asteroidi
  • Categoria dell'articolo:Scienza
  • Ultima modifica dell'articolo:3 Marzo 2022

Un campione restituito alla Terra rivela gli elementi costitutivi del Sistema Solare

Poco più di 12 mesi fa, eravamo seduti a Woomera, nell’entroterra australiano, in attesa di una striscia di luce nel cielo a testimoniare che la navicella Hayabusa2 era tornata dal suo viaggio per raccogliere un pezzetto di un asteroide vicino alla Terra chiamato Ryugu. Sfortunatamente per noi, quel giorno a Woomera era nuvoloso e non abbiamo visto entrare la navicella spaziale.

Ma questa è stata l’unica imperfezione che abbiamo visto nel ritorno. Abbiamo trovato e recuperato Hayabusa2, l’abbiamo riportato a Woomera, pulito ed esaminato.

La capsula del campione è stata rimossa dal veicolo spaziale. Era in buone condizioni, non aveva superato i 60 ℃ al rientro e la capsula tremava quando è stata girata, suggerendo che avevamo davvero un campione solido. Il suo vuoto era stato mantenuto, consentendo di raccogliere tutti i gas rilasciati dal campione di asteroide e un’analisi preliminare di questi è stata effettuata a Woomera.

Un anno dopo, sappiamo molto di più su quel campione. Nell’ultimo mese sono stati pubblicati tre articoli riguardanti la prima analisi dei campioni di Ryugu, incluso un articolo su Science di questa settimana sulla relazione tra il materiale visto sull’asteroide e il campione restituito sulla Terra.

Queste osservazioni aprono una finestra sulla formazione del Sistema Solare e aiutano a chiarire un mistero sui meteoriti che ha lasciato perplessi gli scienziati per decenni.

Frammenti fragili

Tutto sommato, il campione pesa circa 5 grammi, diviso tra i due siti di atterraggio che sono stati campionati.

Il primo campione proveniva dalla superficie esposta di Ryugu. Per ottenere il secondo campione, la navicella spaziale ha sparato un piccolo disco sull’asteroide per creare un piccolo cratere, quindi ha raccolto un campione vicino al cratere nella speranza che questo secondo campione contenesse materiale da sotto la superficie, protetto dagli agenti atmosferici spaziali.

Il campionamento del touchdown è stato registrato dalle videocamere a bordo di Hayabusa2. Attraverso un’analisi dettagliata del video, abbiamo riscontrato che le forme delle particelle espulse da Ryugu durante i touchdown sono molto simili alle particelle recuperate dalla capsula del campione. Ciò suggerisce che entrambi i campioni sono effettivamente rappresentativi della superficie: il secondo potrebbe contenere anche del materiale sotterraneo, ma non lo sappiamo ancora.

Video di Hayabusa2 che raccoglie il suo secondo campione dell’asteroide Ryugu. Fonte: JAXA.

Tornando in laboratorio, possiamo vedere che questi campioni sono estremamente fragili e hanno una densità molto bassa, il che indica che sono piuttosto porosi. Hanno la costituzione di argilla e si comportano come tale.

Anche i campioni Ryugu sono di colore molto scuro. In effetti, sono più scuri di qualsiasi campione di meteorite mai recuperato. Anche le osservazioni in situ a Ryugu hanno indicato questo.

Ma ora abbiamo un sasso in mano e possiamo esaminarlo e ottenere i dettagli di cosa sia.

Un mistero meteoritico

Il Sistema Solare è pieno di asteroidi: pezzi di roccia molto più piccoli di un pianeta. Osservando gli asteroidi attraverso i telescopi e analizzando lo spettro di luce che riflettono, possiamo classificarne la maggior parte in tre gruppi: di tipo C (che contengono molto carbonio), di tipo M (che contengono molti metalli) e Tipo S (che contiene molta silice).

