Questo meteorite potrebbe essere una reliquia di un “mondo perduto” del sistema solare

Tracce di reazioni chimiche ad alta pressione all’interno di un raro meteorite suggeriscono che questa roccia spaziale provenga da un pianeta che “non ce l’ha fatta” nelle prime fasi della storia del sistema solare
di Jenna Ahart/Scientific American
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Gran parte dell’astronomia moderna ruota attorno allo studio di strani mondi alieni: dal sistema di satelliti del Sole alle migliaia di esopianeti conosciuti che orbitano attorno ad altre stelle. Ma che dire di un mondo che non è mai riuscito a nascere?

Sembra essere proprio questo ciò che un gruppo di ricerca ha scoperto in un nuovo studio pubblicato sulla rivista “Earth and Planetary Science Letters”. Analizzando la composizione chimica di un meteorite di circa 4,56 miliardi di anni fa recuperato nel deserto del Sahara nel 2019, il gruppo ha scoperto che la roccia spaziale primordiale proveniva probabilmente dalle profondità ad alta pressione di un enorme protoplaneta, forse delle dimensioni di una luna, perduto da tempo durante le prime epoche del sistema solare.

La scoperta ha importanti implicazioni per la nostra comprensione della storia cosmica, afferma Francois Tissot, ricercatore di geochimica al California Institute of Technology, che non ha partecipato allo studio.

“Ciò significa che, entro quattro milioni di anni dalla formazione del sistema solare, si formano oggetti delle dimensioni della Luna”, afferma Tissot. “Si tratta di una scala temporale di formazione molto, molto rapida.”

Un mondo perduto

Il meteorite in questione, denominato NWA 12774, appartiene alla classe molto rara degli angriti. Queste rocce sono tra le più antiche rocce vulcaniche conosciute, risalenti a pochi milioni di anni dopo la formazione del sistema solare stesso, circa 4,56 miliardi di anni fa. Degli circa 80.000 meteoriti mai catalogati sulla Terra, meno di 70 sono angriti.

Nonostante la rarità e l’estrema antichità delle angriti, e il fatto che nessuno abbia mai confermato il corpo progenitore di questi meteoriti, molti scienziati avevano precedentemente ipotizzato che fossero frammenti staccatisi da rocce spaziali più grandi invece che resti di mondi a tutti gli effetti. L’idea di un grande corpo progenitore era già stata avanzata in precedenza, ma “la maggior parte degli scienziati considerava gli angriti come provenienti da un corpo piccolo, delle dimensioni di un asteroide”, afferma Aaron Bell, petrologista sperimentale presso l’Università del Colorado a Boulder e autore principale del nuovo studio. “L’avevamo semplicemente accettato perché non c’erano prove del contrario.”

Bell e i suoi colleghi hanno iniziato a riconsiderare tale ipotesi quando l’esame di NWA 12774 ha mostrato che i cristalli di un minerale chiamato clinopirosseno presenti nel meteorite contenevano una quantità particolarmente elevata di alluminio. Questo è un segno rivelatore del fatto che i cristalli si sono formati a grande pressione all’interno di un corpo progenitore.

“Quello è stato il segnale d’allarme che indicava che c’era qualcosa di insolito in questo meteorite”, chiarisce Bell.

Per capire esattamente quanta pressione richiedesse quella strana firma, Bell e il suo team hanno dovuto ideare un proprio strumento computazionale, un cosiddetto geobarometro basato sul clinopirosseno. L’idea è relativamente semplice: se si conosce l’esatta composizione del clinopirosseno ricco di alluminio e si può dedurre la composizione chimica più probabile della roccia fusa da cui si è formato, allora è possibile inserire queste informazioni in un modello al computer per determinare le caratteristiche fisiche del corpo parentale originale. C’è una certa bellezza, spiega Bell, nel seguire “quella catena di ragionamenti, dalla scala atomica al mondo perduto”.

