Intro

Gli ultimi due mesi hanno visto l’uscita di tante ricerche e notizie che hanno riguardato il Pianeta Rosso, la prima delle quali è la rivelazione, da prendere con cautela, della scoperta di potenziali firme biologiche di antichi batteri. Un recente studio ha poi analizzato i dust devil dall’orbita marziana e adesso sappiamo un po’ meglio come si comportano questi mini tornado. E poi c’è una cometa interstellare che ha “sfiorato” il pianeta a 30 milioni di km di distanza osservata da satelliti e anche da un rover… Ma prima di tutto questo, riprendiamo il filo delle cronache dell’esplorazione del Cratere Jezero, si parte!

Megaripple e Megabrecce aavanti a Perseverance

Abbiamo lasciato il nostro rover impegnato nel tentativo di scavalcare il bordo est di Krokodillen, l’unità geologica che ha esplorato negli scorsi mesi, così da raggiungere l’affioramento roccioso chiamato Midtoya. Tuttavia il confine si era rivelato troppo ripido per il rover che ha dovuto rinunciare a quella via per dirigersi invece verso sud.
Il 13 agosto è così giunto nelle vicinanze della località Kerrlaguna. Il nome è mutuato da quello di un lago situato nell’isola Prins Karls Forland delle Svalbard, il cui parco nazionale Forlandet ospita anche la montagna Krokodillen, in effetti gli scienziati della NASA stanno attingendo proprio da questa area i toponimi utilizzati per la geografia marziana dell’attuale quadrante.

In Kerrlaguna il rover ha incontrato un campo di megaripple. Il termine, generalmente non tradotto in italiano, viene utilizzato in riferimento al paesaggio marziano per indicare le creste di sabbia modellate dal vento che sul Pianeta Rosso raggiungono fino a un metro di altezza. A differenza delle simili formazioni studiate da Curiosity quasi 10 anni fa nella località Bagnold Dune Field, capaci di spostarsi di un metro ogni anno terrestre a causa del vento, i megaripple di Kerrlaguna sono dune non più attive, molto probabilmente a causa della lenta formazione di una crosta di sali. Lo studio di questi megaripple tramite fotografie, nonché l’analisi dell’ambiente circostante con i sensori meteorologici della suite MEDA, ci aiuterà a comprendere il ruolo del vento e dell’acqua nel sagomare il paesaggio marziano.

Quattro Sol più tardi e 430 metri a sud-ovest, Perseverance raggiunge un differente bordo dell’unità Krokodillen. Si tratta del lungo affioramento Soroya, selezionato da tempo come obiettivo a causa del suo colore molto più chiaro rispetto alle zone circostanti. La navigazione autonoma che a quanto pare funziona alla perfezione, porta il rover su un’area pianeggiante con rocce esposte.

I basamenti di quest’area, a prima vista tutti piatti e levigati, a un’osservazione più attenta rivelano alcuni massi con superfici ruvide ricchissime di piccoli granelli inclusi nella roccia. Uno di questi massi viene “spazzato” in superficie dalla polvere per mezzo dei getti supersonici di azoto e poi osservato da vicino con la camera WATSON. Le foto documentano una trama grossolana e irregolare, composta da granuli di dimensioni variabili e da una sottile patina violacea diffusa sulla superficie.

Le immagini notturne, illuminate dai LED della camera, mettono in evidenza riflessi iridescenti: è un segnale tipico della presenza di olivina, un minerale vulcanico già identificato in altre zone del margine di Krokodillen. Queste caratteristiche, insieme alla distribuzione dei materiali e al contesto geologico, portano il team a ipotizzare che si tratti di depositi formatisi da colate di cenere vulcanica esplosiva, il prodotto di eruzioni catastrofiche che hanno distribuito ceneri e frammenti fusi sul terreno che si sono poi consolidati nel tempo.

Terminate le analisi sulle rocce di Soroya, a fine agosto Perseverance si sposta verso nord-est per circa 180 metri ed entra in quella che si ritiene possa essere una megabreccia. Con questo termine, identico in inglese e italiano in quanto derivato dal latino, si intendono campi costituiti da blocchi di roccia più grandi di un metro, fratturati e rimescolati da violenti eventi d’impatto. Questi eventi, che riportano in superficie materiale proveniente dagli strati interni della crosta marziana, offrono l’opportunità di esaminare alcune delle rocce più antiche a cui il rover potrà mai accedere.

