Quaderno di scienze | La NASA rielabora la missione di ritorno del campione su Marte, il CERN misura l’ampiezza del bosone W, la spettroscopia distingue gli asteroidi dai detriti spaziali

-

Nell’ambito del programma Mars Sample Return (MSR) della NASA, il rover Perseverance ha raccolto campioni da quando è atterrato sul Pianeta Rosso nel 2021, e il ritorno sarebbe dovuto avvenire nel 2031. Tuttavia, una dichiarazione della NASA del 15 aprile suggerisce che il La missione dovrà essere rielaborata con un’alternativa più semplice, meno costosa e meno rischiosa a causa delle sfide al budget originale di 11 miliardi di dollari. Ciò è anche in risposta al rapporto del MSR Independent Review Board di settembre 2023.

L’obiettivo della missione è comprendere la formazione e l’evoluzione del nostro sistema solare e prepararsi per le future esplorazioni umane su Marte.

Sebbene sia stata ottenuta la raccolta dei campioni dopo l’atterraggio sicuro del rover, lanciare un razzo da un altro pianeta, cosa senza precedenti, e trasportare in sicurezza i campioni per oltre 21 milioni di km sulla Terra non è un compito da poco. “Dobbiamo guardare fuori dagli schemi per trovare una soluzione che sia allo stesso tempo conveniente e restituisca i campioni in un arco di tempo ragionevole”, ha affermato nella dichiarazione Bill Nelson, amministratore della NASA.

Leggi anche | I batteri intestinali che masticano il colesterolo possono ridurre il rischio di infarto

“Ciò include: un progetto di missione aggiornato con complessità ridotta, migliore resilienza, postura di rischio, maggiore responsabilità e coordinamento e un budget complessivo probabilmente compreso tra 8 e 11 miliardi di dollari. Considerato il budget per l’anno fiscale 2025 e i vincoli di bilancio previsti, nonché la necessità di mantenere un portafoglio scientifico equilibrato, l’attuale progetto della missione restituirà campioni nel 2040”, si legge nella nota.

Il CERN misura la larghezza del bosone W in decadimento

Una vista di un evento di collisione ATLAS in cui un candidato bosone W decade in un muone e un neutrino. Le tracce ricostruite delle particelle cariche nella parte interna del rilevatore ATLAS sono mostrate come linee arancioni. I depositi di energia nei calorimetri del rivelatore sono mostrati come riquadri gialli. Il muone identificato viene mostrato come una linea rossa. | Credito fotografico: ATLAS/CERN

LA scoperta del bosone di Higgs nel 2012, dal nome di Peter Higgs, che lo aveva teorizzato e scomparso di recente, ha collegato l’ultimo pezzo mancante nel Modello Standard (SM), la teoria fisica di maggior successo delle forze e delle particelle fondamentali nell’universo . Tuttavia, il modello non riesce a spiegare/adattare diverse cose come la gravità, la natura della materia oscura, l’energia oscura e l’origine dell’asimmetria materia-antimateria su scala cosmica al momento magnetico anomalo del muone, al decadimento del mesone B e al massa anomala del bosone W.

Esiste una fisica oltre questo quadro che potrebbe risolvere i misteri rimanenti dell’universo? Un parametro che può contenere indizi su nuovi fenomeni fisici è la “larghezza” del bosone W, il portatore elettricamente carico della forza debole (la forza subatomica che causa il decadimento radioattivo). La larghezza di una particella è direttamente correlata alla sua durata ed è una misura di come decade in altre particelle. Se il bosone W decade in modi inaspettati, ad esempio in nuove particelle ancora da scoprire, queste influenzeranno la larghezza misurata. Il suo valore è previsto con precisione dall’SM sulla base dell’intensità della forza debole carica e della massa del bosone W. Qualsiasi deviazione dalla previsione implicherebbe una nuova fisica.