Quando l’orbita di un asteroide lo porta in collisione con la Terra, a seconda di quanto è grande, potremmo vederlo come una meteora (una stella cadente) che attraversa il cielo mentre brucia nell’atmosfera. Se parte dell’asteroide sopravvive per raggiungere il suolo, potremmo trovare il pezzo di roccia rimanente in seguito: questi sono chiamati meteoriti.

La maggior parte degli asteroidi che vediamo in orbita attorno al Sole sono di tipo C di colore scuro. In base al loro spettro, i tipi C sembrano molto simili nella composizione a un tipo di meteorite chiamato condriti carboniose. Questi meteoriti sono ricchi di composti organici e volatili come gli amminoacidi e potrebbero essere stati la fonte delle proteine ​​del seme per creare la vita sulla Terra.

Tuttavia, mentre circa il 75% degli asteroidi sono di tipo C, solo il 5% dei meteoriti sono condriti carboniose. Finora questo è stato un enigma: se i tipi C sono così comuni, perché non vediamo i loro resti come meteoriti sulla Terra?

Le osservazioni e i campioni di Ryugu hanno risolto questo mistero.

I campioni di Ryugu (e presumibilmente i meteoriti di altri asteroidi di tipo C) sono troppo fragili per sopravvivere all’ingresso nell’atmosfera terrestre. Se arrivassero viaggiando a più di 15 chilometri al secondo, che è tipico delle meteore, si frantumeranno e brucerebbero molto prima di raggiungere il suolo.

L’alba del Sistema Solare

Ma i campioni Ryugu sono ancora più intriganti di così. Il materiale ricorda una rara sottoclasse di condrite carboniosa chiamata CI, dove C è carbonioso e I si riferisce al meteorite Ivuna trovato in Tanzania nel 1938.

Questi meteoriti fanno parte del clan delle condriti, ma hanno pochissime particelle che definiscono le condrule, grani rotondi di prevalentemente olivina apparentemente cristallizzati da goccioline fuse. I meteoriti CI sono scuri, uniformi e a grana fine.

La maggior parte delle condriti carboniose (come il meteorite Allende mostrato qui) contengono caratteristici grani rotondi chiamati condri. Shiny Things / Wikimedia , CC BY
La maggior parte delle condriti carboniose (come il meteorite Allende mostrato qui) contengono caratteristici grani rotondi chiamati condri. Shiny Things / WikimediaCC BY

Questi meteoriti sono unici in quanto costituiti dagli stessi elementi del Sole e nelle stesse proporzioni (oltre agli elementi che normalmente sono gas). Pensiamo che ciò sia dovuto al fatto che le condriti CI si sono formate nella nuvola di polvere e gas che alla fine è collassata per formare il Sole e il resto del Sistema Solare.

Ma a differenza delle rocce sulla Terra, dove 4,5 miliardi di anni di elaborazione geologica hanno cambiato le proporzioni degli elementi che vediamo nella crosta, le condriti CI sono in gran parte campioni incontaminati dei mattoni planetari del nostro sistema solare.

Sulla Terra non sono mai state rinvenute più di 10 condriti CI, con un peso totale noto inferiore a 20 kg. Questi oggetti sono più rari dei campioni di Marte nelle nostre collezioni.

Quali sono le possibilità, quindi, che il primo asteroide di tipo C che visitiamo sia così simile a uno dei tipi più rari di meteorite?

È probabile che la rarità di questi meteoriti CI sulla Terra sia effettivamente correlata alla loro fragilità. Avrebbero avuto difficoltà a sopravvivere al viaggio attraverso l’atmosfera e, se avessero raggiunto la superficie, il primo temporale li avrebbe trasformati in pozzanghere di fango.

Le missioni di asteroidi come Hayabusa2, il suo precursore Hayabusa e Osiris-REx della NASA, stanno gradualmente riempiendo alcuni spazi vuoti nella nostra conoscenza degli asteroidi. Riportando dei campioni sulla Terra, ci permettono di guardare indietro nella storia di questi oggetti e nella formazione del Sistema Solare stesso.