Il 6 dicembre ora locale (5 dicembre negli Stati Uniti), La navicella spaziale giapponese Hayabusa2 ha lanciato una capsula al suolo dell'Outback australiano da circa 120 miglia (o 200 chilometri) sopra la superficie terrestre. All'interno di quella capsula c'è uno dei carichi più preziosi del sistema solare:polvere che la navicella spaziale ha raccolto all'inizio di quest'anno dalla superficie dell'asteroide Ryugu.

Entro la fine del 2021, l'Agenzia di esplorazione aerospaziale giapponese, o JAXA, disperderà campioni di Ryugu a sei squadre di scienziati in tutto il mondo. Questi ricercatori produrranno, calore, e ispeziona questi antichi grani per saperne di più sulle loro origini.

Tra le squadre di ricercatori di Ryugu ci saranno scienziati dell'Astrobiology Analytical Laboratory presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. I ricercatori del laboratorio di astrobiologia utilizzano strumenti all'avanguardia simili a quelli utilizzati nei laboratori forensi per risolvere i crimini. Invece di risolvere crimini, anche se, Gli scienziati della NASA Goddard sondano le rocce spaziali alla ricerca di prove molecolari che possano aiutarli a ricostruire la storia del primo sistema solare.

"Quello che stiamo cercando di fare è capire meglio come la Terra si è evoluta in quello che è oggi, " ha detto Jason P. Dworkin, direttore del Laboratorio di analisi di astrobiologia di Goddard. "Come, da un disco di gas e polvere che si è aggregato intorno al nostro Sole in formazione, siamo arrivati ​​alla vita sulla Terra e forse altrove?" Dworkin serve come vice internazionale di un team globale che sonderà un campione di Ryugu alla ricerca di composti organici che sono precursori della vita sulla Terra.

Ryugu è un antico frammento di un asteroide più grande che si è formato nella nuvola di gas e polvere che ha generato il nostro sistema solare. È un tipo intrigante di asteroide ricco di carbonio, che è un elemento essenziale per la vita.

Quando Dworkin e il suo team riceveranno la loro parte di un campione Ryugu la prossima estate, cercheranno composti organici, o composti a base di carbonio, per capire meglio come questi composti si sono formati e si sono diffusi per la prima volta in tutto il sistema solare.

I composti organici di interesse per gli astrobiologi includono amminoacidi, che sono molecole che compongono le centinaia di migliaia di proteine ​​responsabili di alimentare alcune delle funzioni più essenziali della vita, come la creazione di nuovo DNA. Studiando le differenze nei tipi e nelle quantità di amminoacidi conservati nelle rocce spaziali, gli scienziati possono ricostruire come si sono formate queste molecole.

Polvere di Ryugu, che attualmente è di 9 milioni di miglia, o 15 milioni di chilometri, dalla Terra, sarà tra i materiali spaziali meglio conservati su cui gli scienziati hanno messo le mani. È solo il secondo campione di un asteroide che sia mai stato raccolto nello spazio e restituito alla Terra.

Prima della consegna Ryugu, JAXA ha riportato piccoli campioni dell'asteroide Itokawa nel 2010 come parte della prima missione di campionamento di asteroidi della storia. Prima di ciò, nel 2006, La NASA ha ottenuto un piccolo campione dalla cometa Wild-2 come parte della sua missione Stardust. E poi, nel 2023, OSIRIS-REx della NASA restituirà almeno una dozzina di once, o centinaia di grammi, dell'asteroide Bennu, che ha viaggiato nello spazio e in gran parte inalterato per miliardi di anni.

"Il nostro obiettivo finale è capire come si sono formati i composti organici nell'ambiente extraterrestre, "ha detto Hiroshi Naraoka, professore di geochimica alla Kyushu University di Fukuoka, Giappone, e il capo del team globale Hayabusa2 che analizzerà la composizione organica di Ryugu. "Quindi vogliamo analizzare molti composti organici, compresi gli amminoacidi, composti di zolfo, e composti azotati, per costruire una storia dei tipi di sintesi organica che avvengono negli asteroidi".

Dopo aver analizzato la composizione di Ryugu, gli scienziati potranno paragonarlo a Bennu, il sito di una raccolta di campioni di grande successo da parte di OSIRIS-REx, che è atterrato brevemente sulla superficie dell'asteroide il 20 ottobre.

"I due asteroidi hanno forme simili, ma Bennu sembra avere molte più prove di acqua passata e di composti organici, " ha detto Dworkin, il cui laboratorio deve ricevere anche un decimo di oncia, o diversi grammi, di Bennu. "Sarà molto interessante vedere come si confrontano, dato che provengono da diversi corpi genitoriali nella fascia degli asteroidi e hanno storie diverse".

L'analisi delle particelle di asteroidi richiede molta pratica

L'analisi della polvere di Ryugu sarà uno dei progetti più impegnativi che gli astrochimici di Goddard abbiano affrontato. Dovranno lavorare con una minuscola quantità di campione. Si prevede che Hayabusa2 abbia raccolto non più di qualche grammo di polvere (sono circa sei chicchi di caffè!) da Ryugu, anche se questo è molto più materiale di quello restituito da Itokawa. Questa piccola quantità sarà dispersa tra molti scienziati, il che significa che Dworkin e i suoi colleghi otterranno solo una frazione del campione originale, poco più di un tipico fiocco di neve.

"Avremo a che fare con assegnazioni di campioni molto più piccole di quelle con cui lavoriamo normalmente quando analizziamo i meteoriti, "ha detto Eric T. Parker, un astrochimico Goddard che lavora con Dworkin.

Parker ha detto che il team Goddard, in collaborazione con colleghi internazionali, si è esercitato a lavorare con piccoli campioni per più di un anno. Per esempio, hanno analizzato i granelli di polvere di un meteorite ricco di carbonio chiamato Murchison. Quindi, hanno usato la tecnica identica per analizzare un campione senza alcun materiale extraterrestre in esso per assicurarsi di poter distinguere tra i due.

Dopo che gli scienziati di Goddard hanno ricevuto la polvere di Ryugu, sospenderanno le particelle in una soluzione acquosa all'interno di un tubo di vetro. Riscalderanno quindi la soluzione alla temperatura dell'acqua bollente, o 212 gradi Fahrenheit (100 gradi Celsius), per 24 ore nel tentativo di estrarre eventuali composti organici che possono dissolversi in acqua.

I ricercatori eseguiranno la soluzione attraverso potenti macchine analitiche che separeranno le molecole all'interno per forma e massa e identificheranno ogni tipo.

"Con campioni davvero preziosi come Ryugu, certo che pensi, 'Spero che questa provetta non si rompa, ' o 'Spero che questa reazione vada correttamente, '" ha detto Hannah L. McLain, un ricercatore Goddard nel team di analisi Ryugu di Dworkin. "Ma a questo punto, abbiamo stabilito completamente la nostra tecnica per essere sicuri che nulla possa andare storto e siamo entusiasti di analizzare il campione reale".