Il terzo cratere più grande del pianeta nano Cerere era geologicamente attivo almeno una volta molti milioni di anni dopo la sua formazione. In un recente studio pubblicato sulla rivista Nature Communications, i ricercatori del Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) di Gottinga, dell'Università di Münster (WWU) e del National Institute of Science Education and Research (NISER) di Bhubaneswar, in India, presentano lo studio, il più dettagliato fino ad oggi, del cratere Urvara.
Per la prima volta, hanno valutato le immagini delle telecamere dell'ultima fase della missione Dawn della NASA, che rivelano strutture geologiche di pochi metri di larghezza. La sonda Dawn è entrata in orbita attorno al pianeta nano nel 2015 e l'ha studiata da vicino per circa tre anni e mezzo. Come il cratere Occator, il cratere Urvara potrebbe essere stato teatro di attività criovulcanica, sostengono i ricercatori. Lo studio supporta l'immagine che un oceano salino globale si estendesse sotto la crosta di Cerere, alcuni dei quali potrebbero essere ancora liquidi oggi.
Numerosi grandi crateri coprono la superficie del pianeta nano Cerere, il più grande corpo nella fascia degli asteroidi di circa 960 chilometri di diametro. Probabilmente il più sorprendente di questi crateri è Occator situato nell'emisfero settentrionale. I punti luminosi al suo interno, che erano già chiaramente visibili durante la fase di avvicinamento di Dawn, si sono rivelati essere resti salini di una salamoia sotterranea, che è salita in superficie attraverso processi criovulcanici fino a tempi geologici recenti.
In un altro grande cratere, chiamato Ernutet, ci sono prove di composti organici esposti e quindi di chimica molto complessa. Nella loro ultima pubblicazione, i ricercatori guidati dall'MPS ora rivolgono la loro attenzione al cratere Urvara. Situato nell'emisfero australe, è il terzo cratere più grande di Cerere, con un diametro di 170 chilometri. Si pensa che l'impatto che lo ha formato circa 250 milioni di anni fa abbia rivelato materiale da profondità fino a 50 chilometri.
"Le grandi strutture di impatto su Cerere ci danno accesso agli strati più profondi del pianeta nano", ha spiegato Andreas Nathues dell'MPS, primo autore dello studio attuale e Lead Investigator del team di telecamere di Dawn. "A quanto pare, l'attuale topografia e composizione mineralogica di alcuni dei grandi crateri di Cerere è il risultato di processi geologici complessi e duraturi che hanno alterato la superficie del pianeta nano", ha aggiunto.
Sono necessari dati di imaging e spettroscopici ad alta risoluzione per tracciare questi processi nel modo più accurato possibile. I dati osservativi più precisi del cratere Urvara sono stati ottenuti durante la missione estesa di Dawn: dopo la scadenza della missione primaria, inizialmente progettata per durare due anni, il carburante rimanente era sufficiente per portare il veicolo spaziale a 35 chilometri dalla superficie. Durante questa fase le due Dawn Framing Cameras, il sistema di telecamere scientifiche della missione, hanno scattato immagini in cui è possibile identificare strutture di diversi metri di dimensione.
Le immagini ad alta risoluzione del cratere Urvara rivelano un paesaggio geologicamente distintamente diversificato. Molteplici pareti di crateri terrazzati racchiudono il bacino d'impatto; la caratteristica più importante che si allontana leggermente dal centro del cratere è una catena montuosa lunga circa 25 chilometri e alta 3 chilometri. Il suo fianco meridionale è il sito di aspre scogliere, aree costellate di massi e occasionalmente materiale luminoso che ricorda i famosi punti luminosi del cratere Occator. Inoltre, le immagini mostrano una profonda depressione centrale, aree con superfici notevolmente lisce e alcune punteggiate da numerose depressioni più piccole e arrotondate.
"La nostra analisi rivela che diverse aree del cratere hanno età molto diverse", ha affermato Nico Schmedemann dell'Istituto di Planetologia della WWU. "La differenza di età è fino a 100 milioni di anni. Ciò suggerisce che erano al lavoro processi che sono durati a lungo dopo che il cratere è stato effettivamente formato". Per studi di questo tipo, i ricercatori contano i piccoli crateri che coprono ogni superficie di corpi senza atmosfera. Poiché le superfici più vecchie hanno avuto più tempo per "accumulare" tali impatti di asteroidi più piccoli, hanno più crateri di quelli più giovani. Inoltre, i modelli della forza del bombardamento in momenti diversi svolgono un ruolo nel determinare l'età esatta.
Secondo questi modelli, le aree più incontaminate del cratere Urvara hanno circa 250 milioni di anni. Le superfici più giovani all'interno del cratere includono ampie aree lisce e scure, come se si fossero formate dalla fuga di gas dal sottosuolo. Ulteriori indizi sul passato turbolento del cratere sono forniti da immagini scattate utilizzando i filtri colorati del sistema fotografico. Con l'analisi degli intervalli di lunghezze d'onda della luce visibile si può dedurrne la composizione mineralogica.
A quanto pare, il materiale brillante è composto di sali. I dati dello spettrometro VIR di Dawn, contribuito alla missione dall'agenzia spaziale italiana ASI, indicano anche che i composti organici sono stati depositati insieme ai sali su un pendio a ovest della catena montuosa centrale. Una tale combinazione di depositi di sale e composti organici non è stata osservata prima. Anche i depositi di composti organici sembrano essere relativamente giovani.
"L'origine e la formazione di sostanze organiche su Cerere rimangono interessanti questioni aperte che hanno importanti implicazioni per la storia geologica complessiva di Cerere, nonché potenziali collegamenti con l'astrobiologia e l'abitabilità. Le sostanze organiche che crediamo di aver trovato nel bacino di Urvara nell'emisfero australe differiscono dalle aree ricche di sostanze organiche nel cratere Ernutet nell'emisfero settentrionale e ci aiuteranno a rispondere a queste domande", ha affermato lo scienziato NISER Guneshwar Thangjam. "Il team sta lavorando su questi aspetti utilizzando sia i dati spettrali FC che VIR", ha aggiunto.
Indipendentemente dall'esatta interpretazione, i risultati attuali rafforzano il quadro del pianeta nano che la missione Dawn ha disegnato di Cerere negli ultimi anni: un corpo geologicamente attivo con strati salini che si estendono sotto la sua crosta a varie profondità. Questi possono essere correlati a un precedente oceano sotterraneo che conteneva anche composti organici. Nonostante la grande distanza di Cerere dal Sole, grazie ai sali disciolti, questa salamoia potrebbe ancora sopravvivere oggi in grandi serbatoi liquidi a profondità di circa 40 chilometri.