Nuove tecniche all’avanguardia svelano le origini del sistema solare
Gli scienziati stanno costantemente aggiungendo ulteriori dettagli a una delle più grandi storie mai raccontate: le origini del nostro sistema solare. Comprendere come si sono formati i nostri corpi planetari non solo soddisferà la curiosità, ma favorirà anche la ricerca di altri mondi abitabili nell’universo. Un personaggio chiave è rappresentato dagli elementi volatili, ovvero sostanze chimiche che si trasformano facilmente in vapore, come idrogeno, anidride carbonica e acqua. Gli elementi volatili svolgono un ruolo fondamentale nei processi funzionali di un pianeta e sono essenziali per lo sviluppo della vita. Sulla Terra, determinano le caratteristiche fisiche delle rocce e il movimento del mantello, contribuendo inoltre a generare il nostro campo magnetico. Un progetto finanziato dall’UE, PRISTINE, ha sviluppato un nuovo metodo per comprendere meglio gli elementi volatili. Anziché misurare l’abbondanza degli elementi volatili, il team di PRISTINE analizza i loro isotopi: atomi di elementi chimici dotati di una massa leggermente diversa. Gli isotopi si sviluppano nel tempo attraverso i cambiamenti fisici e chimici nell’ambiente, quindi la loro analisi può indicare processi verificatisi nel passato. PRISTINE si è concentrato sui rapporti isotopici in campioni extraterrestri raccolti durante precedenti missioni spaziali. Il progetto ha già contribuito ad accrescere le nostre conoscenze sull’origine della Luna. Secondo una delle principali teorie, la Luna si sarebbe formata in seguito a una collisione tra la prima Terra e un altro piccolo pianeta. «Attraverso i nostri dati possiamo prospettare per la prima volta che in seguito a questo evento la Luna deve aver perso i suoi elementi volatili, e che questi sono probabilmente ricaduti sulla Terra», afferma Frederic Moynier, un cosmochimico dell’Università di Parigi.
Nuove tecniche per ricercare elementi volatili
Il team ha utilizzato una serie di strumenti all’avanguardia conosciuti come spettrometri di massa multicollettore con plasma accoppiato induttivamente, che analizzano i rapporti isotopici. «In questi tipi di spettrometri di massa, gli elementi sono ionizzati in un plasma di argon e separati elettromagneticamente; successivamente ne viene misurata l’abbondanza», spiega Moynier. Una difficoltà in questo caso è data dal fatto che gli scienziati devono iniettare solo l’elemento richiesto nel dispositivo: pertanto, devono usare metodi chimici per estrarre l’elemento puro dai campioni e scartare il resto. Il team ha sviluppato metodi per analizzare i rapporti isotopici dei metalli volatili come lo zinco e il rubidio in campioni prelevati dalla Luna e dalla Terra. «Abbiamo dimostrato che l’esaurimento degli elementi volatili lunari deve essere avvenuto durante un processo di evaporazione su larga scala. In altre parole, il materiale che ha formato la Luna conteneva elementi volatili e li ha persi persino durante la sua creazione», afferma.
Un nuovo progetto per scavare più a fondo
I risultati accrescono notevolmente la nostra comprensione della formazione della Luna, ma sono molte le domande senza risposta. «Abbiamo suggerito che, per esempio, gli elementi volatili della Luna siano ricaduti sulla Terra, ma non si tratta di un meccanismo banale. Ora stiamo lavorando con i colleghi che eseguono la modellazione astrofisica per risolvere questa domanda», aggiunge. PRISTINE è terminato, ma Moynier approfondirà la ricerca con una nuova sovvenzione del Consiglio europeo della ricerca. Il prossimo progetto, METAL, cercherà di costruire un quadro ancora più completo del primo sistema solare. «Una volta che sapremo come i pianeti del sistema solare hanno acquisito i loro elementi volatili, potremmo fare lo stesso con i pianeti extrasolari», osserva Moynier. Tutto ciò diventerà ancora più entusiasmante con le nuove immagini che dovrebbero arrivare grazie al telescopio spaziale James Webb della NASA, lanciato di recente, e a campioni come quelli raccolti dall’asteroide Ryugu dagli scienziati giapponesi.
Parole chiave
PRISTINE, luna, terra, solare, sistema, origine, volatile, formazione, spazio, pianeti, acqua
