati sulla base dei dati raccolti da strumenti nelle missioni spaziali. Ciò garantisce che le interpretazioni dei dati siano davvero plausibili".
Ricetta per produrre in laboratorio una superficie cometaria artificiale. Le particelle di polvere di ghiaccio vengono messe sotto vuoto ea bassa temperatura. sublima il ghiaccio, lasciando uno strato di polvere porosa sulla superficie. Credito:Poch et al. Scienza (2020)
Il componente vitale "si nasconde" nei sali di ammonio
I risultati sono identici a quelli dello spettrometro di massa di Berna ROSINA, che aveva anche raccolto dati su Chury a bordo di Rosetta. Uno studio pubblicato su Astronomia della natura a febbraio sotto la guida dell'astrofisica Kathrin Altwegg è stata la prima a rilevare l'azoto, uno dei mattoni fondamentali della vita, nella copertura nebulosa delle comete. Si era "nascosto" nella nebulosa copertura di Chury sotto forma di sali di ammonio, il cui verificarsi non è stato finora misurabile.
Sebbene la quantità esatta di sale sia ancora difficile da stimare dai dati disponibili, è probabile che questi sali di ammonio contengano la maggior parte dell'azoto presente nella cometa Chury. Secondo i ricercatori, i risultati contribuiscono anche a una migliore comprensione dell'evoluzione dell'azoto nello spazio interstellare e del suo ruolo nella chimica prebiotica.
