A dicembre 2020, La navicella spaziale giapponese Hayabusa2 ha oscillato vicino alla Terra per lasciare una cache di campioni di roccia prelevati da un asteroide vicino alla Terra chiamato Ryugu. Si pensa che asteroidi come Ryugu rappresentino gli antichi mattoni del sistema solare, e gli scienziati non vedevano l'ora di dare un'occhiata più da vicino ai campioni restituiti.

La settimana scorsa, l'Agenzia giapponese per l'esplorazione aerospaziale ha spedito uno dei campioni, un frammento di dimensioni millimetriche dalla superficie dell'asteroide, al laboratorio dello scienziato planetario della Brown University Ralph Milliken per l'analisi. Il laboratorio di Milliken è uno dei primi negli Stati Uniti ad esaminare un campione di Ryugu finora.

Milliken e Takahiro Hiroi, un ricercatore senior alla Brown, sono membri del team scientifico della missione Hayabusa2. Sono interessati a indagare sulle prove di minerali acquiferi sull'asteroide, e hanno già pubblicato ricerche sull'argomento basate sull'attrezzatura di telerilevamento del veicolo spaziale. Ora che hanno un campione restituito, Milliken e Hiroi sono ansiosi di confrontare le loro misurazioni a distanza con le osservazioni ravvicinate in laboratorio.

Milliken ha discusso del lavoro in corso in un'intervista.

D:Perché Brown è stato selezionato come uno dei laboratori per analizzare un campione di Ryugu?

Prima di tutto, siamo davvero entusiasti di far parte di quella che è una straordinaria missione internazionale, ed è un grande onore poter analizzare questo campione così presto nel processo. Penso che ci siano un paio di ragioni per cui siamo stati scelti. Uno è la presenza del nostro collega, Takahiro Hiroi, che è un esperto nel lavorare con campioni di meteoriti e nella scienza degli asteroidi in generale, e ha anche lavorato alla prima missione di Hayabusa. Ci sono anche altri collegamenti Brown nella missione, tra cui il professor Seiji Sugita dell'Università di Tokyo, un dottorato di ricerca marrone laureato che è lo scienziato principale sulla fotocamera principale della navicella spaziale.

Un altro motivo è che Brown gestisce una struttura della NASA chiamata RELAB, il Laboratorio di Esperimenti di Riflettanza. RELAB ha una lunga storia, che dura ormai da 30 anni, di lavoro con campioni extraterrestri risalenti alle missioni Apollo sulla Luna, così come le missioni Luna sovietiche. Quindi abbiamo molta esperienza nell'effettuare misurazioni di alta precisione, lavorare con i colleghi per interpretare quei dati e quindi combinare quei risultati con altre osservazioni per ottenere una chiara comprensione di questi campioni e cosa significano per i processi che avvengono oltre la Terra.

D:Puoi descrivere il campione stesso in modo un po' più dettagliato?

È piuttosto piccolo, solo circa 1 millimetro per 0,5 millimetri. Proviene dalla superficie esterna di Ryugu. La navicella spaziale Hayabusa2 ha effettuato due atterraggi su Ryugu. Il primo, atterrò sulla superficie indisturbata e afferrò parte di quel materiale. Poi per il secondo touchdown, la navicella ha campionato una posizione in cui era stato creato un cratere da impatto artificiale sulla superficie nella speranza che potesse smuovere del materiale più profondo. L'idea è quella di confrontare quel materiale di superficie con il materiale "più fresco" sottostante che è stato schermato un po' di più dagli effetti degli agenti atmosferici spaziali che possono modificare la superficie più alta indisturbata. Il campione che abbiamo esaminato proveniva dal primo touchdown in superficie.

D:Cosa cerchi in particolare nella tua analisi?

La missione Hayabusa2 ha un grande team scientifico, e ciascuno di questi esperti ha una domanda diversa che sta perseguendo. Il nostro gruppo è molto interessato ai minerali formati dall'acqua e dai composti organici. Sono presenti in questi campioni, e se così fosse, qual è la loro chimica e cosa ci dicono sul ruolo dell'acqua nei primi milioni di anni del nostro sistema solare? I nostri dati iniziali dagli strumenti di telerilevamento sulla navicella suggerivano che forse Ryugu non era così ricco d'acqua come ci aspettavamo. Un'ipotesi è che l'asteroide originale sia stato alterato dall'acqua, portando alla formazione di argilla acquifera e forse altri minerali, ma ad un certo punto l'asteroide è stato poi riscaldato fino al punto in cui si è parzialmente disidratato. Ora che abbiamo i campioni in mano, possiamo dare un'occhiata più da vicino e vedere se quell'ipotesi era giusta.

D:Che forma assume l'analisi?

Iniziare, stiamo facendo la cosiddetta spettroscopia di riflettanza nel vicino e medio infrarosso, che analizza la luce riflessa dal campione a lunghezze d'onda maggiori di quelle che l'occhio umano può vedere ma che ci parla dei minerali presenti. Ci sono strumenti simili sulla navicella spaziale che hanno analizzato la superficie dell'asteroide su una scala da molti metri a centimetri. Ma in laboratorio stiamo guardando la scala micrometrica. Quindi possiamo guardare i singoli granelli, la complessità dei minerali e la loro chimica, e capire se e come i minerali che trasportano l'acqua sono presenti nel campione. Una volta che abbiamo queste informazioni dettagliate, possiamo tornare indietro e guardare i dati dei nostri veicoli spaziali su larga scala e chiedere:le ipotesi che abbiamo fatto sulla base di quei dati erano corrette o dobbiamo rivedere le nostre interpretazioni? Being able to have remotely sensed spacecraft data and then samples in hand to do detailed lab analyses really helps us learn how to bridge those spatial scales.

Q:Why is it important to study asteroids like Ryugu?

We think that asteroids like Ryugu represent the primordial building blocks of the solar system. So by learning more about Ryugu, we might be able to learn more about how the solar system formed and how it evolved to be as it is today.

Inoltre, both Takahiro and I are co-investigators on NASA's OSIRIS-REx mission which is currently on its way back to Earth to return samples from the asteroid Bennu and which the spacecraft data have shown is home to water-bearing minerals and organic compounds. We're looking forward to measuring samples from that mission as well, so this analysis of the Ryugu samples will also help us prepare for those future measurements.