Nuove scoperte dalla polvere della cometa 67P

La cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko è un obiettivo affascinante da studiare perché è una cometa della famiglia di Giove. La missione Rosetta dell'Agenzia Spaziale Europea sta esplorando questa cometa dal suo arrivo nel 2014. In oltre due anni, Rosetta ha viaggiato vicino alla cometa, raccogliendo una marea di informazioni sulla sua superficie e le piccole particelle che la circondano, note come la chioma. La missione si è conclusa nel 2016 quando la sonda è atterrata sulla superficie della cometa.

Per capire meglio la cometa, Rosetta ha usato una serie di strumenti. Tra questi c'erano il Micro-Imaging Dust Analysis System (MIDAS), il Grain Impact Analyzer and Dust Accumulator (GIADA), il COmetary Secondary Ion Mass Analyser (COSIMA) e lo spettrometro ROSINA per analisi di ioni e neutralità. Ogni strumento ha fornito dati unici sulle Particelle di polvere. Mettere a confronto le informazioni di questi strumenti aiuta gli scienziati a saperne di più sulla composizione della polvere della cometa.

In questo articolo, ci concentriamo su due strumenti specifici: il COmet Pressure Sensor (COPS) e GIADA. COPS misura i gas rilasciati dalle particelle ghiacciate, mentre GIADA fornisce informazioni sulle particelle di polvere, compresi i componenti solidi e volatili. Unendo i dati di entrambi gli strumenti, vogliamo vedere se ci sono correlazioni tra le particelle di polvere osservate da ciascuno.

#Comprendere gli Strumenti

COPS è uno dei tre sensori su ROSINA. Ha due parti: una misura la densità totale del gas e l'altra misura la pressione del gas. Lo strumento funziona permettendo al gas di entrare in una regione speciale dove viene ionizzato (trasformato in particelle cariche), e queste vengono poi misurate per determinare la densità del gas. COPS si concentra principalmente sul gas rilasciato dalle particelle ghiacciate, che accade quando queste particelle si riscaldano e rilasciano i loro componenti volatili.

D'altra parte, GIADA è composto da diversi sistemi progettati per raccogliere informazioni dettagliate sulle particelle di polvere. Include microbilance per misurare la massa della polvere, un sistema di rilevamento per misurare la dimensione delle particelle e un sensore d'impatto per determinare la velocità delle particelle. Questo strumento ha trovato migliaia di particelle di polvere durante la missione. Alcune particelle rilevate da GIADA erano soffici, mentre altre erano più compatte.

#Rilevazione delle Particelle di Polvere

Durante la missione, gli scienziati volevano identificare i momenti in cui sia COPS che GIADA hanno rilevato un gran numero di particelle. Cercavano eventi specifici, chiamati esplosioni, che sono brevi esplosioni di polvere rilasciata dalla cometa. Tuttavia, hanno scoperto che queste esplosioni erano per lo più osservate da altri strumenti, poiché COPS e GIADA potevano solo misurare le particelle attorno alla sonda.

Quando hanno analizzato i dati, hanno trovato alcuni giorni in cui entrambi gli strumenti hanno rilevato molte particelle. Ad esempio, il 22 ottobre 2014, GIADA ha rilevato particelle compatte e frammenti, mentre COPS ha notato particelle ghiacciate nello stesso momento. Questo indicava un evento di polvere significativo. Allo stesso modo, il 28 marzo 2015, mentre la sonda Rosetta era vicina alla cometa, entrambi gli strumenti hanno osservato un aumento delle particelle.

Il 5 settembre 2016, c'è stato un notevole aumento dell'attività di polvere, e questa volta, COPS e GIADA hanno rilevato particelle quasi simultaneamente. Questo è stato unico rispetto ad altre osservazioni, dimostrando che entrambi gli strumenti possono lavorare insieme in modo efficace durante eventi specifici.

#Analisi delle Correlazioni

Per capire la relazione tra le osservazioni di COPS e GIADA, i ricercatori hanno effettuato un'analisi delle correlazioni. Si sono concentrati sulla quantità di particelle ghiacciate rilevate da COPS rispetto ai vari tipi di particelle rilevate da GIADA. Hanno esplorato diverse coppie di dati per vedere se emergessero dei modelli.

I risultati hanno mostrato una correlazione notevole tra le particelle ghiacciate COPS e le particelle parentali GIADA, che sono le particelle soffici che erano state frammentate. Questo suggerisce che queste particelle soffici contengono sia materiali solidi che volatili. La correlazione era moderata, il che indica che c'è una relazione, ma potrebbe non essere forte.

Tuttavia, non hanno trovato una correlazione significativa tra le particelle ghiacciate di COPS e le particelle compatte rilevate da GIADA. Questo potrebbe suggerire che le particelle compatte manchino di volatili o che li rilascino prima di raggiungere la sonda.

#Approfondimenti sulla Polvere Cometaria

La combinazione dei dati di COPS e GIADA ha permesso agli scienziati di trarre importanti conclusioni sulla struttura e composizione delle particelle di polvere nella chioma della cometa. Le osservazioni suggeriscono che le particelle soffici sono complesse, contenendo sia parti solide che volatili. Poiché la conoscenza sui grani ghiacciati negli ambienti cometari è limitata, questi risultati sono significativi.

L'analisi ha rivelato che COPS ha rilevato da uno a quindici particelle ghiacciate per ogni intervallo di misura. Tuttavia, a causa della limitata risoluzione temporale, era difficile per COPS catturare particelle soffici individuali, specialmente se si frantumavano rapidamente.

#Conclusioni

Questo studio evidenzia l'integrazione dei dati di COPS e GIADA, che fornisce nuove intuizioni sulle particelle di polvere della cometa 67P. I ricercatori hanno trovato poche istanze in cui entrambi gli strumenti hanno rilevato un alto numero di particelle simultaneamente, probabilmente a causa della natura dinamica dell'attività cometaria e di come la sonda interagisse con l'ambiente della cometa durante la sua missione.

Il risultato più importante dall'unione di questi set di dati è la correlazione tra le particelle ghiacciate misurate da COPS e le particelle parentali rilevate da GIADA. Questa scoperta fornisce prove che le particelle soffici contengono sia un componente solido che volatile, arricchendo la nostra comprensione della composizione della polvere cometaria.

Saranno necessari futuri studi per esplorare ulteriormente questi risultati, in particolare i meccanismi dietro l'espulsione della polvere e la sua composizione. La ricerca in corso aiuterà gli scienziati a ricomporre i dettagli intricati della cometa 67P e potrebbe preparare la strada per comprendere altre comete nel nostro sistema solare.

In generale, la fusione dei dati di COPS e GIADA illustra la potenza degli sforzi collaborativi nella comprensione dei corpi celesti, offrendo agli scienziati un quadro più chiaro dei complessi processi in gioco in questi mondi ghiacciati e lontani.