Usando técnicas de rayos X, Los científicos estudiarán pequeñas motas del asteroide 162173 Ryugu, recogido por una misión espacial japonesa. Aprender más sobre cómo se formó este asteroide ampliará nuestra comprensión del sistema solar, incluida la formación de la Tierra.

No es raro que los científicos traigan objetos interesantes a miles de kilómetros al Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) para su estudio. Pero es justo decir que el último de estos en aterrizar en el laboratorio provino de mucho, mucho más lejos y su viaje a Argonne fue único.

Un equipo de científicos de Argonne se encuentra entre los pocos grupos de todo el mundo elegidos para estudiar pequeños fragmentos de un asteroide. Estas partículas de polvo provienen de 162173 Ryugu, parte de un grupo de objetos cercanos a la Tierra llamados asteroides Apolo. La órbita de este asteroide lo lleva a 60, 000 millas, aproximadamente un cuarto de la distancia a la luna, una vez cada 16 meses.

Los fragmentos fueron recolectados por Hayabusa2, una misión operada por la agencia espacial japonesa, JAXA.

Estos trozos de roca son notablemente diminutos:cada uno tiene aproximadamente 200 micrones de diámetro, aproximadamente del tamaño de tres cabellos humanos. Pero llevan consigo información sobre cómo se formaron estos asteroides, y puede contarnos secretos ocultos durante mucho tiempo sobre los primeros días del sistema solar, incluida la Tierra misma.

El miembro distinguido de Argonne, Esen Ercan Alp, dirige el equipo de investigación que utiliza los rayos X ultrabrillantes de la fuente de fotones avanzada (APS), una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del DOE en Argonne, para examinar las muestras de asteroides. Alp y sus colegas trabajaron durante años para ser incluidos en el grupo internacional de científicos que echaron un primer vistazo terrestre a estos fragmentos.

"Esto es muy emocionante, ", dijo Alp." Nos hemos estado preparando para este proyecto durante dos años. Hemos estado practicando nuestras técnicas de rayos X en muestras de meteoritos que cayeron a la Tierra, pero fueron solo un ensayo de la realidad ".

La APS es la única instalación de EE. UU. Elegida para estudiar estos fragmentos, y según Alp, eso se debe a una técnica de rayos X en particular en la que él y su equipo se especializan:la espectroscopia de Mössbauer. Nombrado en honor al físico alemán Rudolf Mössbauer, esta técnica es muy sensible a pequeños cambios en la química de las muestras, y permite a los científicos determinar la composición química de estos fragmentos partícula por partícula.

Es una técnica que Argonne ha estado desarrollando desde la década de 1960, y el laboratorio es líder mundial en su uso.

Durante una serie inicial de observaciones en junio y julio, El equipo de Argonne, que incluye a la científica Barbara Lavina (de la Universidad de Chicago y Argonne) y al físico Jiyong Zhao, tomó lecturas de 25 puntos diferentes en estos fragmentos utilizando métodos de dispersión de rayos X en la línea de luz 3-ID-B en el APS. En septiembre, los fragmentos volverán a Argonne y el equipo tomará lecturas más extensas utilizando técnicas de espectroscopía de Mössbauer.

Lavina, cuya formación es en geología, está particularmente emocionado por la oportunidad de estudiar rocas que literalmente no son de esta tierra y que no habrían sobrevivido a un viaje a la Tierra si no se hubieran almacenado de forma segura en una nave espacial. Señaló que la técnica que utilizó el equipo está diseñada para investigar de cerca el estado del hierro en muestras como estas.

"Iron es uno de los mejores registradores de la historia de una roca, "Tendremos una oportunidad única de desentrañar una pieza clave del rompecabezas que es la formación y evolución de nuestro sistema solar", dijo Lavina.

La emoción de estar entre los primeros en ver estos fragmentos de asteroides solo se ve amplificada por su fantástico viaje desde el espacio profundo. Llevar el módulo Hayabusa2 a 162173 Ryugu llevó más de tres años. El módulo aterrizó en el asteroide en junio de 2018 y procedió a inspeccionarlo durante un año y medio.

Como parte de esa misión, el módulo de aterrizaje desplegó un penetrador cinético, un pequeño artefacto explosivo que rompió la superficie del asteroide, removiendo rocas y polvo que luego fueron recolectados.

En noviembre de 2019, el cohete Hayabusa2 dejó la órbita del asteroide, y devolvió su preciosa carga a la Tierra en diciembre de 2020. Aunque ese fue el tramo más lejano del viaje de los fragmentos a Argonne, puede que no haya sido el más peligroso, ya que ocho de estas pequeñas muestras se colocaron en una caja y se enviaron a través de Federal Express desde Japón a Illinois.

"Observamos la información de seguimiento muy de cerca, "bromeó Lavina, al tiempo que señaló que las muestras llegaron de manera segura.

Los resultados del trabajo del equipo de Argonne están en secreto, y no se revelará hasta que se prepare y publique un artículo. Los fragmentos de asteroides, mientras tanto, han sido enviados a otra instalación científica, este en Europa, donde otro equipo de investigación tendrá la oportunidad de observarlos.

Alp y sus colegas esperan una segunda oportunidad para aprender más sobre estos objetos de otro mundo y poner en práctica sus perfeccionadas técnicas de rayos X.

"Es muy importante ser parte de un esfuerzo internacional como este, "Dijo Alp." Nuestra primera ronda fue bastante exitosa, pero apenas estamos comenzando ".