THEIA: NUOVE SCOPERTE

Circa 4,5 miliardi di anni fa, un evento drammatico trasformò per sempre la Terra. 

Un protopianeta noto come Theia colpì il nostro pianeta. Gli scienziati non riescono ancora a ricostruire completamente la sequenza dell'impatto o ciò che è seguito, ma le conseguenze sono chiare. La collisione ha alterato le dimensioni, la struttura e l'orbita della Terra e alla fine ha portato alla creazione della Luna, che da allora è rimasta la nostra costante compagna nello spazio.

Questo solleva diverse domande importanti. Che tipo di oggetto si è scontrato con la Terra? Quanto era massiccia Theia, di cosa era composta e da quale regione del Sistema Solare è arrivata? 

Queste domande rimangono impegnative perché Theia non è sopravvissuta all’impatto. 

Nonostante ciò, gli indizi chimici legati alla sua esistenza persistono all'interno della Terra e della Luna. 

Un nuovo studio pubblicato il 20 novembre 2025, su Science e condotto da ricercatori del Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) e dell'Università di Chicago utilizza questi indizi per ricostruire la probabile composizione di Theia e identificare dove potrebbe essersi formata.

Nel nuovo studio, gli scienziati hanno misurato i rapporti di isotopi del ferro nelle rocce della Terra e della Luna con un livello di precisione mai raggiunto prima. Hanno analizzato 15 campioni dalla Terra e sei campioni lunari restituiti dalle missioni Apollo. I risultati erano coerenti con il lavoro precedente sugli isotopi di cromo, calcio, titanio e zirconio: la Terra e la Luna non mostrano differenze misurabili in questi rapporti.

Questa partita ravvicinata, tuttavia, non rivela direttamente com'era Theia. Modelli di collisione multipli potrebbero ancora produrre lo stesso risultato finale. In alcuni scenari, la Luna si forma principalmente dal materiale di Theia. In altri, la Terra primordiale contribuisce con la maggior parte del materiale, o i due corpi si mescolano così accuratamente che le loro singole firme non possono essere separate.

Per saperne di più su Theia, il team ha trattato il sistema Terra-Luna come un puzzle che potrebbe essere risolto all'indietro. 

Considerando le identiche firme isotopiche trovate in entrambi i corpi, hanno testato combinazioni di possibili composizioni di Theia, dimensioni e proprietà delle prime della Terra che avrebbero potuto produrre lo stato finale che osserviamo oggi.

La loro analisi includeva isotopi di ferro, cromo, molibdeno e zirconio. Ogni elemento fornisce informazioni su una diversa fase dello sviluppo planetario.

Molto prima della collisione con Theia, la prima Terra ha sperimentato un processo di differenziazione interna. Man mano che si formava il nucleo metallico della Terra, elementi come il ferro e il molibdeno migrarono verso l'interno e si concentrarono lì, lasciando il mantello con quantità molto inferiori. Il ferro che ora si trova nel mantello della Terra deve quindi essere arrivato dopo la formazione del nucleo, forse consegnato da Theia. Elementi come lo zirconio, che è rimasto nel mantello, registrano l'intera storia della formazione del pianeta.

Quando i ricercatori hanno confrontato tutte le combinazioni matematicamente possibili di Theia e delle prime composizioni della Terra, hanno scoperto che alcuni risultati erano altamente improbabili.

"Lo scenario più convincente è che la maggior parte degli elementi costitutivi della Terra e di Theia hanno avuto origine nel Sistema Solare interno. È probabile che la Terra e Theia siano stati vicini di casa" ha detto Timo Hopp, scienziato MPS e autore principale del nuovo studio

Il primo indizio della Terra può essere spiegato principalmente come un mix di tipi di meteoriti noti. 

Theia è diversa. I meteoriti provengono da regioni specifiche del Sistema Solare e agiscono come punti di riferimento per i materiali disponibili durante la formazione dei pianeti. Nel caso di Theia, i dati suggeriscono che la sua composizione non può essere completamente abbinata a gruppi di meteoriti noti. Invece, i risultati indicano che parte del materiale da costruzione di Theia proveniva da ancora più vicino al Sole rispetto alla regione di origine della Terra. Secondo i calcoli della squadra, Theia molto probabilmente formò l'interno dell’orbita terrestre, prima che i due corpi alla fine si scontrassero.

Fonte della storia:

Materiale fornito dal Max Planck Institute for Solar System Research.

Foto Credit: MPS / Mark A. Aglio

Viaggio In 3D Nel Sottosuolo di Marte

Grazie al radar Sharad (Shallow Subsurface Radar) dell’ASI, montato a bordo del satellite NASA Mars Reconnaissance Orbiter, un team di ricercatori ha realizzato delle mappe 3D di una serie di canali sotto la superficie di Marte, la cui origine risalirebbe a un'antica inondazione.

Un team di ricercatori ha creato delle nuove mappe 3D del sottosuolo di Marte che mostrano per la prima volta dei canali ormai sepolti, scavati probabilmente da un’antica inondazione.

La ricostruzione è stata possibile grazie al radar Sharad (Shallow Subsurface Radar) dell’Agenzia spaziale italiana (ASI), montato a bordo del satellite della NASA Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Il sistema di canali è stato individuato sepolto sotto la regione vulcanica chiamata Elysium Planitia, che si trova in prossimità dell’equatore. Lungo un migliaio di chilometri, è stato ribattezzato Marte Vallis.

Grazie al radar italiano Sharad, un gruppo di ricercatori statunitensi guidati da Gareth A. Morgan, geologo presso lo Smithsonian Institution di Washington, ha scoperto questi canali ricoperti dalla lava e che si trovano a una profondità doppia rispetto a quanto era stato ipotizzato finora dagli scienziati. I ricercatori hanno anche ricondotto l’inondazione che deve aver prodotto i canali alle cosiddette Cerberus Fossae, un sistema di fratture nella roccia marziana anch’esse ormai sepolte sotto la lava.

