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Aggiornato il 27/10/2019
21 Lutetia
Scoperta:
Lutetia fu scoperto il 15 novembre 1852 da Hermann Mayer Salomon Goldschmidt dal suo appartamento a Parigi, sopra il Café Procope, il nome Lutetia deriva infatti da quello latino della capitale francese e venne scelto da François Arago, direttore dell'osservatorio della città. Lutetia è il primo asteroide individuato da un astronomo dilettante.
Forma:
Uno studio del 2003 aveva dimostrato che Lutetia è uno sferoide con diverse irregolarità nella forma; questo è stato poi confermato dalle immagini ricevute dalla sonda Rosetta.
Ha anche mostrato che il polo di Lutetia è orientato verso le coordinate dell'eclittica (β, λ) = (3°, 40°) oppure (β, λ) = (3°, 220°) con una incertezza di 10°.
Questo vuol dire che l'asteroide ha una inclinazione assiale rispettivamente di 85° oppure 89°, e che l'asse di rotazione è quasi parallelo all'eclittica, cioè simile a quello del pianeta Urano.
Superficie:
La composizione di Lutetia ha lasciato perplessi gli astronomi per qualche tempo, e sono state avviate diverse indagini in vista del volo ravvicinato di Rosetta del 2010. Nonostante sia stato classificato come asteroide di tipo M, molti dei quali sono di tipo metallico, Lutetia è uno di quei membri anomali del gruppo che non mostrano molte tracce di metalli sulla loro superficie. Tuttavia, ci sono varie indicazioni di una superficie povera di metalli: uno spettro piatto, a bassa frequenza simile a quello della condrite carbonacea e degli asteroidi di classe C, con un tenue albedo radar diverso da quello intenso degli asteroidi metallici.
Lutetia ha un'età di circa 3,6 miliardi di anni e potrebbe essere un planetesimo. Ha una elevata densità (pari a 3,4 g/cm³) e la superficie ha una composizione uniforme, che non appare essere stata modellata dall'acqua. È ricoperto di uno strato di polvere molto fine ed omogeneo, simile alla regolite. Potrebbe avere una crosta primordiale, formata da materiali assimilabili a meteoriti primitive, come condriti carbonacee ed enstatitiche. Le temperature medie oscillano tra 63 e 245 K.
Rosetta ha ripreso immagini dell’asteroide per circa due ore durante il passaggio, rivelando la presenza sulla sua superficie di numerosi crateri da impatto e centinaia di solchi o canali. I crateri da impatto sono osservabili su tutti i corpi del Sistema Solare che abbiano una superficie solida, prova tangibile di un’intensa storia di collisioni tra essi. Osservare solchi o canali è invece meno frequente, ad oggi ne sono stati osservati solamente sul suolo di Phobos, il maggiore e il più interno dei due satelliti naturali del pianeta Marte, e sugli asteroidi Eros e Vesta e sempre grazie alle osservazioni effettuate da veicoli spaziali.
C’è ancora molta discussione sul modo in cui questi canali si siano formati, ma sembra che la loro presenza sia correlata agli impatti. Le onde d’urto provocate dall’impatto viaggiano infatti “attraverso” l’interno di un corpo piccolo e poroso, fratturandone la superficie e dando così origine ai solchi.
Dice in proposito Sebastien Besse, ricercatore presso il Centro Tecnico dell’ESA (ESTEC) e primo autore dello studio pubblicato su Planetary and Space Science : «nel caso di Lutetia, se partiamo dall’osservazione della disposizione concentrica dei solchi intorno ai crateri da impatto presenti, possiamo identificare 200 di queste formazioni appartenenti a distinte “famiglie” legate a tre differenti crateri da impatto»
Uno dei sistemi di solchi è associato al cratere denominato Massilia, mentre un altro sistema è associato al gruppo di crateri del Polo Nord dell’asteroide, che ricomprende un certo numero di crateri sovrapposti. In entrambi i casi ci troviamo nell’emisfero nord di Lutetia.
