Poco più di 4 miliardi di anni fa, i pianeti del nostro sistema solare coesistevano con un gran numero di piccoli oggetti rocciosi o ghiacciati che orbitavano intorno al Sole. Questi erano gli ultimi resti dei planetesimi: i primitivi blocchi che formavano i pianeti.
La maggior parte di questi oggetti rimanenti furono poi persi, poiché i cambiamenti nelle orbite dei pianeti giganti li spargevano verso le lontane estensioni del sistema solare o oltre. Ma alcuni sono stati catturati in due regioni meno distanti, vicino a punti dove l’influenza gravitazionale di Giove e il Sole si bilanciano, e sono rimasti intrappolati lì, per lo più intatti, per miliardi di anni.
Tra tre anni, un’astronave chiamata Lucy, ispirata al famoso fossile , inizierà la sua esplorazione che potrebbe aiutare a determinare la storia iniziale del Sistema Solare.
La missione Lucy della NASA volerà da sei di questi planetesimi intrappolati – gli asteroidi di Giove Trojan – dando
Crediti: Istituto Astronomico di CAS / Petr Scheirich (usato con permesso)
all’umanità il suo primo assaggio di questi oggetti antichi. Studiando questi fossili di formazione planetaria, la missione di Lucy potrebbe rivelare tanto sullo sviluppo del sistema solare quanto il fossile di Lucy sull’evoluzione umana. E sulla strada per i Troiani, Lucy visiterà un asteroide che la squadra ha chiamato Donaldjohanson, dopo l’antropologo che ha scoperto lo scheletro fossilizzato del nostro antenato.
“I troiani sono indizi vitali sull’origine del Sistema Solare perché sono resti residui, e quindi sono stati testimoni del processo che ha costruito i pianeti”, ha detto il ricercatore principale Harold Levison del Southwest Research Institute di Boulder, in Colorado.
I Troiani orbitano intorno al Sole in sincronia con Giove, seguendo quasi lo stesso percorso, ma guidando il pianeta gigante di circa un sesto del percorso attorno all’orbita, o trascinandosi di una stessa quantità. Questo li tiene vicino a uno dei due punti “Lagrange” gravitazionalmente stabili, L4 e L5, posizionati all’apice di un triangolo equilatero con Giove e il Sole, dove sono protetti dall’essere perturbati su orbite diverse o fuori dal sistema solare interamente. Le aree attorno ai punti L4 e L5 di Giove contengono ciascuno uno sciame di oggetti di miliardi di anni che contengono informazioni sulla storia del nostro sistema solare.
Le osservazioni terrestri hanno permesso agli astronomi di classificare gli asteroidi Troiani con sottili variazioni di colore e composizione probabile. “Vediamo variazioni nelle proprietà che possiamo misurare dalla Terra e vorremmo conoscere le basi fisiche dietro questa variazione”, ha detto lo scienziato del progetto Lucy Keith Noll. “Una missione per un singolo oggetto non avrebbe permesso quel tipo di confronto – campionando una serie diversificata di oggetti, Lucy fornirà una base migliore per capire quello che stiamo vedendo nella popolazione più ampia.” Visitando sei Troiani che coprono tutti i I tipi principali, due dei quali costituiscono un sistema binario (due oggetti che orbitano l’un l’altro), Lucy otterrà una grande quantità di informazioni sugli oggetti che compongono il disco planetario originale del sistema solare. Noll lavora presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt,
Una caratteristica che i Troiani hanno in comune è che sono oscuri. “Riflettono solo il quattro o il cinque per cento della luce che li colpisce”, ha detto Noll. “È davvero buio. Il pavimento nero sulla strada è molto più riflettente. ”
Ciò che oscura i Troiani è un mistero che potrebbe avere implicazioni sorprendenti per la nostra Terra. “Gli oggetti scuri possono avere composti organici (contenenti carbonio) sulle loro superfici”, ha detto la scienziata senior Amy Simon. “Se molti dei Troiani che esaminiamo mostrano prove di sostanze organiche, implicheranno che gli elementi costitutivi della vita erano comuni a tutto il sistema solare primitivo.” Simon lavora alla NASA Goddard dove lavora come vice investigatrice principale per uno dei veicoli spaziali di Lucy strumenti.
Alcuni degli stessi processi che hanno intrappolato i Troiani nelle loro orbite attuali hanno inviato altri pianeti rimanenti più lontani dal Sole, e ora li troviamo nella Fascia di Kuiper, la regione ghiacciata oltre Nettuno che ospita Plutone e altri pianeti nani. (La nave spaziale New Horizons della NASA ha esplorato Plutone dopo un viaggio di 9 anni, e sorvolerà un altro oggetto della cintura di Kuiper il primo dell’anno 2019.)
La raccolta di dati sarà vitale per il successo di Lucy. La missione trasporterà quattro strumenti nel suo carico utile: L’Ralph, costituito da MVIC (Multi-spectral Visible Imaging Camera), un imager multi-colore e LEISA (Linear Etalon Imaging Spectral Array), uno spettrografo che fornirà informazioni sulla superficie composizione; L’LORRI (Long Range Reconnaissance Imager), una fotocamera ad alta risoluzione; e L’TES (Thermal Emission Spectrometer), che misurerà le temperature superficiali dei Troiani. E oltre agli strumenti scientifici, le comunicazioni di Lucy (radio) e il sistema di acquisizione target (TTCam) contribuiranno alla missione scientifica. L’Ralph analizzerà le superfici dei troiani per cercare la presenza di diversi silicati, ghiacci e sostanze organiche su questi asteroidi. L’LORRI adotterà le immagini ad alta definizione dei Troiani integrati da TTCam all’approccio più vicino. L’TES studierà lo stato fisico delle superfici dei Troiani e i dati radio saranno utilizzati congiuntamente ai dati di imaging per determinare le loro masse e densità.
La partenza di Lucy è prevista per ottobre 2021, con il volo di più bersagli in orbite attorno al Sole rispetto a qualsiasi altra missione nella storia. Le risposte alle domande chiave sul passato remoto del sistema solare saranno ora a portata di mano, grazie alla missione Lucy.
La missione di Lucy è guidata dal Dr. Harold Levison e dal suo team presso il Southwest Research Institute ed è gestita dal Goddard Space Flight Center della NASA. Gli strumenti su Lucy sono sviluppati da Goddard, Arizona State University, e dal laboratorio di fisica applicata dell’Università Johns Hopkins. Il veicolo spaziale sarà sviluppato e costruito da Lockheed Martin. Dopo la sua costruzione, Lucy sarà sottoposta a ulteriori test e in tre anni sarà lanciata in una missione che cambierà per sempre la nostra conoscenza del sistema solare.