L’esplorazione di quest’area è documentata nella porzione più a est della mappa dai ripetuti zigzag e impegna il rover per tutto il mese di settembre e l’inizio di ottobre, toccando le rocce (o “megablocchi”) Scotiafjellet e Monacofjellet. “Peachflya” e “Klorne”, i nomi di due abrasioni che Perseverance esegue qui, raccontano delle storie differenti tra loro e forniscono uno spaccato della complessità geologica di Marte.

La prima, “Peachflya”, si è rivelata un mosaico di frammenti minerali differenti. Ciò confermerebbe che la roccia analizzata sia effettivamente una breccia, formata dall’unione di pezzi più antichi cementati insieme dopo un evento altamente energetico. Peachflya racconta una storia di distruzione e ricomposizione: frammenti dell’antica crosta marziana spezzati, trasportati e poi saldati in un nuovo insieme.

A pochi metri di distanza la seconda abrasione, “Klorne”, ha un racconto dicevamo differente. La sua superficie, di un verde tenue punteggiato da venature bianche, rivela un processo opposto: non fratture e violenza, ma trasformazione chimica lenta e profonda. Il colore verde è tipico del minerale serpentino, che si forma quando l’acqua interagisce con rocce ricche di ferro e magnesio.
Così, in un breve tratto di terreno, Perseverance ha osservato due facce della storia marziana: una segnata dagli impatti che plasmarono la crosta primordiale, l’altra modellata dall’azione dell’acqua che, almeno per un tempo, ne modificò la composizione chimica.

Più di 1000 Dust Devil ci raccontano il clima Marziano

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I venti su Marte soffiano molto più forte di quanto finora immaginassimo. Lo rivela uno studio pubblicato su Science Advances frutto dell’analisi di immagini raccolte nel corso di vent’anni dalle sonde europee Mars Express ed ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO).
Gli scienziati, guidati da Valentin Bickel dell’Università di Berna, hanno individuato e tracciato 1039 dust devil, i vortici di polvere che attraversano la superficie marziana come piccoli tornado. Si tratta della più vasta catalogazione mai realizzata di questi fenomeni e per la prima volta include anche la direzione e la velocità dei loro movimenti.

I dust devil nascono quando l’aria calda vicina al suolo sale rapidamente, incontrando strati più freddi che ne innescano la rotazione. Lo stesso fenomeno avviene nei deserti terrestri, ma su Marte ha effetti ben più duraturi: la sottile atmosfera e l’assenza di pioggia fanno sì che la polvere rimanga sospesa a lungo, contribuendo a modellare il clima del pianeta. La polvere marziana, infatti, influenza la temperatura riflettendo la luce solare di giorno e trattenendo il calore di notte. Inoltre può innescare la formazione di nubi e, nel caso delle tempeste di polvere più potenti, favorire la perdita di acqua verso lo spazio.

Grazie a un algoritmo di intelligenza artificiale addestrato a riconoscere i vortici nelle immagini satellitari, i ricercatori hanno analizzato quasi 45 mila soggetti acquisiti dai satelliti Mars Express e TGO a partire rispettivamente dal 2004 e dal 2016. Si è così scoperto che alcuni dust devil si muovono a velocità fino a 44 metri al secondo, equivalenti a 158 km/h.

Un valore superiore a quello previsto dai modelli climatici precedenti ma tuttavia, a causa della bassissima densità dell’atmosfera marziana, un vento del genere sarebbe ben lontano dal possedere la forza di una tempesta terrestre: si ritiene che un astronauta, posizionato sul suolo marziano, potrebbe percepirlo come poco più di una brezza.

Il nuovo catalogo globale dei dust devil consente di comprendere meglio dove e quando la polvere viene sollevata dal suolo. I vortici sono stati osservati in ogni regione del pianeta, dai crateri ai giganteschi vulcani, con una particolare concentrazione nella zona di Amazonis Planitia (in alto a sinistra nella mappa), una vasta pianura ricoperta di sabbia e polvere fine. La loro frequenza segue le stagioni marziane: sono più comuni in primavera e in estate, tra le 11:00 e le 14:00 LTST (ora solare locale), proprio come avviene sulla Terra.

Si stima che, in media, ogni giorno su Marte si formi un dust devil per chilometro quadrato con una vita che va da pochi minuti ad alcune ore. Pur nell’impossibilità per i due satelliti coinvolti di rilevare ogni singolo diavolo di polvere sul pianeta, questo primo catalogo compie un passo importante nell’analisi statistica di tali fenomeni atmosferici e può permettere fin d’ora di migliorare i modelli del clima marziano a disposizione degli scienziati.