Un altro raggruppamento di solchi indicherebbe invece la presenza di un cratere posizionato nell’emisfero sud dell’asteroide, in un punto che non è stato osservato nemmeno durante il passaggio di Rosetta. La sua presenza sottintesa, implicita, gli è valso il nome di “Suspicio”. I solchi correlati a Suspicio ricoprono una vasta area dell’asteroide suggerendo che il cratere di estenda su un’area vasta varie decine di chilometri. Per fare una comparazione con i crateri visibili, quello denominato Massilia – il maggiore ad oggi conosciuto su Lutetia ha – ha un diametro di circa 55 chilometri, mentre il più grande di quelli appartenenti al cluster polare è ampio circa 34 chilometri.
«Questi tre impatti principali hanno senz’altro deformato in modo importante l’aspetto di Lutetia», aggiunge Sebastien, e continua «questo studio porta nuove conoscenze sulla “catastrofica” storia di questi piccoli corpi».
Osservando quanti piccoli crateri in successione ci siano nel solco dei canali di Lutetia gli scienziati hanno stabilito l’età dei tre principali impatti. Si pensa che Massilia sia il più antico dei tre, che il cluster polare sia quello più giovane e che Suspicio si sia formato in un periodo intermedio.
Grazie alle osservazione effettuate da terra con l’Infrared Telescope Facility della NASA e a quelle fatte con ai telescopi Herschel dell’ESA e Spitzer, sempre della NASA, gli scienziati hanno potuto effettuare anche altre misurazioni su Lutetia. I modelli elaborati prima del flyby di Rosetta avevano già previsto la presenza di una vasta depressione nell’emisfero sud dell’asteroide. I dati raccolti grazie all’Infrared Telescope Facility suggeriscono invece che la composizione dell’asteroide vari dall’emisfero nord a quello sud.
Sebastien ed i coautori dello studio hanno ipotizzato che un grosso impatto, che potrebbe essere quello che ha dato origine al cratere Suspicio, abbia scavato via abbastanza materiale di differente composizione da poter spiegare la differenza che è stata osservata.
Nuove osservazioni mostrano che l’asteroide Lutetia è un frammento superstite del materiale originario che ha formato la Terra, Venere e Mercurio.
(A lato lo spettro nel visibile).
Combinando i dati della sonda Rosetta dell’ESA, dell’NTT (New Technology Telescope) dell’ESO e di alcuni telescopi della NASA gli astronomi hanno trovato che le proprietà dell’asteroide sono molto simili a quelle di un tipo di meteoriti molto raro sulla Terra, che si pensa si sia formato nelle zone più interne del sistema solare. Lutetia deve essersi quindi spostata verso l’esterno, in qualche momento della sua vita, fino alla sua posizione attuale nella fascia principale degli asteroidi situata tra Marte e Giove.
Un’equipe di astronomi di università francesi e americane ha studiato in dettaglio il peculiare asteroide Lutetia a varie lunghezze d’onda per stabilirne la composizione. Dati della camera OSIRIS del satellite Rosetta dell’ESA (il satellite Rosetta, in viaggio verso la cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, ha sorvolato Lutetia il 10 luglio del 2010) e dell’NTT (New Technology Telescope) dell’ESO all’Osservatorio di La Silla in Cile, cosi come quelli dei telescopi della NASA: IRTF (Infrared Telescope Facility) alle Hawaii e Spitzer in orbita, sono stati combinati tra loro per creare lo spettro più completo mai realizzato per un asteroide.
Questo spettro di Lutetia è stato poi confrontato con quello di varie meteoriti trovate sulla Terra e ampiamente studiate in laboratorio. Solo un tipo di meteoriti, le enstatiti, ha mostrato proprietà simili a quelle di Lutetia in tutte le bande di colore.
Le enstatiti sono condriti particolari formate da materiale che risale alle prime fasi del Sistema Solare. Si pensa che si siano formate nelle vicinanze del Sole quando era giovane e che abbiano rappresentato uno dei principali costituenti della formazione dei pianeti rocciosi (le enstatiti (o condriti E) sono una classe unica di meteoriti che rappresenta solo il 2% di tutti i meteoriti recuperati. La chimica e la formazione mineralogica delle enstatiti è consistente con una zona di formazione relativamente vicina al Sole. Questo viene confermato da misure di isotopi (misura effettuata per ossigeno, azoto, rutenio, cromo e titanio): le condriti E sono l’unico gruppo di condriti che ha la stessa composizione isotopica del sistema Terra-Luna. Ciò suggerisce che la Terra si sia formata da materiale simile alle enstatiti e che le condriti E si siano formate alla stessa distanza dal Sole della Terra. Inoltre, è stato mostrato recentemente che la formazione a partire da enstatiti potrebbe spiegare la strana composizione chimica di Mercurio, prima inesplicabile. Questo implicherebbe che Mercurio, come la Terra, si sia formato per la maggior parte da materiale ricco di enstatiti.) in particolare di Terra, Venere e Mercurio (anche se si sono formati da materiale simile, il perché i tre pianeti interni siano così diversi l’uno dall’altro rimane un mistero). Sembra dunque che Lutetia non abbia avuto origine nella fascia degli asteroidi, dove si trova ora, ma molto più vicino al Sole.
