La navicella spaziale Dawn della NASA ha offerto agli scienziati straordinarie viste ravvicinate del pianeta nano Cerere, che si trova nella fascia principale degli asteroidi tra Marte e Giove. Quando la missione si è conclusa nell'ottobre 2018, l'orbiter era sceso a meno di 22 miglia (35 chilometri) sopra la superficie, rivelando dettagli nitidi delle misteriose regioni luminose per cui Cerere era diventata famosa.

Gli scienziati avevano scoperto che le aree luminose erano depositi costituiti principalmente da carbonato di sodio, un composto di sodio, carbonio, e ossigeno. Probabilmente provenivano da un liquido che percolava fino in superficie ed evaporava, lasciando dietro di sé una crosta di sale altamente riflettente. Ma quello che non avevano ancora determinato era da dove provenisse quel liquido.

Analizzando i dati raccolti verso la fine della missione, Gli scienziati dell'alba hanno concluso che il liquido proveniva da un profondo serbatoio di salamoia, o acqua arricchita di sale. Studiando la gravità di Cerere, gli scienziati hanno appreso di più sulla struttura interna del pianeta nano e sono stati in grado di determinare che il serbatoio della salamoia è profondo circa 25 miglia (40 chilometri) e largo centinaia di miglia.

Cerere non beneficia del riscaldamento interno generato dalle interazioni gravitazionali con un grande pianeta, come nel caso di alcune delle lune ghiacciate del sistema solare esterno. Ma la nuova ricerca, che si concentra sul cratere Occator di Cerere, largo 57 miglia (92 chilometri di larghezza), che ospita le aree luminose più estese, conferma che Cerere è un mondo ricco di acqua come questi altri corpi ghiacciati.

Le scoperte, che rivelano anche l'estensione dell'attività geologica nel cratere Occator, appaiono in una speciale raccolta di articoli pubblicati da Astronomia della natura , Geoscienze naturali , e Comunicazioni sulla natura il 10 agosto.

"Dawn ha ottenuto molto più di quanto sperassimo quando si è imbarcata nella sua straordinaria spedizione extraterrestre, " ha dichiarato il direttore della missione Marc Rayman del Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California. "Queste nuove entusiasmanti scoperte dalla fine della sua lunga e produttiva missione sono un meraviglioso tributo a questo straordinario esploratore interplanetario".

Risolvere il mistero luminoso

Molto prima che Dawn arrivasse a Cerere nel 2015, gli scienziati avevano notato regioni luminose diffuse con i telescopi, ma la loro natura era sconosciuta. Dalla sua stretta orbita, Dawn ha catturato le immagini di due distinti, aree altamente riflettenti all'interno del cratere Occator, che furono successivamente denominate Cerealia Facula e Vinalia Faculae. ("Faculae" significa aree luminose.)

Gli scienziati sapevano che le micrometeoriti colpiscono frequentemente la superficie di Cerere, sgrossando e lasciando detriti. Col tempo, quel tipo di azione dovrebbe scurire queste aree luminose. Quindi la loro luminosità indica che probabilmente sono giovani. Cercando di capire l'origine delle aree, e come il materiale potrebbe essere così nuovo, era l'obiettivo principale dell'ultima missione estesa di Dawn, dal 2017 al 2018.

La ricerca non solo ha confermato che le regioni luminose sono giovani, alcune con meno di 2 milioni di anni; ha anche scoperto che l'attività geologica che guida questi depositi potrebbe essere in corso. Questa conclusione è dipesa dagli scienziati che hanno fatto una scoperta chiave:i composti salini (cloruro di sodio legato chimicamente con acqua e cloruro di ammonio) concentrati in Cerealia Facula.

Sulla superficie di Cerere, i sali che contengono acqua disidratano rapidamente, entro centinaia di anni. Ma le misurazioni di Dawn mostrano che hanno ancora acqua, quindi i fluidi devono aver raggiunto la superficie molto di recente. Questa è la prova sia della presenza di liquido al di sotto della regione del cratere Occator sia del continuo trasferimento di materiale dall'interno profondo alla superficie.

Gli scienziati hanno scoperto due percorsi principali che consentono ai liquidi di raggiungere la superficie. "Per il grande deposito di Cerealia Facula, la maggior parte dei sali è stata fornita da un'area fangosa appena sotto la superficie che è stata sciolta dal calore dell'impatto che ha formato il cratere circa 20 milioni di anni fa, " ha detto l'investigatore principale di Dawn Carol Raymond. "Il calore dell'impatto si è attenuato dopo alcuni milioni di anni; però, l'impatto creò anche grandi fratture che potevano raggiungere la profondità, serbatoio di lunga durata, permettendo alla salamoia di continuare a percolare in superficie."

Geologia attiva:recente e insolita

Nel nostro sistema solare, l'attività geologica ghiacciata si verifica principalmente sulle lune ghiacciate, dove è guidato dalle loro interazioni gravitazionali con i loro pianeti. Ma questo non è il caso del movimento delle salamoie sulla superficie di Cerere, suggerendo che potrebbero essere attivi anche altri grandi corpi ricchi di ghiaccio che non sono lune.

Alcune prove di liquidi recenti nel cratere Occator provengono dai depositi luminosi, ma altri indizi provengono da un assortimento di interessanti colline coniche che ricordano i pingo della Terra, piccole montagne di ghiaccio nelle regioni polari formate da acque sotterranee congelate e pressurizzate. Tali caratteristiche sono state individuate su Marte, ma la loro scoperta su Cerere segna la prima volta che sono stati osservati su un pianeta nano.

Su scala più ampia, gli scienziati sono stati in grado di mappare la densità della struttura della crosta di Cerere in funzione della profondità, una novità per un corpo planetario ricco di ghiaccio. Utilizzando le misurazioni della gravità, hanno scoperto che la densità crostale di Cerere aumenta significativamente con la profondità, ben oltre il semplice effetto della pressione. I ricercatori hanno dedotto che allo stesso tempo il serbatoio di Cerere si sta congelando, sale e fango si stanno incorporando nella parte inferiore della crosta.

Dawn è l'unica navicella spaziale ad aver mai orbitato attorno a due destinazioni extraterrestri, Cerere e l'asteroide gigante Vesta, grazie al suo efficiente sistema di propulsione ionica. Quando Dawn ha usato l'ultimo carburante chiave, idrazina, per un sistema che ne controlla l'orientamento, non era né in grado di puntare sulla Terra per le comunicazioni né di puntare i suoi pannelli solari verso il Sole per produrre energia elettrica. Poiché si è scoperto che Cerere ha materiali organici sulla sua superficie e liquidi sotto la superficie, le regole di protezione planetaria richiedevano che Dawn fosse collocata in un'orbita di lunga durata che le impedisse di avere un impatto sul pianeta nano per decenni.