Oltre all’interesse scientifico, queste informazioni avranno un impatto concreto sulla pianificazione delle missioni spaziali. Conoscere la direzione e la forza dei venti aiuta a scegliere i siti di atterraggio più sicuri, a stimare quanta polvere potrebbe depositarsi sui pannelli solari di rover o lander e soppesare i vantaggi offerti da sistemi di pulizia.

I ricercatori evidenziano che i satelliti Mars Express e TGO non erano stati pensati per misurare i venti e quindi si è sfruttato un effetto indesiderato nelle immagini. Ogni foto è composta da acquisizioni in più canali, fino a 9 nel caso di Mars Express, ripresi con piccoli intervalli tra loro variabili tra 7 e 19 secondi. Questa tecnica di acquisizione non presenta problemi se il terreno è statico. Ma se un oggetto si muove tra un canale e l’altro compaiono lievi “sfocature” colorate.
Proprio analizzando questi spostamenti, il team è riuscito a calcolare la velocità dei vortici. Come spiega Bickel, “abbiamo trasformato il rumore delle immagini in dati scientifici preziosi”.

Perseverance non ha Fotografato 3I/ATLAS, oppure sì?

La cometa 3I/ATLAS è il terzo oggetto noto proveniente dall’esterno del nostro Sistema Solare ad essere stato scoperto mentre attraversava i nostri dintorni spaziali. Gli astronomi l’hanno classificato come interstellare a causa della forma iperbolica della sua orbita: tracciandola all’indietro nel tempo risulta evidente che la cometa ha avuto origine al di fuori delle orbite degli oggetti che ruotano intorno alla nostra stella.

La NASA (analogamente ad altre agenzie spaziali, come vedremo a breve) sta coordinando le attività per monitorare 3I/ATLAS con i propri satelliti. Questo sforzo non è certamente agevolato dallo shutdown imposto il primo ottobre dal governo statunitense che ha costretto al congedo forzato 15000 dipendenti. Circa 3000 sono quelli che portano avanti attività inderogabili dell’Agenzia, senza le quali missioni miliardarie potrebbero essere compromesse, o che assicurano la sicurezza degli astronauti nello spazio. Senza contare i preparativi per la cruciale Artemis 2 la cui prima finestra di lancio è prevista per febbraio 2026.

Tra i vari apparati che hanno tenuto d’occhio la cometa interstellare c’è stato anche un osservatore marziano d’eccezione: Perseverance. Il rover ha tentato in due occasioni di fotografare 3I/ATLAS approfittando del suo massimo avvicinamento al Pianeta Rosso avvenuto il 3 ottobre, quando la cometa è sfilata a circa 30 milioni di km da Marte. Ma in questa cronaca vediamo prima di tutto di chiarire un grosso malinteso relativo al secondo tentativo di fotografare la cometa che Perseverance ha compiuto nella notte del Sol 1643, alle ore 6:41 italiane del 4 ottobre.

All’inizio del mese la NASA aveva diffuso, senza fornire alcun contesto, un’immagine con uno sfondo completamente nero in cui si vede solo una scia biancastra.
Moltissimi siti hanno ripreso questa immagine descrivendola come la prova dell’osservazione di 3I/ATLAS da parte del rover marziano. Ma indaghiamo meglio queste affermazioni.

Perseverance ha una limitazione di memoria per cui il computer di bordo può gestire immagini solo fino a 1280 x 960 pixel. Quello che si fa per preservare la massima risoluzione disponibile in uscita dalle camere di navigazione è scomporre il frame originale, così come acquisito dal sensore, in un mosaico di 16 subframe. L’immagine con la scia è solo uno di questi, e va a posizionarsi sul lato sinistro dell’immagine originale.
Il tempo di scatto cumulativo è di 52 secondi, ottenuto combinando direttamente al momento dell’acquisizione 16 singole esposizioni da 3.28 secondi. Purtroppo anche nell’immagine completa si capirebbe ancora ben poco, con la corta scia che è difficile da posizionare in cielo senza altri riferimenti.

Ci viene in aiuto un’ottima elaborazione da parte di Simeon Schmauß che ha ridotto il rumore digitale esaltando le altre debolissime stelle all’interno del campo visivo della NavCam.

Al brillante alone dell’oggetto a sinistra, ovvero la scia solitaria da cui siamo partiti, si aggiungono altre stelle. La più brillante in alto al centro del campo è Arcturus, mentre più giù si osserva abbastanza chiaramente la coda dell’Orsa Maggiore. Possiamo verificare questa visuale direttamente su Stellarium il quale, inserendo data e ora di acquisizione della foto, ci dà il responso: la scia luminosa non è stata prodotta da 3I/ATLAS ma da Fobos, la più grande delle lune marziane. La cometa è al centro del campo nella costellazione dei Cani da Caccia, non lontana da Cor Caroli, ma con una magnitudine stimata da Stellarium a 10.5 è molto al di sotto del limite di osservabilità.

