Cerere: il pianeta nano che nasconde un criovulcano

Cerere è un pianeta nano nella fascia principale degli asteroidi, tra Marte e Giove. Fu il primo oggetto identificato nella fascia degli asteroidi, scoperto il 1° gennaio 1801 da Giuseppe Piazzi presso l'Osservatorio Astronomico di Palermo, in Sicilia, e originariamente annunciato come un nuovo pianeta. Per decenni gli astronomi credettero davvero di aver trovato un mondo mancante tra Marte e Giove — e in un certo senso, più di due secoli dopo, questo si è rivelato più vicino alla verità di quanto chiunque si aspettasse.

Cerere fu successivamente classificato come asteroide, poi come l'unico pianeta nano confermato all'interno della fascia degli asteroidi e il più grande oggetto della fascia privo di una luna. È anche l'unico pianeta nano riconosciuto nel Sistema Solare la cui orbita si trova entro quella di Nettuno — ogni altro pianeta nano vive nella fredda e lontana fascia di Kuiper, mentre Cerere orbita relativamente vicino a casa.

Questa vicinanza non ne ha reso facile l'osservazione. Il diametro di Cerere è circa un quarto di quello della Luna, e la sua magnitudine apparente varia tra 6,7 e 9,3, troppo debole per essere visibile a occhio nudo se non sotto cieli estremamente bui. Ci sono voluti due secoli e una missione spaziale dedicata per rivelare che tipo di mondo sia realmente.

Piazzi osservò Cerere 24 volte, con l'ultimo avvistamento l'11 febbraio 1801, quando una malattia interruppe il suo lavoro. Annunciò la scoperta il 24 gennaio 1801 in lettere agli astronomi Barnaba Oriani e Johann Bode — la notizia di un nuovo "pianeta" si diffuse in tutta Europa tramite lettere prima che chiunque altro potesse confermare l'avvistamento. Il nome proposto da Piazzi per la sua scoperta fu Ceres Ferdinandea, in onore della dea romana dell'agricoltura e del re Ferdinando III di Sicilia, suo sovrano e mecenate. La parte "Ferdinandea" non sopravvisse; la parte "Ceres" divenne permanente.

Cerere orbita attorno al Sole una volta ogni 4,6 anni terrestri, vicino al centro della fascia degli asteroidi tra Marte e Giove. Fisicamente, Cerere domina il suo vicinato. È il più grande asteroide della fascia principale, con un diametro medio di 939,4 km e una massa di 9,38x10^20 kg, come misurato dalla sonda Dawn. Cerere costituisce il 40% della massa totale stimata della fascia degli asteroidi e ha una massa tre volte e mezza superiore a quella del secondo asteroide più grande, Vesta, eppure ha solo un settantottesimo della massa della Luna — un gigante tra gli asteroidi, ma ancora un peso leggero rispetto a un vero satellite planetario.

La bassa densità di Cerere suggerisce di cosa sia effettivamente composto. Ha una densità di 2,16 g/cm3, il che indica che circa un quarto della sua massa è ghiaccio d'acqua; nel complesso, Cerere è composto per circa il 50% da acqua in volume, contro appena lo 0,1% della Terra. Si tratta di una quantità impressionante di acqua racchiusa in un corpo grande appena un quarto della Luna — proporzionalmente più di quasi ogni altro luogo vicino nel Sistema Solare.

Gran parte della superficie superficiale di Cerere è ricca di carbonio, per circa il 20% in massa, e composti organici sono stati rilevati nel cratere Ernutet, con almeno altre undici regioni identificate come candidate alla loro presenza. Una chimica ricca di acqua e carbonio nello stesso piccolo mondo è esattamente il tipo di combinazione che attira l'attenzione degli astrobiologi.