Dopo circa un anno di sviluppo e di attenta verifica del modello, il team ha applicato il nuovo geobarometro a NWA 12774. Ciò che hanno scoperto è stato sorprendente. Il clinopirosseno di questa angrite deve essersi formato a una pressione di almeno 17,5 kilobar. Si tratta di oltre circa 18.000 chilogrammi per centimetro quadrato, e più di 15 volte la pressione che si percepirebbe nel punto più profondo degli oceani terrestri – molto più alta di quanto ci si aspetterebbe all’interno di un asteroide, per esempio.

I risultati suggeriscono che il corpo progenitore di NWA 12774 fosse molto più grande di un tipico abitante della fascia degli asteroidi. Bell e i suoi colleghi calcolano che il suo raggio minimo sarebbe stato di circa 1000 chilometri. Altri indizi suggeriscono che il corpo progenitore potrebbe essere stato ancora più grande; i cristalli conservano ancora spigoli vivi che avrebbero dovuto sciogliersi se fossero stati troppo in profondità nel sottosuolo, il che significa che il clinopirosseno potrebbe essersi formato a profondità relativamente basse all’interno di un oggetto di circa 1800 chilometri di diametro – grande quasi quanto la Luna terrestre. Bell esplora persino un’ipotesi in cui le dimensioni dell’oggetto potrebbero avvicinarsi a quelle di Marte, con un raggio di circa 3300 chilometri.

Nuovi indizi

Nel complesso, “si tratta di uno studio molto solido”, afferma Carl Agee, che svolge ricerche di meteoritica presso l’Università del New Mexico e non ha partecipato al nuovo lavoro. “Non credo che siamo al punto di aver dimostrato oltre ogni dubbio che nel sistema solare esistesse un pianeta o un corpo celeste primordiale di grandi dimensioni che presentasse queste pressioni. Ma questo particolare angrite sembra essere coerente con tale ipotesi.”

Altre linee di prove circostanziali suggeriscono inoltre che oggetti di dimensioni incredibili vagassero nelle epoche primitive del sistema solare. Si ipotizza, per esempio, che la Luna si sia formata dall’impatto di un corpo delle dimensioni di Marte che ha colpito il nostro pianeta quando la Terra aveva tra i 60 e i 140 milioni di anni.

Al di là della questione di come un protopianeta generatore di angriti possa essersi formato così presto, i dettagli della sua distruzione sono sconosciuti. Forse, dice Bell, l’oggetto è stato fatto a pezzi da collisioni, dopo le quali il suo materiale potrebbe essersi reincorporato nei pianeti terrestri che vediamo oggi. Oppure, tutti i suoi frammenti potrebbero essersi dispersi nella fascia degli asteroidi per poi piovere sotto forma di angriti nel corso dei millenni, afferma William Bottke, uno scienziato del sistema solare presso il Southwest Research Institute, che non ha partecipato allo studio. Ulteriori perfezionamenti dei modelli di formazione planetaria, osserva, potrebbero aiutare i ricercatori a chiarire questo quadro emergente.

Tuttavia, raccogliere ulteriori prove a favore di questo grande corpo progenitore probabilmente non sarà facile. “Stiamo entrando in una nuova era e c’è molto da confermare”, afferma Tissot. Sebbene speri che prestare attenzione ai meteoriti poco studiati possa aiutare a concretizzare questa teoria, “allo stesso tempo, quanti resti o frammenti di corpi molto grandi saremo in grado di trovare è una domanda difficile”, afferma.

Anche per Bell, le risposte si trovano probabilmente nei meteoriti che forse sono stati trascurati.

“La gente ama le missioni della NASA in cui andiamo a raccogliere campioni e li riportiamo sulla Terra”, spiega. “Ma in realtà disponiamo già di una vasta e variegata gamma di meteoriti sulla Terra.”

Forse, argomenta, la prossima grande scoperta nella mappatura della storia più antica del nostro sistema solare non deriverà dall’esplorazione di qualche mondo lontano, ma piuttosto dallo studio di campioni di rocce spaziali prelevati da regioni remote della Terra o persino da un cassetto polveroso in un museo.