I dati del viaggio della navicella spaziale della NASA verso Giove suggeriscono che Marte potrebbe diffondere polvere nello spazio interplanetario.

Guarda il cielo notturno poco prima dell'alba, o dopo il tramonto, e potresti vedere una debole colonna di luce che si estende dall'orizzonte. Quel bagliore luminoso è la luce zodiacale, o la luce solare riflessa verso la Terra da una nuvola di minuscole particelle di polvere in orbita attorno al Sole. Gli astronomi hanno a lungo pensato che la polvere sia portata nel sistema solare interno da alcune famiglie di asteroidi e comete che si avventurano da lontano.

Ma ora, un team di scienziati Juno sostiene che Marte potrebbe essere il colpevole. Hanno pubblicato la loro scoperta in un articolo del 9 marzo nel Journal of Geophysical Research:Planets . Uno strumento a bordo della navicella spaziale Juno ha rilevato casualmente particelle di polvere che si sono schiantate contro la navicella durante il suo viaggio dalla Terra a Giove. Gli impatti hanno fornito importanti indizi sull'origine e l'evoluzione orbitale della polvere, risolvendo alcune misteriose variazioni della luce zodiacale.

Sebbene la loro scoperta abbia grandi implicazioni, gli scienziati che hanno passato anni a studiare i detriti cosmici non avevano intenzione di farlo. "Non avrei mai pensato che saremmo stati alla ricerca di polvere interplanetaria, " ha detto John Leif Jørgensen, professore all'Università tecnica della Danimarca.

Jørgensen ha progettato gli inseguitori a quattro stelle che fanno parte dell'indagine sul magnetometro di Giunone. Queste fotocamere di bordo scattano foto del cielo ogni quarto di secondo per determinare l'orientamento di Giunone nello spazio riconoscendo i modelli stellari nelle sue immagini, un compito ingegneristico essenziale per la precisione del magnetometro.

Ma Jørgensen sperava che le sue telecamere potessero anche scorgere un asteroide sconosciuto. Quindi ha programmato una telecamera per segnalare cose che apparivano in più immagini consecutive ma non erano nel catalogo degli oggetti celesti conosciuti.

Non si aspettava di vedere molto:quasi tutti gli oggetti nel cielo sono inclusi nel catalogo stellare. Così, quando la telecamera ha iniziato a trasmettere migliaia di immagini di oggetti non identificabili - strisce che apparivano e poi scomparivano misteriosamente - Jørgensen e i suoi colleghi erano sconcertati. "Guardavamo le immagini e dicevamo, 'Cosa potrebbe essere questo?'", ha detto.

Jørgensen e il suo team hanno considerato molte cause plausibili e alcune non plausibili. C'era la possibilità snervante che la telecamera stellare avesse catturato un serbatoio di carburante che perdeva su Giunone. "Abbiamo pensato, 'Qualcosa è veramente sbagliato, '", ha detto Jørgensen. "Le immagini sembravano che qualcuno stesse scuotendo una tovaglia impolverata fuori dalla finestra".

Non è stato fino a quando i ricercatori hanno calcolato le dimensioni e la velocità apparenti degli oggetti nelle immagini che hanno finalmente capito qualcosa:i grani di polvere si erano schiantati su Giunone verso le 10, 000 miglia (o 16, 000 chilometri) all'ora, scheggiando pezzi submillimetrici di veicoli spaziali. "Anche se stiamo parlando di oggetti con una massa piccolissima, danno un pugno medio, "ha detto Jack Connerney, Il capo investigativo del magnetometro di Giunone e il vice investigatore principale della missione, che ha sede presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland.

Come si è scoperto, lo spruzzo di detriti proveniva dagli estesi pannelli solari di Giunone, il rilevatore di polvere indesiderata più grande e sensibile mai costruito.

"Ogni pezzo di detriti che abbiamo rintracciato registra l'impatto di una particella di polvere interplanetaria, permettendoci di compilare una distribuzione della polvere lungo il percorso di Giunone, " Ha detto Connerney. Juno è stato lanciato nel 2011. Dopo una manovra nello spazio profondo nella fascia degli asteroidi nel 2012, è tornato nel sistema solare interno per un'assistenza gravitazionale terrestre nel 2013, che catapultò la navicella verso Giove.