La superficie di Cerere racconta una storia di impatti che non ha mai trovato piena corrispondenza nei modelli. I modelli prevedevano che Cerere dovesse avere da 10 a 15 crateri più grandi di 400 km di diametro, eppure il cratere confermato più grande, il bacino Kerwan, misura solo 284 km. Qualcosa ha cancellato le cicatrici più grandi. La più vasta caratteristica geografica di Cerere è la Vendimia Planitia, un antico bacino appiattito di 800 km — probabilmente il fantasma di uno di quei crateri giganti scomparsi, levigato nel tempo anziché conservato come una conca.

Questo livellamento indica un'attività criovulcanica. Cerere possiede una montagna prominente, Ahuna Mons, un apparente criovulcano con un'età massima stimata di 240 milioni di anni, basata sullo scarso numero di crateri che presenta — abbastanza giovane, su scala temporale geologica, da indicare che Cerere stava ancora attivamente rimodellando la propria superficie molto tempo dopo la formazione del Sistema Solare.

In nessun luogo questa attività è più visibile che nelle famose macchie chiare di Cerere. Dawn ha osservato centinaia di macchie chiare su Cerere, la più luminosa situata al centro del cratere Occator, largo 80 km, che presenta una fossa centrale larga da 9 a 10 km, parzialmente riempita da una cupola. La caratteristica più luminosa al centro del cratere Occator è chiamata Cerealia Facula, e si stima che l'impatto del cratere sia avvenuto circa 20-24,5 milioni di anni fa — abbastanza recente perché il processo che ha creato la macchia chiara possa essere ancora attivo oggi. Gli scienziati hanno riferito che le macchie chiare, comprese quelle di Occator, potrebbero essere legate a un tipo di sale, in particolare a una forma di salamoia contenente esaidrato di solfato di magnesio; il materiale chiaro sul fondo del cratere è risultato avere una composizione dominante di carbonati di sodio, fillosilicati di alluminio e cloruro di ammonio.

Nel 2017, la sonda Dawn ha confermato che Cerere possiede un'atmosfera transitoria di vapore acqueo — una foschia sottile e temporanea che sale e scende man mano che il ghiaccio vicino alla superficie sublima. Un piccolo pianeta nano dall'aspetto roccioso, si scopre, respira occasionalmente.

Tutto questo ha più senso se si considera l'età di Cerere. Cerere è un protopianeta sopravvissuto, formatosi 4,56 miliardi di anni fa, uno dei soli tre, insieme a Pallade e Vesta, ancora presenti nel Sistema Solare interno dopo che il resto si è fuso in pianeti, è stato frantumato in collisioni o è stato espulso da Giove. È uno dei pochi mattoni sopravvissuti dei primi giorni della formazione planetaria, sostanzialmente mai diventato parte di qualcosa di più grande.

Questa età profonda e l'abbondante acqua rendono Cerere più interessante di quanto le sue piccole dimensioni possano suggerire. Cerere possiede la maggior quantità d'acqua tra i corpi del Sistema Solare interno dopo la Terra, e le probabili sacche di salamoia sotterranee potrebbero fornire habitat per la vita — una possibilità concreta per l'astrobiologia, che se ne sta tranquillamente nel mezzo della fascia degli asteroidi anziché tra le lune ghiacciate solitamente associate alla ricerca della vita.

Quasi tutto ciò che sappiamo oggi su Cerere proviene da un'unica sonda spaziale. Dawn, la prima missione spaziale a visitare sia Vesta sia Cerere, fu lanciata il 27 settembre 2007, entrò in orbita attorno a Vesta il 16 luglio 2011 ed entrò in orbita attorno a Cerere il 6 marzo 2015. Detiene un primato unico nell'esplorazione spaziale: Dawn è la prima missione a studiare un pianeta nano, arrivando su Cerere pochi mesi prima che la sonda New Horizons raggiungesse Plutone nel luglio 2015 — due pianeti nani che hanno ricevuto le loro prime visite ravvicinate a distanza di pochi mesi l'una dall'altra, dopo più di due secoli in cui erano stati visti solo come punti di luce.

• Wikipedia: Cerere (pianeta nano)
• Wikipedia: Dawn (sonda spaziale)