En diciembre de 2020, La nave espacial japonesa Hayabusa2 pasó por la Tierra para dejar un alijo de muestras de rocas tomadas de un asteroide cercano a la Tierra llamado Ryugu. Se cree que los asteroides como Ryugu representan los antiguos bloques de construcción del sistema solar, y los científicos han estado ansiosos por observar más de cerca las muestras devueltas.

La semana pasada, la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial envió una de las muestras, un fragmento milimétrico de la superficie del asteroide, al laboratorio del científico planetario de la Universidad de Brown Ralph Milliken para su análisis. El laboratorio de Milliken es uno de los primeros en los EE. UU. En examinar una muestra de Ryugu hasta ahora.

Milliken y Takahiro Hiroi, un científico investigador senior en Brown, son miembros del equipo científico de la misión Hayabusa2. Están interesados ​​en investigar la evidencia de minerales que contienen agua en el asteroide, y ya han publicado una investigación sobre el tema basada en el equipo de teledetección de la nave espacial. Ahora que tienen una muestra devuelta, Milliken e Hiroi están ansiosos por comparar sus mediciones remotas con las observaciones de cerca en el laboratorio.

Milliken habló sobre el trabajo en curso en una entrevista.

P:¿Por qué se seleccionó a Brown como uno de los laboratorios para analizar una muestra de Ryugu?

En primer lugar, estamos muy emocionados de ser parte de lo que es una misión internacional increíble, y es un gran honor poder analizar esta muestra tan temprano en el proceso. Creo que hay un par de razones por las que fuimos elegidos. Uno es la presencia de nuestro colega, Takahiro Hiroi, que es un experto en trabajar con muestras de meteoritos y ciencia de asteroides en general, y también trabajó en la primera misión Hayabusa. También hay otras conexiones de Brown en la misión, incluido el profesor Seiji Sugita de la Universidad de Tokio, un Ph.D. Brown graduado que es el científico principal de la cámara principal de la nave espacial.

Otra razón es que Brown opera una instalación de la NASA llamada RELAB, el Laboratorio de Experimentos de Reflectancia. RELAB tiene una larga historia (de 30 años) de trabajo con muestras extraterrestres que se remontan a las misiones Apolo a la Luna. así como las misiones soviéticas de la Luna. Por eso tenemos mucha experiencia en la realización de mediciones de alta precisión, trabajar con colegas para interpretar esos datos y luego combinar esos hallazgos con otras observaciones para obtener una comprensión clara de estas muestras y lo que significan para los procesos que suceden más allá de la Tierra.

P:¿Puede describir la muestra en sí con un poco más de detalle?

Es bastante pequeño, sólo alrededor de 1 milímetro por 0,5 milímetros. Viene de la superficie exterior de Ryugu. La nave espacial Hayabusa2 hizo dos touchdowns en Ryugu. En la primera, aterrizó en la superficie intacta y agarró parte de ese material. Luego, para el segundo touchdown, la nave tomó muestras de un lugar donde se había creado un cráter de impacto artificial en la superficie con la esperanza de que pudiera batir algo de material más profundo. La idea es comparar ese material de la superficie con el material "más fresco" debajo que ha sido protegido un poco más de los efectos de la intemperie espacial que pueden modificar la superficie superior no perturbada. La muestra que miramos era del primer aterrizaje en la superficie.

P:¿Qué busca en particular en su análisis?

La misión Hayabusa2 tiene un gran equipo científico, y cada uno de esos expertos tiene una pregunta diferente. Nuestro grupo está realmente interesado en minerales formados por agua y compuestos orgánicos. ¿Están presentes en estas muestras? y de ser así, ¿Cuál es su química y qué nos dicen sobre el papel del agua en los primeros millones de años de nuestro sistema solar? Nuestros datos iniciales de los instrumentos de detección remota en la nave espacial sugirieron que tal vez Ryugu no era tan rico en agua como esperábamos. Una hipótesis es que el asteroide original fue alterado por el agua, que conduce a la formación de arcilla acuosa y quizás otros minerales, pero en algún momento el asteroide se calentó hasta el punto en que se deshidrató parcialmente. Ahora que tenemos las muestras en la mano, podemos echar un vistazo más de cerca y ver si esa hipótesis era correcta.

P:¿Qué forma toma el análisis?

Para comenzar, estamos haciendo lo que se conoce como espectroscopia de reflectancia de infrarrojo cercano y medio, que analiza la luz reflejada por la muestra en longitudes de onda más largas de lo que el ojo humano puede ver, pero que nos informa sobre los minerales presentes. Hay instrumentos similares en la nave espacial que analizaron la superficie del asteroide en una escala de varios metros a centímetros. Pero en el laboratorio estamos mirando la escala micrométrica. Entonces podemos mirar los pequeños granos individuales, las complejidades de los minerales y su química, y comprender si los minerales que contienen agua están presentes en la muestra y de qué manera. Una vez que tengamos esa información detallada, Podemos volver atrás y mirar los datos de nuestra nave espacial a mayor escala y preguntar:¿Fueron correctas las hipótesis que hicimos en base a esos datos o necesitamos revisar nuestras interpretaciones? Ser capaz de tener datos de naves espaciales detectados de forma remota y luego muestras en la mano para hacer análisis de laboratorio detallados realmente nos ayuda a aprender cómo unir esas escalas espaciales.

P:¿Por qué es importante estudiar asteroides como Ryugu?

Creemos que los asteroides como Ryugu representan los bloques de construcción primordiales del sistema solar. Entonces, al aprender más sobre Ryugu, podríamos aprender más sobre cómo se formó el sistema solar y cómo evolucionó para ser como es hoy.

Además, Tanto Takahiro como yo somos co-investigadores en la misión OSIRIS-REx de la NASA, que actualmente está en camino de regreso a la Tierra para devolver muestras del asteroide Bennu y que los datos de la nave espacial han demostrado que alberga minerales y compuestos orgánicos que contienen agua. Esperamos poder medir también muestras de esa misión, por lo que este análisis de las muestras de Ryugu también nos ayudará a prepararnos para esas futuras mediciones.