Ma quindi questa cometa si è vista da Marte?

Dopo aver analizzato l’immagine NavCam e svelato la natura della misteriosa scia, facciamo un piccolo passo indietro. La notte è sempre quella del 4 ottobre, ma giusto qualche minuto prima di quell’acquisizione.
Tra le 6:26 e le 6:36 Perseverance ha puntato verso 3I/ATLAS anche la Right MastCam-Z impostata a 110 mm di lunghezza focale. Vengono scattate 20 immagini da 30 secondi in cui apparentemente non si vede nulla che non sia un terribile rumore digitale.
Ancora una volta ci rivolgiamo a Simeon Schmauß il quale ha eseguito lo stacking delle 20 foto e una successiva eccellente elaborazione.
Tante scie stellari dovute ai 30 secondi di posa si accendono grazie all’elaborazione di Simeon e c’è anche una macchia diffusa molto sospetta. Inserendo l’immagine in un software di astrometria abbiamo la conferma che ci troviamo nella costellazione dei Cani da Caccia e che quella debole macchia è proprio 3I/ATLAS, esattamente nella posizione prevista.
Un personale ringraziamento va a Simeon sia per le immagini che per lo scambio piacevole e proficuo che abbiamo avuto tramite messaggi privati su Bluesky.

3I/ATLAS vista anche dall’orbita di Marte

Il 7 ottobre l’Agenzia Spaziale Europea ESA ha diffuso le immagini della cometa interstellare catturate tramite il satellite Trace Gas Orbiter. TGO ha impiegato lo strumento CaSSIS producendo una sequenza di immagini a partire da esposizioni di 5 secondi.
La dimensione del nucleo della cometa è troppo piccolo per poter essere risolto dalla camera di TGO da 30 milioni di km di distanza, ciò che si vede è la brillante chioma che si estende per alcune migliaia di km mentre il corpo celeste viene riscaldato dalla radiazione solare e i suoi ghiacci sublimano disperdendosi nello spazio.

A inizio ottobre mancavano ancora all’appello immagini di Mars Express, penalizzata dal fatto che il suo massimo tempo di esposizione è di 500 ms, un decimo di TGO, e la luminosità di 3I/ATLAS era ancora troppo bassa per consentirne la rilevazione. Risulta che i due satelliti abbiano tentato anche l’osservazione spettrale con gli strumenti OMEGA e SPICAM di Mars Express e NOMAD di TGO, ma non sono stati rilasciati dettagli a riguardo. È possibile che la coma e la coda della cometa non fossero abbastanza brillanti per ottenere delle rilevazioni significative.

A novembre 3I/ATLAS sarà stata osservata dalla sonda JUICE, anch’essa gestita dall’ESA. Tuttavia, vista l’attuale vicinanza al Sole durante questo frangente del suo viaggio verso Giove, al momento la sonda sta usando l’antenna ad alto guadagno come scudo termico e le comunicazioni avvengono solo tramite l’antenna a basso guadagno e dal limitato data rate. Vista inoltre la sua posizione, dall’altra parte del Sistema Solare rispetto alla Terra, non avremo conferma della rilevazione della cometa da parte sua prima di febbraio 2026.

Possibili segnali di vita su Marte

Nel pomeriggio di mercoledì 10 settembre la NASA ha indetto una conferenza stampa per riportare delle scoperte avvenute nell’ambito dell’esplorazione del Cratere Jezero e documentate in un articolo pubblicato contestualmente sulla rivista Nature.
Perseverance parrebbe aver raggiunto uno degli obiettivi più ambiziosi della missione: individuare potenziali tracce di vita passata in un antico ambiente lacustre. Le analisi condotte nella formazione Bright Angel, nella Neretva Vallis, hanno svelato risultati che accendono il dibattito scientifico.

Dopo aver individuato l’anno scorso Cheyava Falls, una roccia con macchie molto particolari (l’abbiamo raccontata in questa rubrica su Coelum Astronomia n. 270), il rover Perseverance ha prodotto dati che sono stati poi sottoposti a un severo processo di peer review, un passaggio fondamentale che alla fine di questi mesi ha consentito di confermare la validità delle conclusioni. Un tempo simili ipotesi venivano presto smentite, ma in questo caso i revisori hanno concordato che la scoperta è solida e i risultati rappresentano, per usare le parole dell’amministratore ad interim della NASA Sean Duffy, “il segnale di vita più chiaro mai trovato su Marte”.

