La scoperta è di settembre 2014, poco dopo l’entrata di Rosetta nell’orbita della cometa 67/P Churyumov-Gerasimenko ma gli scienziati hanno aspettato più di un anno per divulgarla. Questo per analizzare dettagliatamente i dati e verificare che non si trattasse di errori degli strumenti di rilevazione. La scoperta porta elementi nuovi ai modelli di formazione del sistema solare e può influire sul modo in cui si ricerca la vita sugli altri pianeti.
L’annuncio è stato dato dallo studioso Andre Bieler dell’Università del Michigan. La scoperta potrebbe avere enormi conseguenze, perché l’ossigeno potrebbe essere stato preesistente rispetto alla formazione della cometa. “Crediamo – afferma Bieler – che l’ossigeno sia primordiale, quindi piu’ antico rispetto al nostro sistema solare“. Gli scienziati pensano quindi che le comete abbiano potuto portare gli ‘ingredienti’ per la vita sul pianeta Terra.
”E’ la prima prova che l’ossigeno molecolare era presente nella nube primordiale da cui si è formato il Sistema Solare”, rileva John Robert Brucato, dell’Osservatorio di Arcetri, dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf). L’ossigeno molecolare è una molecola composta da due atomi di ossigeno. A differenza di quello presente sulla Terra, che è stato prodotto dai batteri, l’ossigeno molecolare che si trova nello spazio è il risultato di processi chimici. Averlo scoperto in una cometa ”aiuta a comprendere come era fatta la nebulosa che ha dato origine al sistema solare”, rileva Alessandra Rotundi, dell’università Parthenope a Napoli e dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf), responsabile scientifica di un altro degli strumenti di Rosetta, Giada. Inoltre, ci dice ”che l’ossigeno molecolare è restato intrappolato nel ghiaccio oltre la ‘linea della neve’ ossia la regione dei pianeti esterni, dove si sono formate le comete”.
Già dalle prime serie di dati, i ricercatori del Centro per lo spazio e abitabilità (CSH) presso l’Università di Berna si resero conto di avere trovato qualcosa di totalmente inaspettato. Nascoste tra i prevedibili valori di picco di sostanze come zolfo e metano, si annidavano chiare tracce di ossigeno molecolare (O2).
Poiché l’ossigeno è una molecola altamente reattiva, le probabilità giocavano a favore del fatto che tutto l’ossigeno presente nel momento della formazione del Sistema Solare doveva essersi nel tempo combinato con l’idrogeno, disponibile in abbondanza, per formare acqua. Invece eccolo lì, nella rarefatta chioma di una cometa.
«Non avevamo mai pensato che l’ossigeno potesse “sopravvivere” per miliardi di anni senza combinarsi con altre sostanze», conferma Kathrin Altwegg del CSH, project leader di ROSINA e co-autrice di un nuovo studio pubblicato questa settimana sulla rivista scientifica Nature, in cui si è scoperto che l’ossigeno O2 è il quarto più comune gas nell’atmosfera cometaria, dopo l’acqua (H2O), il monossido di carbonio (CO) e l’anidride carbonica (CO2).
Il motivo per cui questa molecola non è già stata osservata in altre comete è che l’ossigeno molecolare è assai difficile da rilevare con le misure spettroscopiche condotte da telescopi terrestri. Per fare questa scoperta era dunque necessario che la sonda spaziale Rosetta si recasse sul posto.
«E’ stato sorprendente anche constatare che esiste una correlazione stabile tra acqua e ossigeno, ovvero il rapporto tra acqua e ossigeno non cambia in differenti punti della cometa o in momenti successivi», aggiunge Altwegg.
Al contrario delle comete, è noto che esistono molecole di ossigeno sulle lune di Giove e Saturno, presumibilmente in seguito al bombardamento di particelle ad alta energia provenienti dai loro rispettivi pianeti madre. Tali particelle possono scindere le molecole d’acqua, causando la formazione – tra l’altro – di ossigeno, idrogeno e ozono.
Una cometa come la 67P/Churyumov-Gerasimenko ha invece ricevuto, nel corso dei 4 miliardi e mezzo di anni da quando si è formata, una pioggia di raggi cosmici, particelle sì energetiche, ma in grado di penetrare solo pochi metri nella superficie cometaria.
C’è però da tenere presente il fatto che la cometa “si consuma”, perdendo tra uno e dieci metri della sua circonferenza per ogni rivoluzione attorno al Sole. I ricercatori hanno calcolato che dal suo ultimo incontro con Giove – avvenuto nel 1959 e che ha fissato la cometa sulla sua orbita attuale – la 67P abbia perso più di 100 metri di spessore.
Ritratto della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko nel settembre 2014, ripreso dal sistema di fotocamere di Rosetta mentre la sonda si trovava a 28 km dal corpo ghiacciato. Contemporaneamente, lo spettrometro di massa ROSINA raccoglieva i dati di cui si parla nell’articolo. Crediti: ESA/Rosetta/NAVCAM
Ritratto della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko nel settembre 2014, ripreso dal sistema di fotocamere di Rosetta mentre la sonda si trovava a 28 km dal corpo ghiacciato. Contemporaneamente, lo spettrometro di massa ROSINA raccoglieva i dati di cui si parla nell’articolo. Crediti: ESA/Rosetta/NAVCAM
La spiegazione più probabile della presenza di ossigeno molecolare sul grumo ghiacciato, secondo gli autori del nuovo studio, è che le molecole si siano originate in un’epoca antichissima, prima della formazione del Sistema Solare, attraverso l’azione disgregante di particelle ad alta energia sul ghiaccio d’acqua presente nella nebulosa primordiale da cui il Sistema Solare ha avuto origine.
L’ossigeno così prodotto sarebbe stato “messo in freezer”, per poi essere liberato durante la sublimazione della cometa, arrivando inalterato dall’alba dei tempi fino alle delicate narici dello strumento ROSINA. Le cui misurazioni dell’ossigeno, sottolineano gli scienziati, mostrano che almeno una parte significativa del materiale cometario è più vecchio del Sistema Solare stesso. Una scoperta che, secondo Altwegg, «probabilmente screditerà alcuni modelli teorici sulla formazione del Sistema Solare».