“Ma come ha potuto Lutetia sottrarsi alle zone interne del Sistema Solare e raggiungere la fascia principale degli asteroidi?” si chiede Pierre Vernazza (ESO), primo autore dell’articolo scientifico.
Gli astronomi stimano che meno del 2% dei corpi che si trovavano nella regione in cui si è formata la Terra siano ora nella fascia principale degli asteroidi. Molti dei corpi del Sistema Solare interno sono scomparsi dopo pochi milioni di anni, finendo incorporati nei giovani pianeti che si stavano formando. Alcuni dei più grandi, con diametro di circa 100 chilometri o più, sono stati espulsi verso orbite più sicure, lontane dal Sole.
Lutetia, con un diametro di circa 100 chilometri, potrebbe essere stata lanciata verso l’esterno passando vicino a uno dei pianeti rocciosi, alterando di conseguenza radicalmente la sua orbita. L’incontro con un Giove ancora giovane, durante la sua migrazione verso la posizione attuale, spiegherebbe il drastico cambiamento dell’orbita di Lutetia.
“Pensiamo che Lutetia debba aver subito una spinta di questo tipo: è finita come un intruso nella fascia principale degli asteroidi ed è stata conservata lì per quattro miliardi di anni”, continua Pierre Vernazza.
Studi precedenti dei colori e delle proprietà della superficie hanno mostrato che Lutezia è un abitante molto strano e misterioso della fascia degli asteroidi. Alcune survey hanno mostrato che gli asteroidi di questo tipo sono molto rari e rappresentano meno dell’1% della popolazione di asteroidi nella cintura principale. I nuovi risultati spiegano perchè Lutetia è diversa: è un raro relitto del materiale originario che ha formato i pianeti rocciosi.
“Lutetia sembra essere il più grande tra i pochi resti di questo materiale nella fascia degli asteroidi. Per questo motivo gli asteroidi come Lutetia rappresentano obiettivi ideali per future missioni che riportino dei campioni sulla Terra. Potremo allora studare in dettaglio l’origine dei pianeti rocciosi, tra cui quello su cui viviamo”, conclude Pierre Vernazza.
Curva di luce:
Le dimensioni di Lutetia sono di (121± 1) × (101 ± 1) × (75 ± 13) km, con un diametro medio di 97,138 km, la sua massa è di 1.700 ± 0.017×1018 kg e la densità risulta essere 3.4 ± 0.3 kg/dm3, il suo albedo superficiale è di 0,19.
Parametri orbitali:
Orbita (vedi sopra) mediamente a 2,435 UA con un perielio di 2.036 UA ed un afelio di 2.834 UA, ed un'eccentricità di 0,164, con un periodo di rivoluzione di 3,80 anni (1387.902 giorni), la sua inclinazione orbitale risulta essere di soli 3,064° sull'eclittica.
(Nelle foto le riprese dal fly-by della sonda Rosetta).
Cartografia:
( Nomenclature delle principali formazioni superficiali ).
( Nomenclature delle varie regioni di Lutetia ).
Confronti:
Qui di seguito il confronto tra gli studi effettuati da Terra, e le immagini raccolte dalla sonda ROSETTA che ha effettuato un fly-by dell'asteroide Lutetia.
LINK:
Physical properties of the ESA Rosetta target asteroid (21) Lutetia
https://www.boulder.swri.edu/merline/press/drummond.lutetia.2010.as-published.pdf
MPC : http://www.minorplanetcenter.net/db_search/show_object?object_id=21
JPL : http://ssd.jpl.nasa.gov/sbdb.cgi?sstr=21
( Lutetia e sullo sfondo si può vedere Saturno ).
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A cura di Andreotti Roberto.
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