Sulla Terra i vulcani eruttano roccia fusa. Ma cosa succederebbe su un mondo fatto quasi interamente di metallo? Nel 2019 un gruppo di ricercatori ha proposto un'ipotesi affascinante: alcuni asteroidi metallici, nei primi tempi del Sistema solare, potrebbero aver avuto vulcani che eruttavano ferro fuso. Un fenomeno battezzato ferrovulcanismo, che la NASA potrebbe verificare con la missione Psyche.
Cuori di pianeti mancati
La maggior parte degli asteroidi è fatta di roccia o di materiali ricchi di carbonio. Una piccola parte, però, sembra composta in gran parte di ferro e nichel. Da dove vengono? Secondo l'ipotesi più accreditata, sono i nuclei di antichi protopianeti: corpi di alcune centinaia di chilometri che si formarono all'inizio della storia del Sistema solare.
In quell'epoca il calore prodotto da elementi radioattivi di breve vita, come l'alluminio-26, fondeva l'interno di questi corpi. Il metallo, più pesante, scendeva verso il centro formando un nucleo, mentre la roccia più leggera formava il mantello e la crosta, come successe anche per la Terra. In seguito, violente collisioni con altri corpi avrebbero strappato gli strati rocciosi, lasciando a nudo il nucleo metallico. Molti meteoriti ferrosi caduti sulla Terra sarebbero frammenti di questi nuclei.
Come nasce un vulcano di ferro
Lo studio del 2019, guidato da Brandon Johnson della Purdue University e pubblicato su Nature Astronomy, ha simulato cosa succede a un nucleo metallico che si raffredda. In un corpo piccolo, il nucleo non si solidifica dal centro verso l'esterno, come quello della Terra, ma dall'esterno verso l'interno: prima si forma una crosta solida di metallo, mentre all'interno resta ferro liquido.
Man mano che il metallo liquido si raffredda e si solidifica, cambia volume, e la pressione nel liquido residuo può aumentare. Se nella crosta si aprono fratture, il ferro fuso, ricco di zolfo e quindi più facile da mantenere liquido, può risalire verso la superficie ed eruttare. Il risultato sarebbero colate di metallo, fontane di ferro e forse crateri vulcanici metallici. In un corpo con una gravità bassissima, le eruzioni potrebbero lanciare il metallo a grande distanza.
È un vulcanismo diverso da tutto ciò che conosciamo, ma non così strano: sulla luna di Giove Io vediamo vulcani di zolfo, e sulle lune ghiacciate del Sistema solare esterno esistono probabilmente criovulcani che eruttano acqua e ghiaccio.
La missione Psyche
L'asteroide perfetto per verificare questa ipotesi è 16 Psyche, uno dei corpi più grandi della fascia principale, tra Marte e Giove, con un diametro di circa 220 chilometri. Le osservazioni da terra indicano che è ricco di metallo, e potrebbe essere proprio il nucleo esposto di un protopianeta.
La NASA ha lanciato la sonda Psyche il 13 ottobre 2023 con un razzo Falcon Heavy. La sonda usa la propulsione elettrica: motori che accelerano atomi di xeno ionizzati, con una spinta debolissima ma costante, molto efficiente sulle lunghe distanze. Dopo un passaggio ravvicinato a Marte per sfruttarne la gravità, dovrebbe arrivare a Psyche nel 2029.
In orbita, la sonda studierà la superficie con telecamere, spettrometri e un magnetometro. Se Psyche è davvero un antico nucleo, potrebbe conservare tracce di un campo magnetico fossile, generato quando il metallo era ancora liquido. E se il ferrovulcanismo è esistito, le immagini potrebbero mostrare colate, fratture riempite di metallo e zone di colore diverso sulla superficie.
Una finestra sul centro della Terra
Studiare Psyche è importante per una ragione precisa: è l'unico modo per osservare da vicino un oggetto simile al nucleo di un pianeta. Il nucleo della Terra si trova a quasi 3.000 chilometri di profondità, a temperature e pressioni estreme, ed è irraggiungibile: il buco più profondo mai scavato, il pozzo di Kola, arriva appena a 12 chilometri. Un nucleo esposto nello spazio ci permetterebbe di vedere com'è fatto il cuore di un pianeta.
La missione aiuterà anche a capire come si sono formati i pianeti rocciosi, la Terra compresa, attraverso scontri e fusioni di corpi più piccoli. È una storia che si legge anche nella composizione delle polveri che riempiono lo spazio, come racconta l'articolo sulla doppia origine della polvere cosmica.
Il mito dell'asteroide da miliardi
Psyche è diventato famoso anche per una stima circolata sui giornali: il suo metallo varrebbe decine di migliaia di quadrilioni di dollari, più di tutta l'economia mondiale. È un calcolo teorico, basato sul prezzo attuale di ferro e nichel moltiplicato per la massa dell'asteroide, che non ha alcun significato pratico. Riportare sulla Terra anche una piccola parte di quel metallo non è possibile con le tecnologie attuali, e se lo fosse il prezzo crollerebbe. La missione della NASA ha scopi esclusivamente scientifici.
Per seguire la missione si può consultare la voce Psyche su Wikipedia in inglese. Altri articoli sul Sistema solare si trovano nella sezione Astronomia.
