(4) Vesta: intervista sull’evoluzione geologica dell’asteroide di Dawn

Vesta è uno degli asteroidi più grandi della Fascia Principale di Asteroidi. La sonda Dawn della NASA lo ha visitato tra ill 2011 ed il 2012 ed i suoi dati ci stanno portando ancora incredibili scoperte su questo corpo celeste, che è uno degli asteroidi più interessanti dal punto di vista geologico. Vediamo perché con Nicola Mari, geologo planetario dell’Università di Glasgow.

(4) Vesta è stato scoperto nel 1807 da Heinrich Wilhelm Olbers, a Brema, lo stesso astronomo che poco tempo prima aveva scoperto anche (2) Pallas e che riteneva i due fossero frammenti di un pianeta distrutto. Il numero (4) che da qui in poi sarà omesso, indica che Vesta è stato il 4° asteroide scoperto, dopo (1) Cerere, (2) Pallas e (3) Juno.

Vesta ha un diametro di circa 530 km e una massa in kilogrammi pari a circa 3 seguito da 20 zeri. Questo valore significa che circa il 12% della massa della Fascia Principale di Asteroidi, l’insieme di asteroidi situato tra l’orbita di Marte e quella di Giove, si trova in Vesta. Siccome la sua forma è quasi sferoidale, Vesta è un pianeta nano mancato, per quanto le differenze tra un grande asteroide ed un pianeta nano non siano ben definite.

Vesta non è un asteroide qualunque, ma è estremamente interessante dal punto di vista geologico, parliamone con Nicola Mari, geologo planetario che sta svolgendo un dottorato all’università di Glasgow, in Scozia.

Ciao Nicola, raccontaci un po’ chi sei e di cosa ti occupi a Glasgow.

Sono un geologo planetario e vulcanologo e nella mia ricerca cerco di scoprire come il mantello di Marte si è formato ed evoluto analizzando meteoriti marziane, che altro non sono che lava eruttata da vulcani su Marte. Per la mia ricerca, collaboro attivamente con la NASA e altri gruppi di ricercatori. Quello dell’interno dei pianeti terrestri è un tema ancora relativamente avvolto nel mistero, così con questa ricerca spero di ottenere risultati che possano aiutare a chiarire l’evoluzione di questi oggetti astronomici.

Come mai Vesta è così interessante dal punto di vista geologico?

Vesta è un eccezione nel Sistema Solare, una cosa più unica che rara. Quando si parla di Vesta si fa riferimento ad un asteroide ma, negli ultimi anni, nel mondo scientifico lo abbiamo classificato come protopianeta, ovvero uno stadio primitivo di un pianeta che, se ne avesse avuta la possibilità, si sarebbe evoluto in un pianeta vero e proprio. La possibilità non l’ha mai avuta in quanto non si è potuto legare gravitazionalmente a nessun altro corpo roccioso, rimanendo ad orbitare “da solo” attorno al Sole. Ad oggi, Vesta risulta l’unico corpo di questo tipo nel Sistema Solare.

Parlaci un po’ della sua evoluzione geologica.

Per spiegarlo devo per forza fare un breve riassunto della formazione del Sistema Solare. Secondo i modelli più accreditati della formazione del Sistema Solare, circa 4.6 miliardi di anni fa una protostella (una stella ancora nelle fasi iniziali di vita) era circondata da un disco di polveri e gas. Successivamente le polveri si sono aggregate tra loro sempre più a causa della forza di gravità, andando a formare dei granelli. I granelli hanno poi iniziato ad aggregarsi in rocce più grandi, poi in protopianeti, poi in embrioni planetari ed infine in pianeti.

La protostella che si trovava al centro del disco è diventata la nostra stella, il Sole, e l’intero processo di formazione planetaria è durato qualche decina di milioni di anni.

Quello che è strano è il fatto che Vesta rappresenti l’unico protopianeta sopravvissuto a questo processo. Com’è possibile? Vesta si è infatti formato molto velocemente nelle primissime fasi della nascita del Sistema Solare, solamente 2-3 milioni di anni dopo la sua formazione. Circa un milione di anni dopo l’intero corpo asteroidale ha subito una brusca fase di fusione dovuta al decadimento dell’ alluminio-26, un isotopo radioattivo dell’alluminio che esisteva nelle primissime fasi del Sistema Solare, probabilmente dovuto ad un esplosione di una vicina supernova. Durante questa fase di fusione probabilmente Vesta è stato ricoperto da un oceano di magma, a causa dell’eccessivo calore generato. Successivamente, per altri 3-4 milioni di anni, Vesta è andato incontro ad un processo di raffreddamento del magma (cristallizzazione) che ha formato la sua crosta di lava solidificata (probabilmente eruttata da vulcani sulla sua superficie), un mantello solido all’interno formato da rocce leggermente differenti, e un nucleo metallico al centro, un processo noto come differenziazione. Questa struttura “a strati”, come hanno tutti i pianeti terrestri, ha permesso di classificarlo come l’unico protopianeta esistente nel nostro sistema planetario.

Come facciamo a sapere queste cose?

Oltre ai dati della missione Dawn della NASA, che ha analizzato l’asteroide a differenti lunghezze d’onda, sulla Terra abbiamo delle particolari meteoriti che si pensa arrivino da Vesta, chiamati HED (Howardite-Eucrite-Diogenite). Analizzandoli in laboratorio, le HED ci danno preziosissime informazioni per capire indirettamente com’è la superficie e l’interno di Vesta. Queste meteoriti sono state espulse dalla crosta di Vesta dopo due grandi impatti avvenuti al suo polo sud, di cui oggi si notano i crateri.

A proposito di crateri al polo sud, nelle fotografie di Dawn si può vedere in questa regione un cratere veramente grande.

Speravo me lo chiedeste: il suo nome è Rheasilvia, e con i suoi 505 km di diametro è il più grande cratere che conosciamo nel Sistema Solare. Pensate che il picco centrale raggiunge i 22 km di altezza rispetto alla pianura circostante, che rappresenta il pavimento del cratere. Ma non è finita qui, perché Rheasilvia è impostato su un altro cratere più antico, Veneneia, più piccolo ma comunque molto grande, con i suoi 450 km di diametro. L’interesse geologico nei confronti di Rheasilvia è legato soprattutto al fatto che nel cratere si può osservare dell’olivina, un minerale tipico del mantello dei pianeti rocciosi, indicando quindi che probabilmente l’impatto ha scavato abbastanza in profondità da raggiungere le rocce del mantello. Tuttavia questa è un’ipotesi ancora oggetto di studio.

Ti ringraziamo per aver chiarito questa tematica abbastanza complicata in parole semplici e ti auguriamo un buon Asteroid Day ad un in bocca al lupo per la tua ricerca.

Grazie, per me è sempre un piacere contribuire alla divulgazione scientifica, soprattutto nell’era delle “fake news” in cui viviamo. Ora vi saluto e torno a lavoro… Su Marte!

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