La prima osservazione diretta dell’acqua sulla superficie di un asteroide è stata effettuata utilizzando un telescopio nel vicino infrarosso. L’acqua è stata rilevata su due asteroidi rocciosi di tipo S, che si pensa siano nati asciutti.

 

 

La prima osservazione diretta dell’acqua sulla superficie di un asteroide è stata effettuata utilizzando un telescopio nel vicino infrarosso.

L’acqua è stata rilevata su due asteroidi rocciosi di tipo S, che si pensa siano nati asciutti.

Gli asteroidi di tipo S hanno composizione pietrosa costituita principalmente da silicati (nichelferromagnesio, da cui quindi il nome), ed occupano il 17% della popolazione totale.

La scoperta potrebbe fornire informazioni sulla complessa e movimentata storia dei corpi minori del sistema solare e, in particolare, su come le loro orbite potrebbero essersi evolute nel tempo.

“Ci sono alcune teorie là fuori che descrivono un evento che avrebbe rimescolato la fascia degli asteroidi”, spiega Anicia Arredondo del Southwest Research Institute di San Antonio, in Texas.

Arredondo ha guidato il team che ha trovato l’acqua ed è autore dell’articolo che descrive la scoperta: “Durante quel periodo, l’acqua potrebbe essere stata trasferita ad asteroidi di tipo S”.

Minerali idrati tra cui carbonati, idrossidi, fillosilicati e solfati sono stati precedentemente rilevati sulla superficie di centinaia di asteroidi.

Queste rilevazioni sono state tutte effettuate studiando la luce nel vicino infrarosso con lunghezze d’onda intorno ai 3 micron.

Tale luce è associata al legame ossigeno-idrogeno che si trova nelle molecole d’acqua e al più semplice gruppo ossidrile (OH). Di conseguenza, non è stato possibile distinguere tra acqua e ossidrile sugli asteroidi.

Per capire la differenza tra acqua e ossidrile, il team di Arredondo si è rivolto a una missione congiunta NASA-Agenzia Aerospaziale Tedesca chiamata Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA).

Trasportato da un Boeing 747SP che ha volato fino a 13 km, SOFIA era un telescopio a infrarossi di 2,7 m di diametro che scruta attraverso un portello sul lato dell’aereo.

Nel 2021, gli astronomi guidati da Casey Honniball del Goddard Space Flight Center della NASA hanno utilizzato SOFIA per confermare l’esistenza di molecole d’acqua sulla faccia della Luna illuminata dal sole.

Lo ha fatto rilevando un segnale nel medio infrarosso a 6,1 micron, prodotto solo dal legame chimico delle molecole d’acqua.

SOFIA ha effettuato il suo ultimo volo nel 2022, ma non prima che il gruppo di Arredondo avesse collaborato con Honniball per effettuare osservazioni simili di quattro asteroidi di tipo S che in precedenza erano stati trovati con l’ambigua firma di 3 micron.

Lo strumento FORCAST di SOFIA è stato in grado di confermare la presenza di molecole d’acqua sulla superficie di due asteroidi: 7 Iris e 20 Massalia.

Gli altri due asteroidi, 11 Parthenope e 18 Melpomene, si sono rivelati troppo deboli per SOFIA per determinare se hanno acqua o meno.

Nelle sue osservazioni della Luna, SOFIA ha scoperto che ogni metro cubo di regolite (materiale superficiale) conteneva circa un terzo di litro d’acqua.

I segnali di Iris e Massalia suggeriscono la presenza di piccole quantità d’acqua sulla superficie di questi asteroidi.

Al momento non si sa quale forma assuma quest’acqua.

Una possibilità è che sia stato adsorbito sui silicati nella regolite, formando un film sottile.

Oppure l’acqua potrebbe essere legata chimicamente ai minerali della regolite.

Entrambi questi scenari implicherebbero che Iris e Massalia si siano formati con quest’acqua.

Tuttavia, gli astronomi pensano che gli asteroidi di tipo S siano nati vicino al Sole, dove le alte temperature avrebbero allontanato l’acqua.

Una terza possibilità è che l’acqua sia stata portata agli asteroidi inizialmente asciutti da collisioni con oggetti contenenti acqua.

In questo scenario, l’acqua rimarrebbe intrappolata all’interno di microscopiche perle di vetro che si sono formate durante le collisioni.

Gli impatti potrebbero essere avvenuti in momenti in cui si ritiene che alcuni asteroidi e pianeti abbiano spostato le loro orbite.

Diversi modelli, tra cui Nice, Grand Tack e Jumping Jupiter, postulano che all’inizio della storia del sistema solare le orbite di molti dei pianeti siano cambiate.

«Tutti questi modelli descrivono il movimento dei pianeti giganti, che avrebbero causato perturbazioni gravitazionali sugli asteroidi e li avrebbero rimescolati», spiega Arredondo. “Giove avrebbe avuto l’effetto maggiore perché è il più grande”.

Il modello Grand Tack suggerisce che Giove si sia spostato verso il Sole, il che avrebbe spinto gli asteroidi di tipo S lontano dal Sole.

Il modello dice poi che Giove è migrato lontano dal Sole, dove ha incontrato gli asteroidi carboniosi di tipo C.

Questi si sono formati più lontano dal Sole rispetto al tipo S e quindi ci si aspetta che contengano acqua.

Giove avrebbe disperso i tipi C verso l’interno, unendosi ai tipi S per formare la fascia degli asteroidi.

Oggi i tipi S popolano le regioni interne della fascia degli asteroidi e i tipi C la parte esterna.

Mentre si mescolavano, ci sarebbero state collisioni, con piccoli C-type che piovevano sui più grandi S-type.

Questo fornisce una spiegazione di come l’acqua abbia raggiunto gli asteroidi di tipo S.

Mentre gli scienziati ritengono che gli asteroidi di tipo C dovrebbero contenere acqua, questo deve ancora essere confermato.

Questo problema non può essere risolto da SOFIA, che è stato ritirato.

Così, il team di Arredondo si è rivolto al James Webb Space Telescope (JWST) per cercare la stessa firma di 6,1 micron sugli asteroidi di tipo C.

“Finora abbiamo osservato due asteroidi della fascia principale [con il JWST] e abbiamo presentato una proposta per osservarne ancora di più”, ha detto Arredondo.

Questi asteroidi di tipo C sono 142 Polana e 225 Henrietta.

“Non abbiamo ancora completato l’analisi per vedere se hanno acqua o meno”, dice Arredondo, “ma in base alle specifiche dello strumento, il JWST dovrebbe essere abbastanza sensibile da rilevare la caratteristica che stiamo cercando”.

Il team spera anche che scoprire dove si trova l’acqua nella fascia degli asteroidi aiuterà a far luce sull’origine dell’acqua della Terra.

Si ritiene che questo sia avvenuto tramite impatti, ma non è chiaro se le collisioni siano avvenute con comete, asteroidi di tipo C o anche di tipo S.