Nel dicembre 2020, la sonda spaziale Hayabusa 2 ha riportato sulla Terra campioni dell’asteroide Ryugu. Da allora, i pochi grammi di materiale hanno attraversato parecchie prove. Dopo gli esami iniziali in Giappone, alcuni dei minuscoli granelli neri sono stati trasportati in centri di ricerca in tutto il mondo, per essere misurati, pesati, analizzati chimicamente ed esposti a radiazioni infrarosse, a raggi X e di sincrotone, tra le altre cose.
Anche l’Istituto Max Planck per la ricerca sul sistema solare (MPS) ha analizzato i campioni dell’asteroide Ryugu, svelando nuove informazioni circa la sua formazione che smentiscono quanto ritenuto finora. Al MPS, i ricercatori esaminano i rapporti di alcuni isotopi metallici nei campioni, come nello studio attuale. Gli scienziati si riferiscono agli isotopi come varianti dello stesso elemento che differiscono solo per il numero di neutroni nel nucleo. Indagini di questo tipo possono aiutare a capire in quale punto del Sistema Solare si è formato Ryugu.
Secondo lo studio, pubblicato su Science Advances, l’asteroide Ryugu sarebbe “nato” vicino Giove.
Il viaggio di Ryugu attraverso il Sistema Solare
Ryugu è un asteroide near Earth: la sua orbita attorno al Sole attraversa quella della Terra (senza rischio di collisione). Tuttavia, i ricercatori presumono che, come altri asteroidi vicini alla Terra, Ryugu non sia originario del Sistema Solare interno, ma che vi abbia viaggiato dalla fascia degli asteroidi situata tra le orbite di Marte e Giove.
I veri luoghi di nascita della popolazione della fascia degli asteroidi sono probabilmente ancora più lontani dal Sole, al di fuori dell’orbita di Giove. Le “relazioni familiari” di Ryugu possono aiutare a far luce sulla sua origine e sulla sua successiva evoluzione. In che misura Ryugu assomiglia ai rappresentanti di classi note di meteoriti? Si tratta di frammenti di asteroidi che hanno fatto la loro strada dallo spazio alla Terra.
Le condriti carboniose
Le indagini degli ultimi anni hanno prodotto una sorpresa: Ryugu rientra nella grande folla di meteoriti ricchi di carbonio, le condriti carboniose. Tuttavia, studi dettagliati sulla sua composizione lo assegnano a un gruppo raro: le cosiddette condriti CI. Sono anche note come condriti di tipo Ivuna, dal nome della località tanzaniana in cui è stato trovato il loro rappresentante più noto. Oltre alla condrite Ivuna stessa, fino ad oggi sono stati scoperti solo altri otto di questi esemplari esotici. Poiché la loro composizione chimica è simile a quella del Sole, sono considerate materiale particolarmente incontaminato che si è formato all’estremità più esterna del Sistema Solare.
“Finora avevamo ipotizzato che il luogo di origine di Ryugu fosse al di fuori dell’orbita di Saturno“, spiega lo scienziato dell’MPS, Timo Hopp, coautore dell’attuale studio, che ha già condotto precedenti indagini sulla composizione isotopica di Ryugu. Le ultime analisi degli scienziati di Gottinga dipingono ora un quadro diverso. Per la prima volta, il team ha studiato i rapporti degli isotopi di nichel in quattro campioni dell’asteroide Ryugu e sei campioni di condriti carboniose. I risultati confermano la stretta relazione tra Ryugu e le condriti CI. Tuttavia, l’idea di un luogo di nascita comune ai margini del Sistema Solare non è più convincente.
Finora, i ricercatori avevano capito che le condriti carboniose erano miscele di tre “ingredienti” che possono essere visti anche a occhio nudo in sezioni trasversali. Incastonate in rocce a grana fine, inclusioni rotonde di dimensioni millimetriche e inclusioni più piccole e di forma irregolare sono densamente impacchettate insieme. Le inclusioni irregolari sono il primo materiale ad essersi condensato in grumi solidi nel disco di gas caldo che un tempo orbitava attorno al Sole. I condruli rotondi ricchi di silicati si sono formati più tardi.
Finora, i ricercatori hanno attribuito le differenze nella composizione isotopica tra le condriti CI e altri gruppi di condriti carboniose a diversi rapporti di miscelazione di questi tre ingredienti. Le condriti CI, ad esempio, sono costituite prevalentemente da rocce a grana fine, mentre le loro sorelle sono significativamente più ricche di inclusioni. Tuttavia, come descrive il team nell’attuale studio, i risultati delle misurazioni del nichel non rientrano in questo schema.
Un quarto ingrediente
I calcoli dei ricercatori mostrano ora che le loro misurazioni possono essere spiegate solo da un quarto ingrediente: minuscoli granuli di ferro-nichel, che devono essersi accumulati anche durante la formazione degli asteroidi. Nel caso di Ryugu e delle condriti CI, questo processo deve essere stato particolarmente efficiente. “Devono essere stati all’opera processi completamente diversi nella formazione di Ryugu e delle condriti CI da un lato e degli altri gruppi di condriti carboniose dall’altro”, afferma Fridolin Spitzer del MPS, primo autore del nuovo studio, riassumendo l’idea di base.
Secondo i ricercatori, le prime condriti carboniose iniziarono a formarsi circa due milioni di anni dopo la formazione del Sistema Solare. Attratti dalla forza gravitazionale del Sole ancora giovane, la polvere e i primi grumi solidi si fecero strada dal bordo esterno del disco di gas e polvere verso il Sistema Solare interno, ma incontrarono un ostacolo lungo il cammino: il neoformato Giove. Fuori dalla sua orbita, i grumi più pesanti e grandi si accumularono e così si trasformarono in condriti carboniose con le loro numerose inclusioni.
Verso la fine di questo sviluppo, dopo circa due milioni di anni, un altro processo prese il sopravvento: sotto l’influenza del Sole, il gas originale evaporò gradualmente fuori dall’orbita di Giove, portando all’accumulo principalmente di polvere e grani di ferro-nichel. Ciò portò alla nascita delle condriti CI. “I risultati ci hanno sorpreso molto. Abbiamo dovuto ripensare completamente, non solo per quanto riguarda Ryugu, ma anche per quanto riguarda l’intero gruppo di condriti CI”, afferma il Dottor Christoph Burkhard del MPS. Le condriti CI non appaiono più come parenti lontani e in qualche modo esotici delle altre condriti carboniose del bordo più esterno del Sistema Solare, ma piuttosto come fratelli più giovani che potrebbero essersi formati nella stessa regione, ma attraverso un processo diverso e in seguito.
“L’attuale studio mostra quanto le indagini di laboratorio possano essere cruciali nel decifrare la storia della formazione del nostro Sistema Solare“, dichiara Thorsten Kleine, direttore del Dipartimento di Scienze Planetarie del Mps e coautore dello studio.
