Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature” descrive una ricerca sulla struttura interna della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Un team di scienziati, guidato da Martin Pätzold del Rheinische Institut für Umweltforschung dell’Università di Colonia, in Germania, ha analizzato i dati raccolti dalla sonda spaziale Rosetta dell’ESA per offrire alcune risposte alle domande degli astronomi. Secondo le loro conclusioni, la struttura interna della cometa è piuttosto omogenea e non contiene grandi cavità. La massa totale è stata stimata in quasi 10 miliardi di tonnellate.

Le comete sono costituite principalmente da polveri e ghiaccio perciò la loro densità dovrebbe essere maggiore di quella dell’acqua. Invece, le misure effettuate mostrano che alcune comete hanno una densità molto inferiore a quella dell’acqua ghiacciata. Le spiegazioni possibili sono due: all’interno di queste comete ci sono cavità vuote oppure il loro interno è omogeneo ma poroso in modo tale da abbassare notevolmente la densità dei materiali di cui è composto.

In precedenza, rilevazioni effettuati dalla sonda spaziale Rosetta con i suo radar CONSERT (Comet Nucleus Sounding Experiment by Radiowave Transmission) avevano mostrato che il lobo più piccolo della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko era omogeneo su scale spaziali di alcune decine di metri. Per ottenere misurazioni più complete, questa ricerca ha usato lo strumento RSI (Radio Science Investigation) per studiare il modo in cui Rosetta viene attratta dalla forza di gravità della cometa.

Anche se è limitato, l’effetto della gravità su Rosetta è sufficiente a influenzare le onde elettromagnetiche che invia verso la Terra a causa dell’effetto Doppler. Gli spostamenti della sonda spaziale causati dalle variazioni gravitazionali hanno determinato una variazione nelle frequenze delle onde radio trasmesse e la loro analisi ha permesso di creare un quadro della gravità in tutta la cometa.

Se all’interno della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko ci fossero vaste caverne, il calo locale di massa sarebbe stato sufficiente a ridurre l’attrazione esercitata su Rosetta in maniera tale da essere notata. Nell’effettuare i calcoli, gli scienziati hanno dovuto tenere conto anche delle altre influenze gravitazionali, esercitate dal Sole, dai pianeti e perfino dagli asteroidi più grandi.

Il passo successivo è stato quello di eliminare l’influenza della pressione del vento solare e quella esercitata dai gas emessi dalla cometa stessa. Ciò è stato possibile anche grazie allo strumento ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis), che serve proprio a misurare la pressione dei gas emessi dalla cometa.

Le rilevazioni effettuate dallo strumento RSI sono state facilitate dalla forma del nucleo della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Il timore era di non poter avere buone misurazioni perché gli scienziati ritenevano di doverle effettuare a una distanza inferiore a 10 chilometri dal nucleo ma un tale avvicinamento sarebbe stato poco prudente.

Le stime della distanza da raggiungere per effettuare le rilevazioni erano state fatte pensando a un nucleo almeno vagamente sferico. Invece, la forma a doppio lobo di 67P/Churyumov-Gerasimenko rende le variazioni gravitazionali molto più pronunciate e di conseguenza più facili da misurare anche a distanze ben maggiori.

La mappatura precisa del campo gravitazionale della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko ha permesso di stimare la sua massa a poco meno di 10 miliardi di tonnellate. Usando anche i modelli creati usando la macchina fotografica OSIRIS (Optical, Spectroscopic, and Infrared Remote Imaging System) è stato possibile stimare il suo volume a 18,7 km^3 e di conseguenza la sua densità media a 533 kg/m^3.

Questo tipo di ricerca non è finito. È previsto che missione della sonda spaziale Rosetta termini nel settembre 2016 con un tentativo di atterraggio sulla superficie della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, che a quel punto sarà troppo lontana dal Sole per essere attiva. L’avvicinamento permetterà di ottenere altri dati ancor più precisi.