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La curiosità del mese

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Materiale organico su Cerere

La curiosità del mese di marzo 2017 a cura di Gabriele Ghisellini


Fig. 1 - Il logo della sonda Dawn, della NASA. A bordo, lo strumento VIR, spettrografo infrarosso, interamente costruito dall'Italia (ASI e istituto INAF/IASP).
Fig. 1 - Il logo della sonda Dawn, della NASA. A bordo, lo strumento VIR, spettrografo infrarosso, interamente costruito dall'Italia (ASI e istituto INAF/IASP).
Fig. 2 - Mappa di Cerere, realizzata con immagini prese dalla missione Dawn della Nasa, mostra tutta la superficie del pianeta nano. La regione di Ernutet - dove sono state trovate le tracce di composti organici e' evidenziata dal rettangolo nero in alto a destra. Crediti: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA.
Fig. 2 - Mappa di Cerere, realizzata con immagini prese dalla missione Dawn della Nasa, mostra tutta la superficie del pianeta nano. La regione di Ernutet - dove sono state trovate le tracce di composti organici è evidenziata dal rettangolo nero in alto a destra. Crediti: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA.

C’è del materiale organico su Cerere, il più grande asteroide della fascia che si trova tra Marte e Giove.
La scoperta è stata annunciata pochi giorni fa, in un articolo sulla rivista Science. La prima autrice è una italiana, Cristina De Sanctis, che lavora all’istituto INAF/IAPS di Roma.
Lo stesso istituto che ha costruito, insieme ad ASI, lo strumento (VIR) che ha realizzato le osservazioni che hanno portato alla scoperta.
Lo strumento è a bordo della sonda Dawn, lanciata nel settembre 2007 e che ha raggiunto Cerere nel marzo 2015.
Ovviamente non abbiamo scoperto delle forme di vita, ma solo le prime molecole necessarie al lungo percorso per produrre degli organismi viventi.
Si tratta di composti di carbonio e idrogeno che vengono chiamati tecnicamente composti alifatici (praticamente degli idrocarburi dove non sono presenti delle strutture cicliche come il benzene).
Ma è la prima volta che si vedono così chiaramente in un corpo celeste oltre la Terra ...

Fig. 3 - L’immagine, ottenuta combinando tre riprese a diverse lunghezze d'onda, mostra la distribuzione del materiale attorno al cratere Ernutet (Cortesia INAF).
Fig. 3 - L’immagine, ottenuta combinando tre riprese a diverse lunghezze d’onda, mostra la distribuzione del materiale attorno al cratere Ernutet (Cortesia INAF).

Questi composti sono presenti su un’area di circa 1000 km quadrati, nei pressi di un cratere chiamato Ernutet (che si vede nel rettangolo nero nella mappa in Figura 2, nella Figura 3 si vede in dettaglio la distribuzione del materiale organico).
Per fare un paragone, l’area in questione è all’incirca grande come tre volte Roma.
Cerere era già balzato agli onori delle cronache circa un anno fa, quando la stessa sonda Dawn aveva scoperto delle strane macchie bianche in alcuni crateri (Figura 4).
Si era pensato al ghiaccio d’acqua, ma poi si è scoperto che le macchie erano dovute a sali di Magnesio, che usiamo anche noi come lassativi.

Fig. 4 - Ecco le macchie bianche ... Queste sono nel cratere Occator. Sappiamo che sono dovute a sali di Magnesio, gli stessi che prendiamo come lassativo ...
Fig. 4 - Ecco le macchie bianche ... Queste sono nel cratere Occator. Sappiamo che sono dovute a sali di Magnesio, gli stessi che prendiamo come lassativo ...

Che su Cerere ci sia contemporaneamente del materiale organico e una purga è una curiosa e ridicola coincidenza ...
Anche la storia della scoperta di Cerere è curiosa, e vale la pena di essere raccontata.
Tutto comincia il primo gennaio 1801.
In quella notte, invece di festeggiare, l’abate Giuseppe Piazzi, direttore dell’Osservatorio di Palermo da lui fondato, si mette al telescopio e vede un oggetto che prima non c’era, e che sembra muoversi.
Lo osserva anche nelle notti seguenti, ma poi purtroppo l’oggetto non si può più osservare perchè è troppo vicino al Sole.
Tocca aspettare, ma dove può essere andato?

Fig. 5 - Le dimensioni di Cerere a confronto con quelle di altri asteroidi, con Plutone, con la nostra Luna e infine con l'Italia.
Fig. 5 - Le dimensioni di Cerere a confronto con quelle di altri asteroidi, con Plutone, con la nostra Luna e infine con l’Italia.

