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Perché le superfici di alcuni asteroidi sono rocciose?

Gli scienziati pensavano che la superficie di Bennu fosse come una spiaggia, ricca di sabbia fine e ciottoli, perfetta per raccogliere campioni. Le precedenti osservazioni del telescopio dalla Terra avevano suggerito la presenza di ampie fasce di materiale a grana fine più piccole di pochi centimetri, chiamate regolite fine. Ma quando la missione OSIRIS-REx della NASA è arrivata su Bennu alla fine del 2018, la missione ha visto una superficie coperta di massi. La misteriosa mancanza di regolite fine è diventata ancora più sorprendente quando gli scienziati della missione hanno osservato prove di processi potenzialmente in grado di macinare massi in regolite fine.

Una nuova ricerca, pubblicata su Nature e guidata da Saverio Cambioni, dell’Università dell’Arizona, ha utilizzato l’apprendimento automatico e i dati sulla temperatura superficiale per risolvere il mistero. Cambioni ha condotto la ricerca presso il Laboratorio Lunare e Planetario dell’università. Lui e i suoi colleghi alla fine hanno scoperto che le rocce altamente porose di Bennu sono responsabili della sorprendente mancanza di regolite fine della superficie.

“Quando sono arrivate le prime immagini di Bennu, abbiamo notato alcune aree in cui la risoluzione non era abbastanza alta per vedere se c’erano piccole rocce o regolite fine. Abbiamo iniziato a utilizzare il nostro approccio di apprendimento automatico per distinguere la regolite fine dalle rocce utilizzando i dati di emissione termica (infrarossi)”, ha detto Cambioni.

L’emissione termica da regolite fine è diversa da quella delle rocce più grandi, perché la dimensione delle sue particelle controlla la prima, mentre la seconda è controllata dalla porosità della roccia. Il team ha prima costruito una libreria di emissioni termiche associate alla regolite fine mescolate in proporzioni diverse con rocce di varia porosità. Successivamente, hanno usato tecniche di apprendimento automatico per insegnare a un computer come “collegare i punti” tra gli esempi, ha detto Cambioni. Hanno analizzato 122 aree sulla superficie di Bennu, che sono state osservate sia durante il giorno che la notte.

credits: NASA

Cambioni e i suoi collaboratori hanno trovato qualcosa di sorprendente quando l’analisi dei dati è stata completata: la regolite fine non è stata distribuita casualmente su Bennu. Invece, era fino a diverse decine di punti percentuali in quelle pochissime aree in cui le rocce non sono porose e sistematicamente più basse dove le rocce hanno una porosità più elevata, che è la maggior parte della superficie.

Il team ha concluso che pochissima regolite fine viene prodotta dalle rocce altamente porose di Bennu perché queste sono compresse piuttosto che frammentate dagli impatti dei meteoroidi. Come una spugna, i vuoti all’interno delle rocce attutisce il colpo dei meteoroidi in arrivo. Questi risultati sono anche in accordo con esperimenti di laboratorio di altri gruppi di ricerca.

“Per decenni, gli astronomi hanno contestato che i piccoli asteroidi vicini alla Terra potessero avere superfici di roccia nuda”, ha detto il co-autore dello studio Marco Delbo, direttore della ricerca con il CNRS, sempre al Lagrange Laboratory. “La prova più indiscutibile che questi piccoli asteroidi potrebbero avere una sostanziale regolite fine è emersa quando i veicoli spaziali hanno visitato gli asteroidi di tipo S Eros e Itokawa negli anni 2000 e hanno trovato una regolite fine sulle loro superfici”.

Il team prevede che ampie aree di regolite fine dovrebbero essere rare sugli asteroidi carboniosi, il più comune di tutti i tipi di asteroidi osservati, e che il team si aspetta di avere rocce ad alta porosità come Bennu. Al contrario, prevedono che terreni ricchi di regolite fine siano comuni sugli asteroidi di tipo S, il secondo tipo più popoloso di asteroidi osservati nel sistema solare, che si aspettano di avere rocce più dense e meno porose rispetto agli asteroidi carboniosi.