In un nuovo studio, la collaborazione ATLAS ha misurato per la prima volta la larghezza del bosone W al Large Hadron Collider (LHC) del CERN. La larghezza era stata precedentemente misurata al Large Electron-Positron collider del CERN e al collider Tevatron del Fermilab, ottenendo un valore medio di 2,085±42 milioni di elettronvolt (MeV), coerente con la previsione SM di 2,088±1 MeV. Utilizzando i dati di collisione protone-protone a un’energia di 7 tera elettronvolt raccolti con LHC nel 2010, ATLAS ha misurato la larghezza del bosone W pari a 2.202±47 MeV. Questa è la misurazione più precisa finora effettuata da un singolo esperimento. Sebbene più grande, è ancora statisticamente coerente con la previsione SM. Sebbene lo scostamento della larghezza misurata dalla previsione non sia ancora statisticamente significativo, le misurazioni future potrebbero modificare lo scenario.

Spettroscopia per distinguere un asteroide dalla spazzatura spaziale

Lo stadio superiore di un razzo Centaur simile a quello che potrebbe essere stato mascherato da asteroide sotto forma dell’oggetto 2020 SO. | Credito fotografico: Centro di ricerca Glenn della NASA

CON le numerose indagini imminenti alla ricerca di oggetti vicini alla Terra (NEO) come gli asteroidi, è probabile che ne vengano rilevati dozzine ogni notte. Ma alcuni di questi oggetti potrebbero essere spazzatura spaziale. Come distinguere i NEO naturali dalla spazzatura spaziale? Il numero di lanci di razzi e di missioni spaziali si è moltiplicato in tutto il mondo da quando il primo razzo fu lanciato nello spazio, oltre sessant’anni fa. Non è quindi insolito trovare parti di razzi abbandonati in luoghi inaspettati, anche in regioni dello spazio dove gli scienziati si aspettano di trovare NEO.

Adam Battle dell’Università dell’Arizona e collaboratori hanno trovato un nuovo utilizzo per uno strumento astronomico spesso utilizzato: la spettroscopia. Hanno rivisitato la spazzatura spaziale del corpo di un razzo scartato nel 1966, inizialmente scambiato per un NEO, per trovare modi per distinguere i NEO dai detriti spaziali. Questo lavoro è stato recentemente pubblicato in Il giornale delle scienze planetarie.

Leggi anche | Mentre dormi, il tuo cervello elimina i rifiuti

Nel 2020, un sondaggio denominato PAN-STARRS ha scoperto un candidato asteroide denominato 2020 SO. Successivamente, studi dinamici hanno dimostrato che si trattava dello stadio superiore scartato del razzo Centaur-D della missione lunare Surveyor 2 della NASA. La sua bassa velocità rispetto alla Terra e, più tardi, gli effetti evidenti della pressione della radiazione solare sulla sua orbita fecero sorgere il sospetto che potesse trattarsi di un oggetto artificiale. La conferma è arrivata quando studi spettroscopici nel dicembre 2020 hanno scoperto che lo spettro dell’oggetto era simile all’acciaio inossidabile (SS). Il 19 febbraio 2021 l’oggetto è stato rimosso dal database del Minor Planet Center.

Il team di Battle ha cercato le firme spettrali di 2020 SO e ha dimostrato che il colore di 2020 SO è più rosso di quello tipico della maggior parte degli asteroidi ed è più vicino a tre corpi di razzi Centaur-D conosciuti ora nell’orbita terrestre. Inoltre, il corpo di un razzo Centaur-D è in gran parte ricoperto di SS e di un polimero chiamato fluoruro di polivinile. I ricercatori hanno confrontato lo spettro di 2020 SO con lo spettro di un noto razzo Centaur-D e con gli spettri di laboratorio di SS e fluoruro di polivinile.

Lo spettro di 2020 SO è risultato simile a quello di SS e aveva la caratteristica di assorbimento distinta a 2,3 micrometri (2,3×10–6 M), caratteristico dello spettro del fluoruro di polivinile. Il rapporto area-massa, il colore e lo spettro di 2020 SO, presi insieme, indicavano che l’oggetto era il corpo di un razzo piuttosto che un asteroide. Gli autori hanno suggerito la creazione di un database di spettri di oggetti artificiali e studi di laboratorio sui materiali comuni dei veicoli spaziali per portare la tecnica spettroscopica per distinguere tra oggetti artificiali e NEO un ulteriore passo avanti.

-

PREV Incidente mortale dei Broncos nel Saskatchewan | Ordinanza di espulsione per il camionista coinvolto
NEXT La Presse al 77° Festival di Cannes | Una Palma d’Oro iraniana?