Overblog Segui questo blog
Edit post Administration Create my blog

Un diario di cose celesti

Chi siamo? Perché?

Alla ricerca di Theia

11 Apr 2009 03:54 PM – Michele Diodati

Le sonde STEREO della NASA stanno entrando in un'inesplorata regione dello spazio alla ricerca delle tracce di un antico pianeta, che forse un tempo orbitava intorno al Sole, non distante dalla Terra. Se troveranno quello che cercano, potrebbero risolvere uno dei maggiori enigmi dell’astronomia: l’origine della Luna.

Rappresentazione artistica di una delle due sonde STEREO. Cortesia: NASA

Rappresentazione artistica di una delle due sonde STEREO. Cortesia: NASA

«Il nome del pianeta è Theia», dice Mike Kaiser, scienziato addetto al progetto STEREO presso il Goddard Space Flight Center. «È un mondo ipotetico. Non lo abbiamo mai visto in realtà, ma alcuni ricercatori ritengono che sia esistito 4,5 miliardi di anni fa. E che si sia scontrato con la Terra, formando la Luna».

L’”ipotesi Theia” è un parto dell’immaginazione di due scienziati, Edward Belbruno e Richard Gott. Prende le mosse da una popolare teoria sull’origine della Luna, detta del Grande Impatto. Molti astronomi ritengono che, durante gli anni della formazione del sistema solare, un protopianeta delle dimensioni di Marte si infranse sulla Terra. I detriti prodotti dalla collisione, una mistura di materiali provenienti da entrambi i corpi, cominciarono a orbitare intorno alla Terra e a poco a poco si andarono aggregando, fino a formare la Luna. Tale scenario spiega molti aspetti della geologia lunare, compresa la dimensione del nucleo della Luna nonché la densità e la composizione isotopica delle rocce lunari.

È una buona teoria, ma lascia senza risposta una domanda imbarazzante: da dove saltava fuori quell’enorme protopianeta?

Belbruno e Gott pensano che esso provenisse da un punto di Lagrange del sistema Sole-Terra.

I punti di Lagrange nel sistema Sole-Terra sono regioni dello spazio in cui l’attrazione gravitazionale del Sole e della Terra si combinano fino a formare un “pozzo gravitazionale”. I detriti fluttuanti nello spazio tendono a raccogliersi lì, in modo molto simile a come l’acqua si raccoglie al fondo di un pozzo sulla Terra. Nel diciottesimo secolo, il matematico Joseph-Louis Lagrange dimostrò che esistono cinque di questi pozzi nel sistema Terra-Sole: L1, L2, L3, L4 e L5, situati nelle posizioni illustrate nel diagramma riportato più sotto.

Quando il sistema solare era giovane, i punti di Lagrange erano popolati principalmente da planetesimi, cioè i blocchi costruttivi dei pianeti, delle dimensioni di asteroidi. Belbruno e Gott suggeriscono che in uno di questi punti di Lagrange, L4 o L5, i planetesimi si assemblarono dando origine a Theia (così chiamata dal nome della titanide della mitologia greca che fu madre della dea lunare Selene).

«I loro modelli al computer mostrano che Theia potrebbe essere cresciuta tanto da produrre la Luna, se si formò nelle regioni L4 o L5, dove il bilanciamento delle forze permette che abbastanza materiale si accumuli», afferma Kaiser.

Successivamente, Theia sarebbe a poco poco scivolata fuori da L4 o L5, a causa della crescente gravità esercitata da altri pianeti in formazione come Venere, e finita su una rotta di collisione con la Terra».

Se l’idea è corretta, Theia stessa da lungo tempo non esiste più, ma alcuni degli antichi planetesimi che non riuscirono a congiungersi con Theia, possono ancora indugiare in L4 o L5.

«Le sonde STEREO stanno entrando adesso in quelle regioni dello spazio», spiega Kaiser. «Ciò ci mette in una buona posizione per cercare rimasugli di Theia grandi come asteroidi».

Chiamiamoli per semplicità “Theiasteroidi”. Gli astronomi hanno già cercato in passato Theiasteroidi usando telescopi terrestri, ma non hanno trovato nulla. I loro risultati, però, possono escludere soltanto che vi siano oggetti delle dimensioni di chilometri. Entrando fisicamente in L4 e L5, le sonde STEREO saranno in grado di rilevare corpi molto più piccoli.

«La ricerca è cominciata effettivamente il mese scorso, quando entrambi i veicoli spaziali sono ruotati di 180 gradi, così da poter catturare una serie di esposizioni da 2 ore delle aree generali L4/L5. Nel primo insieme di immagini, alcuni astronomi amatoriali hanno trovato asteroidi già noti. Vi appare inoltre la nuova cometa Itagaki, ripresa appena un paio di giorni dopo l’annuncio della sua scoperta. Nessun Theiasteroide, tuttavia».

La caccia ai Theiasteroidi non è però la missione primaria di STEREO, ricorda Kaiser: «STEREO è un osservatorio solare. Le due sonde si stanno affiancando al Sole da lati opposti, per ottenere una visione tridimensionale dell’attività solare. Seguendo la rotta, ci capiterà semplicemente di passare attraverso i punti di Lagrange L4 e L5. Si tratta di pura e semplice scienza premio».

«Potremmo non vedere nulla», prosegue Kaiser, «ma se scopriamo un certo numero di asteroidi intorno a L4 o L5, ciò potrebbe sollecitare una nuova missione, per analizzare la composizione di quegli asteroidi in dettaglio. Se la missione scoprisse che gli asteroidi hanno la stessa composizione della Terra e della Luna, ciò supporterebbe la versione di Belbruno e Gott della teoria del Grande Impatto».

La ricerca continuerà per molti mesi a venire. I punti di Lagrange, infati, si estendono per qualcosa come 50 milioni di chilometri. Per il momento le sonde STEREO si trovano appena alla periferia. Il passaggio più ravvicinato al fondo dei pozzi gravitazionali avverrà tra Settembre e Ottobre 2009. «C’è tanto da osservare davanti a noi», conclude Kaiser.

I lettori, tra l’altro, possono dare una mano. Il team STEREO sta infatti invitando il pubblico a partecipare alla ricerca, analizzando le foto a mano a mano che vengono inviate dai veicoli spaziali. Se vedete un punto di luce che si muove rispetto alle stelle, forse avete trovato un Theiasteroide.

I cinque punti di Lagrange del sistema Sole-Terra, in un grafico che mostra la posizione del satellite WMAP. Le due sonde stereo sono in viaggio, invece, verso L4 e L5. Cortesia: NASA / WMAP Science Team

I cinque punti di Lagrange del sistema Sole-Terra, in un grafico che mostra la posizione del satellite WMAP. Le due sonde stereo sono in viaggio, invece, verso L4 e L5. Cortesia: NASA / WMAP Science Team

Il viaggio delle sonde STEREO verso L4 e L5. Cortesia: NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio

Riferimenti

Tag: punti di Lagrange, Theia, formazione della luna, asteroidi, STEREO, articoli

Condividi post

La tua opinione

comments powered by Disqus
Powered by Disqus