Connerney e Jørgensen hanno notato che la maggior parte degli impatti di polvere sono stati registrati tra la Terra e la cintura di asteroidi, con lacune nella distribuzione legate all'influenza della gravità di Giove. Secondo gli scienziati, questa è stata una rivelazione radicale. Prima di adesso, gli scienziati non sono stati in grado di misurare la distribuzione di queste particelle di polvere nello spazio. I rilevatori di polvere dedicati hanno aree di raccolta limitate e quindi una sensibilità limitata a una popolazione sparsa di polvere. Contano principalmente le particelle di polvere più abbondanti e molto più piccole provenienti dallo spazio interstellare. In confronto, Gli ampi pannelli solari di Giunone hanno 1, Area di raccolta 000 volte maggiore rispetto alla maggior parte dei rilevatori di polvere.

Gli scienziati di Juno hanno determinato che la nuvola di polvere finisce sulla Terra perché la gravità terrestre risucchia tutta la polvere che si avvicina ad essa. "Questa è la polvere che vediamo come luce zodiacale, " ha detto Jørgensen.

Per quanto riguarda il bordo esterno, circa 2 unità astronomiche (AU) dal Sole (1 AU è la distanza tra la Terra e il Sole), finisce appena oltre Marte. A quel punto, riferiscono gli scienziati, l'influenza della gravità di Giove agisce come una barriera, impedendo alle particelle di polvere di attraversare il sistema solare interno nello spazio profondo. Questo stesso fenomeno, nota come risonanza orbitale, funziona anche al contrario, dove impedisce alla polvere proveniente dallo spazio profondo di passare nel sistema solare interno.

La profonda influenza della barriera di gravità indica che le particelle di polvere si trovano in un'orbita quasi circolare attorno al Sole, ha detto Jørgensen. "E l'unico oggetto che conosciamo in un'orbita quasi circolare intorno a 2 UA è Marte, quindi il pensiero naturale è che Marte sia una fonte di questa polvere, " Egli ha detto.

"La distribuzione della polvere che misuriamo dovrebbe essere coerente con la variazione della luce zodiacale che è stata osservata, " Ha detto Connerney. I ricercatori hanno sviluppato un modello al computer per prevedere la luce riflessa dalla nuvola di polvere, disperso dall'interazione gravitazionale con Giove che disperde la polvere in un disco più spesso. Lo scattering dipende solo da due grandezze:l'inclinazione della polvere rispetto all'eclittica e la sua eccentricità orbitale. Quando i ricercatori hanno collegato gli elementi orbitali di Marte, la distribuzione prediceva accuratamente la firma rivelatrice della variazione della luce zodiacale vicino all'eclittica. "Questo è, secondo me, una conferma che sappiamo esattamente come orbitano queste particelle nel nostro sistema solare, "Connerney ha detto, "e da dove provengono."

Anche se ora ci sono buone prove che Marte, il pianeta più polveroso che conosciamo, è la fonte della luce zodiacale, Jørgensen e i suoi colleghi non possono ancora spiegare come la polvere possa essere sfuggita alla morsa della gravità marziana. Sperano che altri scienziati li aiutino.

Intanto, i ricercatori fanno notare che trovare la vera distribuzione e densità delle particelle di polvere nel sistema solare aiuterà gli ingegneri a progettare materiali per veicoli spaziali in grado di resistere meglio agli impatti della polvere. Conoscere l'esatta distribuzione della polvere può anche guidare la progettazione delle traiettorie di volo per i futuri veicoli spaziali al fine di evitare la più alta concentrazione di particelle. Le particelle minuscole che viaggiano a velocità così elevate possono scavare fino a 1, 000 volte la loro massa da un veicolo spaziale.

I pannelli solari di Juno sono sfuggiti ai danni perché le celle solari sono ben protette dall'impatto sul lato posteriore, o oscuro, del pannello grazie alla struttura di supporto.