La sonda Lucy della NASA ha scoperto un asteroide oscillante a forma di arachide con tracce di acqua antica

L’asteroide si è formato circa 155 milioni di anni fa, quando frammenti provenienti da una violenta collisione si sono gradualmente uniti. Da allora, una forza sottile ma persistente generata dalla luce solare ne ha alterato la rotazione, mentre tracce di acqua antica sono rimaste preservate nella sua superficie rocciosa.

Il 20 aprile 2025, Lucy è passata a soli 650 miglia da Donaldjohanson mentre attraversava la fascia principale degli asteroidi diretta verso un gruppo di asteroidi troiani di Giove. Durante il sorvolo, la sonda ha catturato le prime immagini ravvicinate e raccolto misurazioni scientifiche dettagliate. Queste osservazioni hanno rivelato un asteroide che non ruota nel modo semplice che gli scienziati si aspettavano.

Lucy ha inoltre fornito immagini dettagliate della forma insolita di Donaldjohanson, insieme a crateri, creste e altre caratteristiche superficiali che aiutano a raccontare la storia della sua evoluzione.

Il sorvolo dell’asteroide Lucy rivela una rotazione insolita

L’incontro è servito da prova generale per le future visite di Lucy agli asteroidi troiani, a cominciare dal sorvolo di Eurybates il 12 agosto 2027. Durante i test dei sistemi della sonda e delle operazioni di missione, gli scienziati hanno avuto una preziosa opportunità di studiare un asteroide precedentemente inesplorato e di confrontarlo con Bennu e Ryugu, due asteroidi che sono stati esaminati da vicino tramite missioni di ritorno di campioni.

I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati il ​​18 giugno sulla rivista Science .

Prima dell’arrivo di Lucy, gli astronomi che studiavano Donaldjohanson dalla Terra avevano notato uno schema ripetitivo nella luminosità dell’asteroide. Queste osservazioni suggerivano che si trattasse di un oggetto allungato che compiva una rotazione completa ogni 10,5 giorni terrestri.

Le misurazioni ravvicinate effettuate dalla sonda spaziale hanno rivelato una realtà più complessa.

Invece di ruotare attorno a un singolo asse come la maggior parte degli asteroidi e dei pianeti, Donaldjohanson si comporta più come una trottola traballante. Gli scienziati hanno scoperto che compie una rotazione completa su se stesso ogni 10,5 giorni, oscillando contemporaneamente avanti e indietro attorno al suo asse maggiore ogni 26,5 giorni.

Asteroide a forma di arachide formatosi da un’antica collisione

Le osservazioni terrestri avevano già suggerito che Donaldjohanson fosse allungato, ma Lucy ha dimostrato che l’asteroide è in realtà composto da due lobi collegati tra loro da uno stretto collo.

Gli scienziati descrivono questo tipo di struttura come bilobata. Probabilmente si è formata quando due frammenti, prodotti da una precedente collisione, si sono avvicinati e fusi per effetto della propria gravità.

I ricercatori stimano che l’asteroide ruotasse almeno dieci volte più velocemente poco dopo la sua formazione. Negli ultimi 20-60 milioni di anni, tuttavia, tale rotazione è gradualmente rallentata.

Con la diminuzione della velocità di rotazione, l’equilibrio tra forze centrifughe e gravità si è modificato. Rocce e detriti si sono spostati lungo i pendii, rimodellando parti della superficie e contribuendo all’aspetto più morbido di molti crateri visibili nelle immagini di Lucy.

Il team ritiene che questo rallentamento sia stato causato dall’effetto YOURP, un processo sottile guidato dalla luce solare.

Quando la luce solare riscalda un asteroide, la sua superficie rilascia quell’energia sotto forma di radiazione infrarossa. Sebbene la forza di rinculo risultante sia estremamente piccola, agisce continuamente per milioni di anni. Poiché la forma di Donaldjohanson è irregolare, queste piccole forze non si annullano completamente e creano invece un effetto di torsione che altera gradualmente la rotazione dell’asteroide.

