Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature Astronomy” riporta una serie di misure della temperatura del nucleo della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko ottenute grazie allo strumento VIRTIS della sonda spaziale Rosetta dell’ESA. Un team di ricercatori guidato da Federico Tosi dell’INAF-IAPS di Roma che include vari ricercatori dell’INAF ha usato le immagini infrarosse catturate da VIRTIS per generare mappe termiche da cui ricavare le temperature ricostruendone le variazioni giornaliere e stagionali ma anche quelle legate alle sue caratteristiche morfologiche e a quelle chimico-fisiche dello strato superiore della superficie.

La missione della sonda spaziale Rosetta è terminata il 30 settembre 2016 con l’atterraggio sulla superficie della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko e la sua conseguente distruzione dovuta al fatto che non era stata progettata per atterrare. La manovra era stata programmata solo perché Rosetta era giunta alla fine della sua missione. Tuttavia, l’enorme quantità di dati raccolti continua a essere analizzata, in questo caso le immagini agli infrarossi catturate dallo strumento VIRTIS (Visible InfraRed and Thermal Imaging Spectrometer) tra agosto e settembre 2014, circa un anno prima del passaggio al perielio.

L’immagine (Cortesia Tosi et al. Tutti i diritti riservati) mostra un confronto tra la temperatura rilevata sulla superficie della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko il 22 agosto 2014, nel pannello a, e quella simulata usando un modello termofisico che assume uno strato superiore della superficie dominato da polvere e sublimazione minima proiettato su un modello di forma digitale tridimensionale del nucleo, nel pannello b. Il pannello c mostra la differenza tra i valori misurati e quelli derivati dalla simulazione in cui il verde mostra un accordo. Nel momento di massima insolazione c’è un’ombra del lobo piccolo del nucleo sul lobo grande.

La temperatura media rilevata nel periodo esaminato è stata di circa 213 Kelvin, -60° Celsius, ma alcune aree sono risultate più calde, raggiungendo i -43° Celsius. Ciò è dovuto a un fenomeno chiamato auto-riscaldamento che avviene in affondamenti della superficie dove le pareti interne riflettono il calore. Quella scoperta è stata sorprendente perché la cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko riflette solo il 6% della luce solare perciò approssima un cosiddetto corpo nero. L’analisi dei dati ha mostrato che le anomalie era concentrate nel collo del nucleo, l’area che unisce i due lobi. La presenza di alcuni millimetri di polvere e una minima sublimazione di materiali volatili può essere alla base dell’auto-riscaldamento.

Altre variazioni sono state rilevate quando i due lobi generano ombre in corrispondenza della massima insolazione. Lo stress termico che ne deriva può frammentare i materiali sulla superficie. Per capire meglio la situazione, i ricercatori hanno studiato in particolare sulla regione della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko chiamata Imhotep, tendenzialmente liscia e senza ombre con la conseguenza che l’auto-riscaldamenteo è limitato.

Sono stati esaminati anche i dati rilevati da un altro strumento, MIRO (Microwave Instrument for the Rosetta Orbiter), perché era in grado di rilevare la temperatura a profondità maggiori. L’unica spiegazione plausibile sembra essere che il centimetro superiore sulla superficie sia composto soprattutto di polvere non compatta.

Otto mesi dopo la cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko era molto più vicina al Sole ma le temperature rilevate dallo strumento VIRTIS non erano aumentate quanto predetto in presenza di uno strato superficiale composto soprattutto di polvere. Ciò è stato spiegato con i cambiamenti avvenuti in seguito all’avvicinamento al Sole, che ha portato sempre più materiali volatili sulla superficie.

Parecchi ricercatori dell’INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica) e dell’IAPS (Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali) hanno partecipato a questo studio ma tra gli italiani c’è anche Angelo Zinzi del SSDC (Space Science Data Center) dell’ASI (Agenzia Spaziale Italiana), il quale ha fatto notare che lui e i suoi colleghi hanno dovuto sviluppare un sistema per visualizzare i dati direttamente sulla forma del nucleo della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko perché la sua forma rendeva difficile analizzarli con una classica proiezione bidimensionale.

L’eccellente qualità dei dati raccolti dallo strumento VIRTIS, sviluppato da INAF-IAPS e ASI, ha permesso di ottenere queste misure accurate della temperatura sulla superficie della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Esse aiutano a capire i processi in atto su una cometa nel suo periodo di attività e tra le altre cose implica che sotto lo strato superiore della sua superficie sia ancora più o meno intatta.