Con poche notti di osservazione è difficile ricostruire l’orbita, ma a questo punto entra in scena niente di meno che il matematico Gauss, che ai tempi ha solo 24 anni. Ma i matematici, si sa, sono precoci.
Viene a sapere della scoperta di Piazzi, si fa dare le posizioni dell’oggetto, e si inventa un metodo matematico nuovo (il metodo dei minimi quadrati!!) per calcolare l’orbita più probabile ... E il 31 dicembre dello stesso 1801 von Zach e Olbers lo ritrovano dove Gauss aveva calcolato che fosse.
Piazzi battezza il nuovo oggetto Cerere, in onore della dea della fertilità e dell’agricoltura, dea che era molto amata nella Sicilia della Magna Grecia (anche se il nome Cerere è romano, il corrispondente greco è Demetra).
Nella mitologia greco-romana, Cerere è una delle sorelle di Giove, e ha una figlia bellissima: Proserpina.

Fig. 7 - La struttura di Cerere. Sotto una crosta sottile di minerali leggeri e forse di ghiaccio d'acqua, ci sarebbe uno strato (il mantello) di ghiaccio d'acqua molto spesso, che contiene circa.
Fig. 7 - La struttura di Cerere. Sotto una crosta sottile di minerali leggeri e forse di ghiaccio d’acqua, ci sarebbe uno strato (il mantello) di ghiaccio d’acqua molto spesso, che contiene circa 200 milioni di chilometri cubici.

Un giorno Plutone, dio degli inferi, si invaghisce di Proserpina e la rapisce, portandola con se  nel regno dei morti per farne la sua sposa.
Cerere si dispera, vaga nei boschi alla ricerca della figlia e ogni sua lacrima fa morire un albero.
Alla fine Giove si rende conto che in breve il dolore di Cerere provocherà la fine del genere umano (e quindi la futura mancanza di sacrifici...) e manda Mercurio a trattare con Plutone.
Il quale acconsente di lasciare andare Proserpina, ma prima che torni da sua madre le fa mangiare dei semi di melograno magici, che provocano nostalgia ...

Fig. 6 - Ecco dove si trova Cerere. Orbita a circa 3 unita' astronomiche dal Sole (una unita' astronomica corrisponde alla distanza media Terra-Sole, 150 miloni di km). L'orbita di Cerere e' un po' inclinata rispetto al piano dove ruotano gli altri pianeti.
Fig. 6 - Ecco dove si trova Cerere. Orbita a circa 3 unità astronomiche dal Sole (una unità astronomica corrisponde alla distanza media Terra-Sole, 150 miloni di km). L’orbita di Cerere è un po’ inclinata rispetto al piano dove ruotano gli altri pianeti.

E così dopo 6 mesi Proserpina sente il bisogno di tornare dal suo rapitore, provocando di nuovo il dolore di Cerere e freddo sulla Terra.
Giove giudica che passare 6 mesi da Plutone e 6 mesi da Cerere sia una soluzione equa, e così nascono le stagioni ...
Cerere non è proprio un asteroide, visto che ha forma sferica e ha un diametro di 940 km circa.
Infatti è stato classificato come un pianeta nano, come Plutone.
In Figura 5 possiamo vedere come si confronta con altri corpi e con l’Italia, e nella Figura 6 possiamo vedere la sua orbita attorno al Sole, un po’ inclinata rispetto al piano dove ruotano gli altri pianeti.
Ma torniamo al materiale organico: da dove può venire? Si fanno due ipotesi.
Potrebbe essere stato trasportato su Cerere da un altro corpo celeste, per esempio una cometa.
Secondo questa ipotesi, però, la cometa si sarebbe dovuta schiantare sulla superficie di Cerere con una violenza tale da vaporizzare qualsiasi composto, che sarebbe quindi andato perduto.
Meglio allora pensare che le molecole organiche si siano proprio formate su Cerere.
A sostegno di questa ipotesi ci sono due fatti: il primo è che il terreno dove si sono trovate le molecole organiche è simile all’argilla, e sappiamo che l’argilla è un ottimo catalizzatore.
Il secondo argomento riguarda l’interno di Cerere (Figura 7), che probabilmente è ricco di acqua.
Una quantità pari a 200 milioni di chilometri cubici, che è di più dell’acqua dolce sulla Terra.

Per saperne di più

Missione Dawn - da ASI (Agenzia Spaziale Italiana)
Dawn Mission dal sito della NASA (in inglese)
Missione Dawn - da Wikipedia
Lo strumento VIR - da INAF-IAPS
Cerere - rassegna articoli Cerere da MEDIA-INAF
Cerere - da Wikipedia

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