Lo stesso processo può sia rallentare che accelerare la rotazione di un asteroide. Bennu, che ruota una volta ogni quattro ore, e Ryugu, che ruota all’incirca una volta ogni sette ore, probabilmente ruotavano molto più lentamente in un lontano passato, prima che l’evento YORP ne accelerasse la rotazione.

Tracce di antiche acque a Donaldjohanson

Mentre Lucy sfrecciava accanto a Donaldjohanson a circa 48.000 km/h, i suoi strumenti hanno rilevato minerali argillosi ricchi di ferro sulla superficie dell’asteroide.

Questi minerali avrebbero potuto formarsi solo in presenza di acqua liquida. Tuttavia, gli scienziati ritengono che l’esposizione all’acqua sia stata relativamente breve.

Nel tempo, l’interazione prolungata con l’acqua tende a sostituire il ferro presente nei minerali argillosi con altri elementi come il magnesio. Poiché le argille di Donaldjohanson rimangono ricche di ferro, i ricercatori hanno concluso che l’acqua liquida era presente solo per un periodo limitato.

La situazione sembra diversa per Bennu e Ryugu. Entrambi gli asteroidi contengono argille ricche di magnesio, il che suggerisce che abbiano subito periodi di esposizione all’acqua molto più lunghi, forse della durata di milioni di anni, quando facevano ancora parte di corpi progenitori più grandi.

Queste differenze potrebbero indicare che gli asteroidi progenitori si sono formati in momenti diversi o in regioni diverse del sistema solare prima di entrare a far parte della fascia principale degli asteroidi.

Confronto tra Donaldjohanson, Bennu e Ryugu

Gli scienziati ritengono che Donaldjohanson abbia avuto origine dai resti rocciosi di un asteroide più grande, ricco di carbonio e acqua, che si è frantumato in seguito a una collisione all’interno della fascia principale degli asteroidi.

Bennu e Ryugu si sono probabilmente formati attraverso un processo simile e nella stessa regione. Tuttavia, presentano importanti differenze.

Donaldjohanson ha solo circa 155 milioni di anni, il che lo rende molto più giovane di Bennu e Ryugu, la cui formazione è stimata tra 1 e 2 miliardi di anni fa.

Anche la loro storia orbitale è diversa. Donaldjohanson è rimasto nella fascia degli asteroidi sin dalla sua formazione, mentre Bennu e Ryugu sono infine migrati in orbite vicine alla Terra che li portano periodicamente in prossimità del nostro pianeta. Queste traiettorie li hanno resi destinazioni ideali per missioni di ritorno di campioni.

“Per gli scienziati è utile confrontare Donaldjohanson con asteroidi come Bennu e Ryugu, che sembrano simili, perché ogni minima differenza rappresenta un ulteriore indizio sulla nostra storia d’origine”, ha affermato Simone Marchi, vice responsabile scientifica del progetto Lucy e autrice principale dello studio presso la sede di Boulder, in Colorado, del Southwest Research Institute.

“Una volta che inizieremo a saperne di più sui Troiani, una popolazione di rocce spaziali completamente diversa con storie molto differenti, la nostra comprensione della formazione del sistema solare è destinata a essere messa in discussione”, ha affermato Marchi.

Chiamata Lucy in onore del famoso antenato umano fossilizzato scoperto in Etiopia nel 1974, la sonda è in viaggio per diventare la prima missione a esplorare gli asteroidi troiani di Giove. Questi oggetti antichi e relativamente immutati si sono formati nelle prime fasi della storia del sistema solare e potrebbero aiutare gli scienziati a comprendere meglio come si sono formati e spostati i pianeti prima di stabilizzarsi nelle loro posizioni attuali.

Informazioni sulla Missione Lucy

Il responsabile scientifico della missione Lucy ha sede presso l’ufficio di Boulder, in Colorado, del Southwest Research Institute, la cui sede centrale si trova a San Antonio. Il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland, sovrintende alla gestione della missione, all’ingegneria dei sistemi, alla sicurezza e alla garanzia della missione. La sonda spaziale è stata costruita da Lockheed Martin Space a Littleton, in Colorado.

Lucy è la tredicesima missione del programma Discovery della NASA. Il programma è gestito dal Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, in Alabama, per conto della Direzione delle Missioni Scientifiche dell’agenzia a Washington.