Chang'e-2: la prima sonda ad incontrare Toutatis

Chang’e-2: la prima sonda ad incontrare Toutatis

Asteroide Toutatis foto della sonda cinese Chang'e-2Mentre tutti gli occhi erano concentrati sui grandi successi della missione Chang’e-3, sulla Luna, la Cina ha portato a casa un altro grande traguardo con la missione precedente, Chang’e-2. La sonda che aveva mappato in alta risoluzione l’intera superficie lunare, preparando la strada all’allunaggio della Chang’e-3, è stata mandata nello spazio per ulteriori missioni, diventando anche la prima sonda cinese a raggiungere con successo il punto Lagrange 2, e ora diventando la prima ad incontrare da vicino altri corpi celesti oltre la Terra e la Luna. Il 13 Dicembre, gli scienziati cinesi sono infatti riusciti a portare la sonda ad incontrare da molto vicino l’asteroide Toutatis, ottenendo alcune strepitose immagini della superficie.

Immagini della superficie dell’asteroide Toutatis, fotografate dalla sonda Chang’e-2 il 13 Dicembre 2013. Credit: Jiangchuan Huang et al 2013

La sonda è arrivato fino ad appena 770 metri +/- 120 metri, ottenendo immagini fino a 3 metri per pixel, svelando nuove strutture sull’asteroide, come un gigantesco bacino ed una regione particolarmente verticale, prova che questo asteroide è un ammasso di detriti che si sono fusi insieme. L’asteroide è grande 4.75 km x 1.95 km.
Studiare gli asteroidi è molto importante perché sono frammenti che risalgono al tempo della formazione dei pianeti, subito dopo la nascita del sistema solare. Toutatis, asteroide che fa parte della famiglia Apollo di asteroidi vicini alla Terra, si trova in una particolare orbita eccentrica che ha origine nella Fascia di Asteroidi, ma si avvicina molto anche all’orbita terrestre.
La forma 3D e la rotazione dell’asteroide erano già stati determinati dalle analisi con il radio-telescopio Arecibo dai tempi del sorvolo della Terra nel 1992 ad oggi (passa ogni 4 anni). In passato erano anche stato ricostruite con modelli computerizzati, le strutture geologiche sulla superficie, in base ai dati radar. Il grande vantaggio di un sorvolo così ravvicinato e la possibilità di mettere alla prova i modelli ed i dati radar, verificando se la superficie è quella prevista.

Vista panoramica di Toutatis e le principali caratteristiche geologiche presenti. Le frecce indicano dove c’è stato una caduta di regolite (polvere fine). Decine di massi sono distribuiti da tutte le parti,e si può vedere anche un cratere. Credit: Jiangchuan Huang et al. 2013

Una delle principali novità presentate nei risultati dell’analisi dei dati del sorvolo è che il passaggio ravvicinato alla Terra, nel 2004, ha avuto una notevole influenza gravitazionale sull’asteroide, cambiando la sua rotazione. Questo è probabilmente comune negli asteroidi che passano vicino alla Terra ma è importante capire esattamente come e quanto possono variare le orbite di rotazione, per calcolare meglio anche come possono cambiare le orbite di rivoluzione di questi corpi.

Geologicamente parlando, dalle immagini sono stati svelati molti aspetti sconosciuti. Ci sono oltre 50 crateri nuovi identificati, e hanno diametri da 36 a 532 metri in diametro (con una media intorno a 141 metri). Circa il 44% dei crateri hanno diametri maggiori di 100 metri. Tutto questo è consistente comunque con il modello computerizzato creato da Hudson et al. Due concavità sono presenti sulla superficie, e dominano le immagini. Hanno un diametro di 368 metri e 259 metri, e bordi ancora molto nitidi.
Si aggiunge anche la scoperta di frane che hanno portato a vale molti detriti e l’esistenza di strutture lineari quali fratture o creste, molto comuni su asteroidi piccoli.

Quello che però intriga di più i geologi planetari è l’esistenza del gigantesco bacino al centro, che porta a pensare che Toutatis sia un ammasso di detriti legati insieme dalla gravità. In questo modo, i grandi vuoti interni possono assorbire l’energia della collisione, resistendo meglio ad impatti senza andare in mille pezzi. Assumendo una densità di 2.1-2.5 grammi per centimetro cubo, TOutatis potrebbe avere una porosità tra 25% e 37%. Se così fosse, sarebbe un esempio perfetto di un corpo intermedio tra l’asteroide Itokawa (con una porosità di 41%) e l’asteroide Eros (con una porosità di 20%).


Immagini dell’asteroide Itokawa raccolte dalla sonda Hayabusa. Credit: JAXA

E parlando di Itokawa (visto da vicino dalla sonda giapponese Hayabusa, che ha anche riportato alcuni campioni sulla Terra), la configurazione dominata da una biforcazione centrale, fa pensare che anche Toutatis, possa essere, proprio come Itokawa, un asteroide a due lobi, e quindi possa essere nato dal contatto binario di due asteroidi. Si pensa che circa il 9% della popolazione degli asteroidi vicini sia simile, ma come nascono asteroidi fusi insieme?

Sono stati proposti svariati meccanismi per la formazione geologica di queste configurazioni biforcate. Il primo scenario suggerisce che i due grandi lobi erano due oggetti separati, che si stavano muovendo a velocità relative abbastanza basse da entrare in contatto. La differenza nell’orientamento della testa ed il corpo potrebbero indicare le differenti origini dei due corpi. Il secondo scenario, due componenti, che potrebbero essere frammenti grandi rimasti dallo stesso oggetto, magari distrutto, potrebbero ricadere verso un punto comune di gravità, e ricombinarsi, portando alla configurazione binaria. Il terzo scenario invece, suggerisce una collisione catastrofica che potrebbe aver creato un gigantesco bacino al centro, ed i tanti crateri che vediamo sulla superficie. Nel quarto scenario invece, la configurazione può essere nata dall’incontro vicino con la gravità di un pianeta, come la Terra, per via degli effetti di marea generati, che potrebbero aver allungato un asteroide fatto di spazi vuoti e detriti.

Moltissimi dati sono stati ottenuti dalla sonda Chang’e-2, e la somiglianza con Itokawa ci può dire molto su entrambi gli asteroidi come anche su come capire meglio quale degli scenari sopra sono più probabili. Le analisi migliorano molto la nostra comprensione della nascita e l’evoluzione dei blocchi fondamentali con cui è stato costruito il Sistema Solare.

credits: http://www.link2universe.nethttp://www.nature.com


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