El año pasado, Los científicos de la misión Dawn de la NASA anunciaron la detección de material orgánico, compuestos a base de carbono que son componentes necesarios para la vida, expuestos en parches en la superficie del planeta enano Ceres. Ahora, Un nuevo análisis de los datos de Dawn realizado por investigadores de la Universidad de Brown sugiere que esos parches pueden contener una abundancia mucho mayor de compuestos orgánicos de lo que se pensaba originalmente.

Los resultados, publicado recientemente en Cartas de investigación geofísica , plantean preguntas intrigantes sobre cómo esos orgánicos llegaron a la superficie de Ceres, y los métodos utilizados en el nuevo estudio también podrían proporcionar una plantilla para interpretar datos para misiones futuras, dicen los investigadores.

"Lo que muestra este documento es que puede obtener resultados realmente diferentes según el tipo de material orgánico que utilice para comparar e interpretar los datos de Ceres, "dijo Hannah Kaplan, investigadora postdoctoral en el Southwest Research Institute que dirigió la investigación mientras completaba su doctorado. en Brown. "Eso es importante no solo para Ceres, sino también para misiones que pronto explorarán asteroides que también pueden contener material orgánico ".

Las moléculas orgánicas son los componentes químicos básicos de la vida. Su detección en Ceres no significa que haya vida allí o alguna vez haya existido allí; Los procesos no biológicos también pueden dar lugar a moléculas orgánicas. Pero debido a que la vida tal como la conocemos no puede existir sin material orgánico, los científicos están interesados ​​en cómo se distribuye a través del sistema solar. La presencia de material orgánico en Ceres plantea interesantes posibilidades, particularmente porque el planeta enano también es rico en hielo de agua, y el agua es otro componente necesario para la vida.

El descubrimiento original de materia orgánica en Ceres se realizó utilizando el espectrómetro visible e infrarrojo (VIR) en la nave espacial Dawn, que entró en órbita alrededor del planeta enano en 2015. Al analizar los patrones en los que la luz solar interactúa con la superficie, observando cuidadosamente qué longitudes de onda se reflejan y cuáles se absorben, los científicos pueden hacerse una idea de qué compuestos están presentes en Ceres. El instrumento VIR recogió una señal consistente con moléculas orgánicas en la región del cráter Ernutet en el hemisferio norte de Ceres.

Para tener una idea inicial de cuán abundantes pueden ser esos compuestos, el equipo de investigación original comparó los datos del VIR de Ceres con los espectros de reflectancia de laboratorio de material orgánico formado en la Tierra. Basado en ese estándar, los investigadores concluyeron que entre el seis y el 10 por ciento de la firma espectral que detectaron en Ceres podría explicarse por la materia orgánica.

Pero para esta nueva investigación, Kaplan y sus colegas querían volver a examinar esos datos utilizando un estándar diferente. En lugar de confiar en las rocas de la Tierra para interpretar los datos, el equipo recurrió a una fuente extraterrestre:meteoritos. Se ha demostrado que algunos meteoritos, trozos de condrita carbonosa que han caído a la Tierra después de ser expulsados ​​de asteroides primitivos, contienen material orgánico que es ligeramente diferente al que se encuentra comúnmente en nuestro propio planeta. Y el trabajo de Kaplan muestra que la reflectancia espectral de los extraterrestres orgánicos es distinta de la de los terrestres.

"Lo que encontramos es que si modelamos los datos de Ceres utilizando compuestos orgánicos extraterrestres, que puede ser un análogo más apropiado que los que se encuentran en la Tierra, entonces necesitamos mucha más materia orgánica en Ceres para explicar la fuerza de la absorción espectral que vemos allí, ", Dijo Kaplan." Estimamos que entre el 40 y el 50 por ciento de la señal espectral que vemos en Ceres se explica por compuestos orgánicos. Esa es una gran diferencia en comparación con el seis al 10 por ciento informado anteriormente basado en compuestos orgánicos terrestres ".

Si la concentración de compuestos orgánicos en Ceres es realmente tan alta, plantea una serie de nuevas preguntas sobre la fuente de ese material. Hay dos posibilidades en competencia de dónde pueden provenir los orgánicos de Ceres. Podrían haber sido producidos internamente en Ceres y luego expuestos en la superficie, o podrían haber sido lanzados a la superficie por el impacto de un cometa o asteroide rico en materia orgánica.

Este nuevo estudio sugiere que si se entregaran los orgánicos, entonces, las altas concentraciones potenciales de los orgánicos serían más consistentes con el impacto de un cometa que con un asteroide. Se sabe que los cometas tienen una abundancia interna significativamente mayor de compuestos orgánicos en comparación con los asteroides primitivos. potencialmente similar a la cifra del 40 al 50 por ciento que sugiere este estudio para estas ubicaciones en Ceres. Sin embargo, el calor de un impacto probablemente destruiría una cantidad sustancial de los componentes orgánicos de un cometa, por lo que aún no está claro si una abundancia tan alta podría explicarse por el impacto de un cometa, dicen los investigadores.

La explicación alternativa, que los orgánicos se formaron directamente en Ceres, también plantea preguntas. The detection of organics has so far been limited to small patches on Ceres' northern hemisphere. Such high concentrations in such small areas require an explanation.

"If the organics are made on Ceres, then you likely still need a mechanism to concentrate it in these specific locations or at least to preserve it in these spots, "dijo Ralph Milliken, profesor asociado en el Departamento de Tierra de Brown, Environmental and Planetary Sciences and a study co-author. "It's not clear what that mechanism might be. Ceres is clearly a fascinating object, and understanding the story and origin of organics in these spots and elsewhere on Ceres will likely require future missions that can analyze or return samples."

For now the researchers hope this study will be helpful in informing upcoming sample return missions to near-Earth asteroids that are also thought to host water-bearing minerals and organic compounds. The Japanese spacecraft Hayabusa2 is expected to arrive at the asteroid Ryugu in several weeks, and NASA's OSIRIS-REx mission is due to reach the asteroid Bennu in August. Kaplan is currently a science team member with the OSIRIS-REx mission.

"I think the work that went into this study, which included new laboratory measurements of important components of primitive meteorites, can provide a framework of how to better interpret data of asteroids and make links between spacecraft observations and samples in our meteorite collection, " Kaplan said. "As a new member to the OSIRIS-REx team, I'm particularly interested in how this might apply to our mission."