Le rocce esplorate a Bright Angel sono argilliti, cioè rocce fini di origine sedimentaria, che contengono non solo carbonio organico ma anche particolari strutture mineralogiche: piccoli noduli e fronti di reazione formati da fosfati e solfuri di ferro. Minerali come la vivianite e la greigite, individuati grazie alle analisi chimiche e spettroscopiche, sono particolarmente interessanti perché sulla Terra si associano spesso a processi microbici di ossidoriduzione che avvengono in ambienti acquatici.

Queste osservazioni sono il frutto del lavoro di tre strumenti chiave del rover. Il primo è WATSON che ha permesso di riconoscere le microscopiche strutture nodulari e i contrasti cromatici dei fronti di reazione, le cosiddette “macchie di leopardo” e i “semi di papavero” (leopard spots e poppy seeds in inglese). C’è poi PIXL, lo spettrometro a fluorescenza X che ha mappato la distribuzione chimica della roccia mostrando come ferro, fosforo e zolfo si concentrino nei noduli, confermando che si sono formati in situ a seguito di reazioni chimiche successive alla deposizione. L’ultimo strumento è SHERLOC, lo spettrometro Raman dedicato alla ricerca di molecole organiche, il quale ha individuato la banda G nei suoi spettri.

Quando parliamo di tracce organiche su Marte, uno dei segnali più cercati è proprio la banda G rilevata dalla spettroscopia Raman. Essa è un picco caratteristico nello spettro Raman, centrato intorno a 1600 cm⁻¹, che corrisponde alla vibrazione degli atomi di carbonio in strutture a legame sp², tipiche della grafite e di molte molecole organiche complesse.

Tuttavia la banda G da sola non prova l’esistenza di vita perché il carbonio organico può avere anche origini abiotiche. Gli scienziati mantengono grande prudenza perché le stesse trasformazioni potrebbero essere spiegate da reazioni puramente chimiche che possono ridurre il ferro e lo zolfo in condizioni compatibili con quelle presenti su Marte miliardi di anni fa.

Il suo riscontro tuttavia, in associazione a minerali redox-sensibili come vivianite e greigite, e in un contesto sedimentario acquoso, aumenta l’interesse astrobiologico delle rocce della formazione Bright Angel. Sulla Terra, fenomeni simili avvengono in ambienti lacustri o marini poco ossigenati, dove la degradazione della materia organica da parte di microbi porta a reazioni chimiche che precipitano questi minerali. La combinazione di materia organica, noduli mineralogici redox e contesto sedimentario acquoso confermano la formazione Bright Angel come uno dei siti più promettenti finora esplorati per indagare la questione della vita sul Pianeta Rosso.

Il lavoro del team scientifico di Perseverance ha permesso di utilizzare ogni strumento disponibile sul rover, spingendo al limite le sue capacità di analisi ma per determinare in modo definitivo se le “firme biologiche” trovate nelle rocce fangose siano effettivamente di origine biologica, sarà necessario riportare i campioni sulla Terra. Infatti una possibile spiegazione non biologica suggerisce che i minerali come la grigite potrebbero essersi formati se la roccia fosse stata riscaldata, un processo che il rover non può confermare.

Perseverance ha già raccolto un campione da questa unità, chiamato “Sapphire Canyon”, che un giorno potrebbe essere analizzato nei laboratori terrestri. Solo studi più dettagliati, con strumentazione avanzata, potranno chiarire se le tracce trovate siano il risultato di semplici reazioni chimiche o, al contrario, il primo segnale confermato della presenza di antichi microbi marziani.

La speranza è che la comunità di ricerca, con l’accesso ai dati e, in futuro, ai campioni stessi, possa condurre esperimenti in laboratorio per ricreare queste caratteristiche, sia con processi biologici che non, e svelare così il mistero.

La NASA è inoltre il primo attore che non intende fermarsi ai risultati correnti: la conferenza di presentazione della ricerca è stata anche un appello al mondo scientifico a continuare con ancora maggior severità la revisione dei dati e delle attuali ipotesi. La ricerca, perciò, continua, e rappresenta solo l’ultimo tassello di un lavoro iniziato dalla NASA 30 anni fa con il piccolo rover Sojourner e che mantiene più vivo che mai l’entusiasmo per ciò che il futuro dell’esplorazione marziana ci riserverà.

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L’ARTICOLO E’ PUBBLICATO IN COELUM 277