Asteroide Ryugu Dust entregado a la Tierra; Los astrobiólogos de la NASA se preparan para investigarlo.

El 6 de diciembre, la nave espacial japonesa Hayabusa2 dejó caer una cápsula al suelo del interior de Australia desde unos 200 kilómetros sobre la superficie de la Tierra. Dentro de esa cápsula se encuentra parte de la carga más preciada del sistema solar: el polvo que la nave espacial recogió a principios de este año de la superficie del asteroide Ryugu.

Para finales de 2021, la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón, o JAXA, distribuirá muestras de Ryugu a seis equipos de científicos de todo el mundo. Estos investigadores pincharán, calentarán e inspeccionarán estos granos antiguos para aprender más sobre sus orígenes.

Entre los equipos de investigadores de Ryugu estarán científicos del Laboratorio Analítico de Astrobiología del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. Los investigadores del laboratorio de astrobiología utilizan instrumentos de vanguardia que son similares a los que se utilizan en los laboratorios forenses para resolver delitos. Sin embargo, en lugar de resolver crímenes, los científicos de Goddard de la NASA investigan las rocas espaciales en busca de evidencia molecular que pueda ayudarlos a reconstruir la historia del sistema solar temprano.

“Lo que estamos tratando de hacer es comprender mejor cómo la Tierra evolucionó hasta convertirse en lo que es hoy”, dijo Jason P. Dworkin, director del Laboratorio Analítico de Astrobiología de Goddard. “¿Cómo, a partir de un disco de gas y polvo que se fusionó alrededor de nuestro Sol en formación, llegamos a la vida en la Tierra y posiblemente en otros lugares?” Dworkin se desempeña como adjunto internacional de un equipo global, que investigará una muestra de Ryugu en busca de compuestos orgánicos que sean precursores de la vida en la Tierra.


Video capturado el 22 de febrero de 2019 (JST) cuando Hayabusa2 aterrizó por primera vez en la superficie del asteroide Ryugu para recolectar una muestra.
Créditos: Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón.

Ryugu es un antiguo fragmento de un asteroide más grande que se formó en la nube de gas y polvo que generó nuestro sistema solar. Es un tipo de asteroide intrigante que es rico en carbono, que es un elemento esencial para la vida.

Cuando Dworkin y su equipo reciban su parte de una muestra de Ryugu el próximo verano, buscarán compuestos orgánicos, o compuestos a base de carbono, para comprender mejor cómo estos compuestos se formaron y se extendieron por primera vez por todo el sistema solar.

Los compuestos orgánicos de interés para los astrobiólogos incluyen los aminoácidos, que son moléculas que forman los cientos de miles de proteínas responsables de impulsar algunas de las funciones más esenciales de la vida, como la producción de nuevo ADN. Al estudiar las diferencias en los tipos y cantidades de aminoácidos conservados en rocas espaciales, los científicos pueden crear un registro de cómo se formaron estas moléculas.

El polvo de Ryugu, que actualmente se encuentra a 15 millones de kilómetros, de la Tierra, será uno de los materiales espaciales mejor conservados que los científicos hayan logrado. Es solo la segunda muestra de un asteroide que se ha recolectado en el espacio y devuelto a la Tierra.

Antes de la entrega de Ryugu, JAXA trajo pequeñas muestras del asteroide Itokawa en 2010 como parte de la primera misión de muestreo de asteroides en la historia. Antes de eso, en 2006, la NASA obtuvo una pequeña muestra del cometa Wild-2 como parte de su misión Stardust. A continuación, en 2023, OSIRIS-REx de la NASA devolverá cientos de gramos, del asteroide Bennu, que ha estado viajando por el espacio y prácticamente inalterado durante miles de millones de años.

“Nuestro objetivo final es comprender cómo se formaron los compuestos orgánicos en el entorno extraterrestre”, dijo Hiroshi Naraoka, profesor de geoquímica en la Universidad de Kyushu en Fukuoka, Japón, y líder del equipo global Hayabusa2 que analizará la composición orgánica de Ryugu. “Así que queremos analizar muchos compuestos orgánicos, incluidos los aminoácidos, los compuestos de azufre y los compuestos de nitrógeno, para construir una historia de los tipos de síntesis orgánica que ocurren en los asteroides”.

Después de analizar la composición de Ryugu, los científicos podrán compararlo con Bennu, el sitio de una toma de muestras tremendamente exitosa por OSIRIS-REx, que aterrizó brevemente en la superficie del asteroide el 20 de octubre.

“Los dos asteroides tienen formas similares, pero Bennu parece tener mucha más evidencia de agua pasada y de compuestos orgánicos”, dijo Dworkin, cuyo laboratorio también recibirá una décima de onza, o varios gramos, de Bennu. “Será muy interesante ver cómo se comparan, dado que provienen de diferentes cuerpos parentales en el cinturón de asteroides y tienen diferentes historias”.

Analizar partículas de asteroides requiere mucha práctica

Analizar el polvo de Ryugu será uno de los proyectos más exigentes que han abordado los astroquímicos de Goddard. Tendrán que trabajar con una cantidad minúscula de muestra. Se espera que Hayabusa2 no haya recogido más que unos pocos gramos de polvo (¡eso es aproximadamente seis granos de café!) de Ryugu, aunque esto es mucho más material del que se devolvió de Itokawa. Esta pequeña cantidad se dispersará entre muchos científicos, lo que significa que Dworkin y sus colegas obtendrán solo una fracción de la muestra original, un poco más que un copo de nieve típico.

“Nos ocuparemos de asignaciones de muestras mucho más pequeñas de las que solemos trabajar cuando analizamos meteoritos”, dijo Eric T. Parker, un astroquímico de Goddard que trabaja con Dworkin.

Imagen ampliada de una partícula de meteorito Murchison (aproximadamente 4 microgramos) montada en una lámina de oro, dentro de una ampolla de vidrio. Esto se tomó cuando los astroquímicos Goddard de la NASA estaban a punto de ejecutar su procedimiento de extracción con agua caliente para liberar cualquier compuesto orgánico que pueda disolverse en agua.
Créditos: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA / Eric T. Parker.

Parker dijo que el equipo de Goddard, en colaboración con colegas internacionales, ha estado practicando el trabajo con muestras diminutas durante más de un año. Por ejemplo, analizaron los granos de polvo de un meteorito rico en carbono llamado Murchison. Luego, utilizaron la técnica idéntica para analizar una muestra sin ningún material extraterrestre para asegurarse de que pudieran distinguir la diferencia entre los dos.

Después de que los científicos de Goddard reciban el polvo de Ryugu, suspenderán las partículas en una solución de agua dentro de un tubo de vidrio. Posteriormente, calentarán la solución a la temperatura del agua hirviendo, (100 grados Celsius), durante 24 horas en un intento de extraer cualquier compuesto orgánico que pueda disolverse en agua.

Los investigadores ejecutarán la solución a través de potentes máquinas analíticas que separarán las moléculas del interior por forma y masa e identificarán cada tipo.

“Con muestras realmente preciosas como Ryugu, por supuesto que piensas, ‘Espero que este tubo de ensayo no se rompa’ o ‘Espero que esta reacción sea correcta'”, dijo Hannah L. McLain, investigadora de Goddard en el equipo de análisis de Ryugu de Dworkin. . “Pero en este punto, hemos establecido completamente nuestra técnica para asegurarnos de que nada pueda salir mal y estamos emocionados de analizar la muestra real”.