L'anno scorso, gli scienziati della missione Dawn della NASA hanno annunciato il rilevamento di materiale organico, composti a base di carbonio che sono componenti necessari per la vita, esposti in chiazze sulla superficie del pianeta nano Cerere. Ora, una nuova analisi dei dati di Dawn da parte dei ricercatori della Brown University suggerisce che quei cerotti potrebbero contenere un'abbondanza di sostanze organiche molto più elevata di quanto si pensasse inizialmente.

Le scoperte, pubblicato di recente in Lettere di ricerca geofisica , sollevare intriganti domande su come quegli elementi organici siano arrivati ​​alla superficie di Cerere, e i metodi utilizzati nel nuovo studio potrebbero anche fornire un modello per interpretare i dati per missioni future, dicono i ricercatori.

"Ciò che mostra questo documento è che puoi ottenere risultati davvero diversi a seconda del tipo di materiale organico che usi per confrontare e interpretare i dati di Cerere, "ha detto Hannah Kaplan, una ricercatrice post-dottorato presso il Southwest Research Institute che ha guidato la ricerca mentre completava il suo dottorato di ricerca. a Brown. "Questo è importante non solo per Cerere, ma anche per missioni che esploreranno presto asteroidi che potrebbero contenere anche materiale organico."

Le molecole organiche sono i mattoni chimici per la vita. La loro scoperta su Cerere non significa che la vita esista o sia mai esistita lì; anche processi non biologici possono dare origine a molecole organiche. Ma poiché la vita come la conosciamo non può esistere senza materiale organico, gli scienziati sono interessati a come è distribuito attraverso il sistema solare. La presenza di materiale organico su Cerere apre interessanti possibilità, soprattutto perché il pianeta nano è ricco anche di acqua ghiacciata, e l'acqua è un altro componente necessario per la vita.

La scoperta originale di sostanze organiche su Cerere è stata effettuata utilizzando lo spettrometro visibile e infrarosso (VIR) sulla navicella spaziale Dawn, che è andato in orbita attorno al pianeta nano nel 2015. Analizzando i modelli in cui la luce solare interagisce con la superficie, osservando attentamente quali lunghezze d'onda vengono riflesse e quali vengono assorbite, gli scienziati possono avere un'idea di quali composti sono presenti su Cerere. Lo strumento VIR ha rilevato un segnale coerente con le molecole organiche nella regione del cratere Ernutet nell'emisfero settentrionale di Cerere.

Per avere un'idea iniziale di quanto possano essere abbondanti questi composti, il team di ricerca originale ha confrontato i dati VIR di Cerere con gli spettri di riflettanza di laboratorio del materiale organico formato sulla Terra. Sulla base di tale norma, i ricercatori hanno concluso che tra il 6% e il 10% della firma spettrale rilevata su Cerere potrebbe essere spiegata dalla materia organica.

Ma per questa nuova ricerca, Kaplan e i suoi colleghi volevano riesaminare quei dati utilizzando uno standard diverso. Invece di affidarsi alle rocce terrestri per interpretare i dati, il team si è rivolto a una fonte extraterrestre:i meteoriti. Alcuni meteoriti, pezzi di condrite carboniosa che sono caduti sulla Terra dopo essere stati espulsi da asteroidi primitivi, hanno dimostrato di contenere materiale organico leggermente diverso da quello che si trova comunemente sul nostro pianeta. E il lavoro di Kaplan mostra che la riflettanza spettrale degli organici extraterrestri è distinta da quella delle controparti terrestri.

"Quello che scopriamo è che se modelliamo i dati di Cerere usando sostanze organiche extraterrestri, che potrebbe essere un analogo più appropriato di quelli trovati sulla Terra, quindi abbiamo bisogno di molta più materia organica su Cerere per spiegare la forza dell'assorbimento spettrale che vediamo lì, "Ha detto Kaplan. "Stimiamo che dal 40 al 50 percento del segnale spettrale che vediamo su Cerere sia spiegato da sostanze organiche. Questa è un'enorme differenza rispetto al 6-10 percento precedentemente riportato sulla base di composti organici terrestri".

Se la concentrazione di sostanze organiche su Cerere è davvero così alta, solleva una serie di nuove domande sulla fonte di quel materiale. Ci sono due possibilità in competizione per la provenienza degli organici di Cerere. Potrebbero essere stati prodotti internamente su Cerere e poi esposti in superficie, oppure potrebbero essere stati portati in superficie dall'impatto di una cometa o di un asteroide ricchi di sostanze organiche.

Questo nuovo studio suggerisce che se i prodotti organici fossero consegnati, quindi le potenziali alte concentrazioni di sostanze organiche sarebbero più coerenti con l'impatto di una cometa piuttosto che di un asteroide. È noto che le comete hanno abbondanze interne significativamente più elevate di sostanze organiche rispetto agli asteroidi primitivi, potenzialmente simile alla cifra del 40-50 percento suggerita da questo studio per queste località su Cerere. Però, the heat of an impact would likely destroy a substantial amount of a comet's organics, so whether or not such high abundances could even be explained by a cometary impact remains unclear, the researchers say.

The alternative explanation, that the organics formed directly on Ceres, raises questions too. The detection of organics has so far been limited to small patches on Ceres' northern hemisphere. Such high concentrations in such small areas require an explanation.

"If the organics are made on Ceres, then you likely still need a mechanism to concentrate it in these specific locations or at least to preserve it in these spots, " said Ralph Milliken, un professore associato nel Dipartimento della Terra di Brown, Environmental and Planetary Sciences and a study co-author. "It's not clear what that mechanism might be. Ceres is clearly a fascinating object, and understanding the story and origin of organics in these spots and elsewhere on Ceres will likely require future missions that can analyze or return samples."

For now the researchers hope this study will be helpful in informing upcoming sample return missions to near-Earth asteroids that are also thought to host water-bearing minerals and organic compounds. The Japanese spacecraft Hayabusa2 is expected to arrive at the asteroid Ryugu in several weeks, and NASA's OSIRIS-REx mission is due to reach the asteroid Bennu in August. Kaplan is currently a science team member with the OSIRIS-REx mission.

"I think the work that went into this study, which included new laboratory measurements of important components of primitive meteorites, can provide a framework of how to better interpret data of asteroids and make links between spacecraft observations and samples in our meteorite collection, " Kaplan said. "As a new member to the OSIRIS-REx team, I'm particularly interested in how this might apply to our mission."