Nuove scoperte dalle osservazioni della cometa C/2020 F3

La cometa C/2020 F3, conosciuta anche come NEOWISE, è stata osservata da vicino durante il suo avvicinamento al Sole a luglio 2020. Una delle scoperte interessanti da queste osservazioni è stata che il rapporto tra ammoniaca (NH) e acqua (H O) era più basso del previsto per una cometa a una distanza simile dal Sole.

#Background sulle Comete

Le comete sono corpi ghiacciati nello spazio, composti da gas congelati, polvere e rocce. Provengono principalmente da due zone nel sistema solare: la Fascia di Kuiper, che si trova appena oltre l'orbita di Nettuno, e la Nube di Oort, una sfera distante di oggetti ghiacciati che circonda il sistema solare. Quando una cometa si avvicina al Sole, il calore provoca il rilascio di gas e polvere, formando una nube luminosa chiamata chioma e a volte una coda.

#L'importanza del rapporto NH /H O

Il rapporto NH /H O è significativo perché può fornire indizi sulla composizione della cometa e sui materiali che l'hanno formata. Di solito, le comete contengono sia ammoniaca che acqua, ma le quantità possono variare. Comprendere questo rapporto può aiutare gli scienziati a sapere di più su come si formano le comete e quali materiali erano presenti nel primordiale sistema solare.

#Scoperta della cometa C/2020 F3

La cometa C/2020 F3 è stata scoperta il 27 marzo 2020 da una missione spaziale chiamata NEOWISE, che aveva il compito di trovare oggetti nei pressi della Terra. Questa cometa è diventata molto luminosa ed era visibile a occhio nudo a luglio 2020, guadagnandosi il soprannome di "Grande Cometa del 2020."

#Osservazioni effettuate

Le osservazioni sono state fatte per due mesi, utilizzando principalmente due radiotelescopi: il Radiotelescopio di Nançay (NRT) in Francia e il Green Bank Telescope (GBT) in West Virginia, USA. I telescopi hanno monitorato le emissioni della cometa, concentrandosi in particolare su idrossido (OH) e ammoniaca (NH).

#Risultati sulla produzione di OH e NH

Durante il periodo di osservazione, sembrava che la cometa fosse molto attiva, specialmente attorno al momento in cui ha raggiunto il perielio - il punto più vicino al Sole il 3 luglio 2020. Esaminando la luce delle emissioni di OH, gli scienziati sono stati in grado di stimare i tassi di produzione di H O e NH.

#Salti di ammonio nelle comete

La ricerca ha indicato che le comete potrebbero contenere sali di ammonio, che potrebbero essere una fonte di azoto. Questi sali potrebbero degradarsi in ammoniaca quando riscaldati, producendo l'aumento previsto di NH mentre la cometa si avvicina al Sole. Tuttavia, le misurazioni per la cometa C/2020 F3 hanno mostrato un rapporto NH /H O più basso rispetto ai valori trovati in altre comete osservate a distanze simili dal Sole.

#Variabilità di NH nelle comete

L'abbondanza di NH può cambiare nel tempo a seconda di quanto polvere povera d'acqua è presente nella chioma della cometa. La polvere, quando riscaldata, può rilasciare ammoniaca e influenzare il rapporto NH /H O. Nel caso della cometa C/2020 F3, il rapporto NH /H O osservato non era coerente con i risultati di altre comete, suggerendo possibili differenze nei processi chimici.

#Il ruolo di H O nelle comete

H O è il principale componente volatile nelle comete. Gli scienziati spesso usano le osservazioni di OH, un prodotto della degradazione di H O, per dedurre quanto acqua sia presente. Monitorare la produzione di OH aiuta a capire l'attività della cometa e come cambia nel tempo.

#Azoto nelle comete: un mistero

Il contenuto di azoto nelle comete è sempre stato un rompicapo. Sommando le quantità misurate di azoto in gas e particelle solide spesso si osserva una carenza rispetto a quanto ci si aspetterebbe in base alla composizione solare. La rilevazione di sali di ammonio in comete precedenti ha sollevato speranze che questo potesse spiegare l'azoto mancante.

#Sfide osservative

Rilevare NH nelle comete è stato difficile. Anche se ci sono stati alcuni successi, molte campagne per misurare ammoniaca in diverse comete hanno portato a non rilevazioni. Questa inconsistenza solleva domande sui metodi usati e sui processi sottostanti che avvengono nella chioma della cometa.

#Le osservazioni della cometa F3

Le osservazioni radio della cometa F3 hanno incluso il monitoraggio delle emissioni di OH e NH. I dati hanno aiutato a stabilire come i tassi di produzione di questi gas variassero durante il periodo di osservazione.

#Dati da Nançay e Green Bank

I dati dell'NRT hanno rivelato i tassi di produzione di OH durante l'avvicinamento al perielio, mentre il GBT è stato utilizzato per osservare sia le emissioni di OH che di NH in date specifiche. Le osservazioni simultanee hanno permesso agli scienziati di confrontare i risultati e esaminare il raggio di spegnimento, che è importante per calcolare con precisione i tassi di produzione.

#Raggio di spegnimento e la sua importanza

Il raggio di spegnimento è la distanza dalla cometa in cui le emissioni di OH sono influenzate da collisioni con altre particelle. Comprendere questo raggio è essenziale per fare stime accurate dei tassi di produzione di H O e NH.

#Il ruolo della temperatura nell'attività della cometa

La temperatura della cometa gioca un ruolo importante nella sua attività. Man mano che si avvicina al Sole, la temperatura aumenta, causando una maggiore fuga di gas. Questo può portare a tassi di produzione aumentati di acqua e ammoniaca.

#Comprendere la variabilità nella composizione delle comete

I risultati riguardanti il rapporto NH /H O nella cometa C/2020 F3 suggeriscono che l'abbondanza di ammoniaca possa variare significativamente. Questa variabilità può dipendere dai processi termici che agiscono sulla polvere e su come i diversi materiali nella chioma vengono rilasciati mentre la cometa si avvicina al Sole.

#Analisi combinata dei dati

Le osservazioni da entrambi i telescopi hanno fornito una visione complessiva del comportamento e della composizione chimica della cometa durante il suo passaggio. I risultati hanno indicato un limite superiore per NH /H O che era più basso di quello osservato in altre comete a distanze simili.

#Ulteriori osservazioni necessarie

Per capire meglio i processi in gioco, ulteriori osservazioni di NH in altre comete a basse distanze eliocentriche potrebbero fornire informazioni preziose. Queste osservazioni potrebbero aiutare a risolvere le discrepanze tra diverse misurazioni e migliorare la nostra comprensione della chimica cometaria.

#Conclusione

In sintesi, lo studio della cometa C/2020 F3 rivela informazioni importanti sulla natura delle comete e sulle loro composizioni chimiche. Il rapporto NH /H O più basso del previsto è un risultato intrigante che sottolinea la variabilità nel comportamento delle comete e solleva domande sulle fonti di azoto in questi corpi ghiacciati. L'esplorazione continua delle comete e delle loro emissioni continuerà a fare luce sulla formazione del nostro sistema solare e sull'evoluzione di questi affascinanti oggetti.