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I campioni dell’asteroide Bennu riportati sulla Terra dalla sonda OSIRIS REx della NASA hanno finalmente chiarito un mistero che da anni lasciava perplessi gli scienziati. Il nodo riguardava il modo in cui la superficie di questo corpo celeste si scalda e si raffredda, un comportamento che non tornava affatto con quello che la sonda aveva trovato una volta arrivata a destinazione nel 2018. Secondo le misurazioni effettuate nel 2007 dal telescopio Spitzer, Bennu si riscalda parecchio quando è esposto alla radiazione solare e perde calore altrettanto in fretta durante la notte.
Sulla Terra succede qualcosa di simile nelle zone coperte da materiale fine, come la sabbia di una spiaggia. Per questo motivo si pensava che toccare la superficie e raccogliere i campioni sarebbe stato un gioco da ragazzi. Il punto in cui ha lavorato la sonda si è invece rivelato un terreno complicato, pieno di massi di grandi dimensioni. Oltre alla fatica della raccolta restava poi da spiegare l’origine di quegli sbalzi termici, e adesso un gruppo di ricercatori dell’Università dell’Arizona ha proposto una risposta piuttosto convincente.
Il rebus dell’inerzia termica su Bennu
Tutto ruota attorno all’inerzia termica. La sabbia di una spiaggia ne ha una bassa, mentre materiali più solidi e compatti come il calcestruzzo mostrano valori più alti perché si scaldano e cedono calore molto lentamente. Con rocce così grandi sarebbe stato logico aspettarsi lo stesso anche su Bennu. Invece i valori erano proprio quelli tipici della sabbia. La missione di OSIRIS REx nasceva per prelevare materiale dall’asteroide. Ma a quel punto gli scienziati avevano un motivo in più per farlo, cioè capire come mai quei massi si raffreddassero tanto rapidamente.
La prima cosa emersa dall’analisi dei frammenti portati in laboratorio è che si tratta di un materiale molto poroso. Questo di sicuro aiuta a disperdere il calore più in fretta, però non abbastanza da giustificare un’inerzia termica così ridotta. Osservando meglio i campioni è comparsa anche una fitta rete di fratture che ne attraversa l’interno. Bisognava quindi misurare quanto quelle crepe influissero sulla dispersione del calore, ma prima ancora occorreva verificare che l’incongruenza non dipendesse da errori nei dati raccolti da Spitzer.
Laser, simulazioni e il ruolo delle crepe
Per indagare il legame tra fratture e temperatura è stata usata una tecnica chiamata termografia lock in. In parole semplici una porzione del campione viene colpita con un laser e poi si studia come il calore si propaga tutto intorno. Questo metodo permette di calcolare l’inerzia termica di particelle minuscole, cosa impossibile con un normale termometro. Grazie a questo strumento è stato confermato che il valore coincide più o meno con quello misurato a suo tempo dal telescopio.
A quel punto i ricercatori avevano dati su scala piccolissima, dato che i frammenti a disposizione erano ridotti. Il passo successivo consisteva nel capire cosa accade a livello di un intero masso, e per farlo sono state impiegate delle simulazioni al computer. I modelli non solo hanno dimostrato che l’inerzia termica resta invariata anche su scala più ampia ma hanno indicato proprio le fratture come responsabili di quel raffreddamento accelerato che tanto aveva sorpreso gli esperti.
La scoperta ha un peso che va oltre Bennu. Finora i dati sull’inerzia termica raccolti da telescopi e sonde venivano tradotti direttamente nella dimensione delle rocce di un oggetto celeste, con valori bassi associati a materiale fine e valori alti associati a massi più grossi. Il caso di questo asteroide mostra che in realtà entrano in gioco più fattori, per cui un ragionamento del genere rischia di essere fuorviante e servirebbero più dati.
Per ora il prelievo di campioni da un asteroide è un traguardo raggiunto soltanto da OSIRIS REx e dalle sonde giapponesi Hayabusa 1 e Hayabusa 2, rispettivamente sugli asteroidi Itokawa e Ryugu. Ci sta provando anche la sonda cinese Tianwen 2 con l’asteroide Kamo’oalewa, che però non ha ancora fatto ritorno dal suo viaggio. In futuro ci si aspetta che queste missioni diventino più frequenti, e questo consentirà di analizzare molto meglio i parametri che determinano davvero l’inerzia termica.
Fonte: TecnoAndroid