«I nostri risultati – ha detto - ci suggeriscono che l’acqua è probabilmente sgorgata da una falda sotterranea, e che è stata liberata dall’attività tettonica o vulcanica locale». «Questo studio dimostra l’importanza di scandagliare il pianeta con l’ausilio di un radar orbitante per comprendere come l’acqua abbia modellato la superficie di Marte».

Lo studio ha coinvolto ricercatori del Goddard Space Flight Center della NASA, del Jet Propulsion Laboratory, del Planetary Science Directorate e dello Smithsonian Institution. Lo studio “3D Reconstruction of the Source and Scale of Buried Young Flood Channels on Mars” è stato pubblicato il 7 marzo su Science.

A cura di Eleonora Ferroni

Foto di apertura
Crediti: NASA/MOLA Team/Smithsonian

Fonte:
http://www.media.inaf.it/2013/03/08/viaggio-3d-nel-sottosuolo-di-marte/

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Buco Nero Nei Paraggi

Dall’analisi delle variazioni periodiche nell’emissione luminosa di Swift J1357.2−0933, una binaria formata da un buco nero e dalla sua stella compagna, si intuisce la presenza di una strana conformazione mai vista prima.

Mettiamo che stiate pedalando in bicicletta, quando all’improvviso cominciate a sentire uno strano rumore. Un rumore intermittente, più o meno regolare. Senza nemmeno bisogno di guardare, semplicemente ascoltandone il ritmo e confrontandolo con la vostra pedalata, già siete in grado di fare ipotesi: qualcosa è finito fra i raggi delle ruote, o nel mozzo, o fra i pedali. Ancora non sapete esattamente di che si tratta – un rametto? una foglia? una zolla di terra? – però potete intuire non solo che c’è effettivamente qualcosa, ma persino dove potrebbe essersi incastrata. Senz’altro indizio che le onde sonore.

Che c’entra con l’astrofisica? Bene, mettiamo ora che ci sia, a circa 5000 anni luce dalla Terra, un sistema binario formato da una stella e da un buco nero che pedalano l’uno attorno all’altra al ritmo di un giro ogni 2 ore e 48 minuti. Osservando l’emissione – non sonora, in questo caso, bensì luminosa – del sistema, riuscite ad accorgervi che varia in modo strano, non giustificabile se non con la presenza d’un oggetto imprevisto. Proprio come con la bicicletta, non avete la più pallida idea di che si possa trattare, ma sapete che c’è. E analizzando le onde luminose con più attenzione riuscite persino a capire dove si trova l’intruso e che forma potrebbe avere: è una struttura mai vista prima, tanto che la vostra scoperta finisce dritta sulle pagine di Science.

Ebbene, è esattamente ciò che è riuscito a compiere un team di astronomi guidato da Jesús Corral-Santana dell’Instituto de Astrofísica de Canarias di La Laguna, alle Canarie. Allertati dal satellite Swift della NASA, che il 28 gennaio del 2011 aveva individuato una binaria X nella costellazione della Vergine, tra il febbraio e il marzo successivi hanno puntato gli specchi da 2.5 e 4.2 metri dei telescopi Isaac Newton e William Herschel (entrambi sull’Isola di La Palma, accanto al TNG) in quella direzione. Il sistema, battezzato Swift J1357.2-0933, è una cosiddetta VXFB (Very Faint X-ray Binary), ovvero una binaria X ultra-debole: una classe particolare di cui sono già stati osservati, nella nostra galassia, circa una quarantina d’esemplari.

In prima battuta Swift J1357.2-0933 sembra avere una conformazione standard: un buco nero “cannibale” (di circa 3 masse solari) circondato da uno spesso disco d’accrescimento attorno al quale spiraleggia, come una falena attratta da una lanterna, una piccola stella (appena un quarto della massa del Sole) che gli cede materia, in attesa di capitolare. Ha però una peculiarità, rispetto ai sistemi analoghi già conosciuti: oltre a essere relativamente vicino (1500 parsec), visto dalla Terra è orientato in modo tale che lo riusciamo a osservare quasi di taglio. Quel “quasi” è importante: proprio la leggera inclinazione consente infatti una vista privilegiata, tale da poter cogliere i fotoni provenienti dalla zona interna del disco d’accrescimento pur mantenendo una prospettiva, appunto, di taglio.

Ed è proprio dall’analisi delle variazioni periodiche nello spettro di quei fotoni – troppo rapide rispetto al periodo orbitale del sistema – che Corral-Santana e colleghi sono riusciti a rilevare la presenza dell’intruso, a localizzarne la posizione e a ricostruirne la forma: si tratta di una struttura verticale mai vista prima che si erge al centro del disco d’accrescimento della binaria X, proprio nei pressi del buco nero. Ora si tratta di capire a cosa possa essere dovuta, e se è presente o meno anche nelle altre VXFB.

Per saperne di più:

Leggi su Science l’articolo ”A Black Hole Nova Obscured by an Inner Disk Torus“, di J. M. Corral-Santana, J. Casares, T. Muñoz-Darias, P. Rodríguez-Gil, T. Shahbaz, M. A. P. Torres, C. Zurita e A. A. Tyndall

Foto in alto
Rappresentazione artistica della binaria X Swift J1357.2-0933. Crediti: Gabriel Perez Diaz, IAC

A cura di Marco Malaspina

Fonte
http://www.media.inaf.it/2013/03/01/qualcosa-attorno-al-buco-nero/