L’asteroide near-Earth Ryugu è stato fotografato da una distanza di 20 km. Crediti: Jaxa, University of Tokyo, Kochi University, Rikkyo University, Nagoya University, Chiba Institute of Technology, Meiji University, University of Aizu e Aist. Il 6 dicembre 2020, la sonda spaziale Hayabusa 2 della Jaxa ha riportato sulla Terra circa 5 grammi dell’asteroide Ryugu. Da quel momento, i preziosi frammenti di questo oggetto celeste, considerato una vera e propria capsula del tempo contenente informazioni sui primi istanti di vita del Sistema Solare, sono stati sottoposti a numerose indagini. Dopo il recupero del materiale dal sample catcher presso l’Extraterrestrial Sample Curation Center della Jaxa, minuscoli granelli neri sono stati distribuiti in vari laboratori di ricerca in tutto il mondo, incluso un laboratorio Inaf a Roma. Qui, sono stati analizzati per determinarne la struttura, la composizione chimica, isotopica e mineralogica, con l’obiettivo di rispondere a una delle domande che da tempo affascinano gli scienziati: dov’è nato Ryugu?
Le prime scoperte sull’asteroide Ryugu
Analisi iniziali e risultati sorprendenti
I primi studi condotti sull’asteroide, i cui risultati sono stati pubblicati su prestigiose riviste scientifiche come Nature e Science, hanno rivelato molti dettagli interessanti. Alcuni studi hanno rilevato la presenza di acqua liquida intrappolata in cristalli esagonali di solfuro di ferro. Non si tratta di acqua “liscia”, ma di acqua arricchita con molecole di anidride carbonica (CO2). Altri studi hanno scoperto la presenza di abbondante materia organica, sia sotto forma di grani di dimensioni sub-micrometriche che come materia dispersa nella matrice rocciosa. Inoltre, sono stati trovati gas nobili, idrocarburi, amminoacidi, uracile e niacina (un vitamero della vitamina B3), molecole fondamentali per la vita come la conosciamo.
Composizione e origine di Ryugu
Altri studi hanno rivelato che Ryugu è composto da una pasta simile a quella delle condriti carbonacee di tipo Ivuna, meteoriti che si ritiene abbiano la composizione chimica più vicina alla nebulosa da cui si è formato il Sistema Solare. Questi risultati suggeriscono che i 450 milioni di tonnellate di roccia di cui è fatto Ryugu si siano assemblati nel Sistema Solare esterno. La differente composizione isotopica rispetto ad altri gruppi di condriti, come le condriti carbonacee (Cc), ha portato a ipotizzare che Ryugu si sia formato a una distanza dal Sole maggiore rispetto a queste ultime, probabilmente in una regione compresa tra Urano e Nettuno.
Nuove ipotesi sull’origine di Ryugu
Studio del Max Planck Institute
Un nuovo studio condotto da un team di scienziati del Max Planck Institute in Germania dipinge ora un quadro diverso. I risultati della ricerca, pubblicati recentemente su Science Advances, suggeriscono che, come le condriti Cc, Ryugu possa essere nato tra le orbite di Marte e Giove. Per giungere a questa conclusione, i ricercatori hanno analizzato la composizione isotopica del nichel in quattro campioni di Ryugu e li hanno confrontati con quelli di sei condriti carbonacee note.
Confronto delle firme isotopiche
Le due condriti Tagish Lake e Tarda presentavano firme isotopiche del nichel simili a quelle della maggior parte delle altre condriti Cc. Al contrario, tutte le condriti ‘CI’ e tutti e quattro i campioni di Ryugu avevano firme isotopiche diverse, mostrando quantità maggiori di varianti di nichel. Per spiegare queste differenze, i ricercatori hanno calcolato le variazioni isotopiche del nichel prodotte dalla miscelazione di inclusioni refrattarie, condruli e matrice. Tuttavia, nessuna miscela delle tre strutture ha riprodotto le variazioni isotopiche del nichel osservate tra le condriti Cc. Le cose sono cambiate quando i ricercatori hanno incluso nel modello un quarto componente: minuscoli granuli di ferro-nichel.
Il modello proposto dai ricercatori
Processo di foto-evaporazione
Secondo gli scienziati, il processo che potrebbe aver causato l’arricchimento dei grani di ferro e nichel e le peculiari composizioni isotopiche delle condriti di tipo Ivuna/Ryugu durante la formazione del Sistema Solare è la foto-evaporazione del gas nel disco protoplanetario del Sole. Questo scenario implica che questi corpi non abbiano avuto origine nel Sistema Solare esterno, ma tra le orbite di Marte e Giove.
Formazione delle condriti carbonacee
Le prime condriti carboniose iniziarono a formarsi circa due milioni di anni dopo la formazione del Sistema Solare nel disco proto-planetario del Sole. Da lì, la polvere e i primi grumi si fecero strada verso il Sistema Solare interno. A un certo punto, lungo il loro cammino, questi semi incontrarono Giove. Fuori dalla sua orbita, i grumi più pesanti e grandi si accumularono, trasformandosi in condriti carbonacee con le loro numerose inclusioni. L’accrescimento continuò per circa due milioni di anni, fino a quando un altro processo prese il sopravvento: sotto l’influenza del Sole, il gas di cui le condriti carbonacee erano costituite evaporò gradualmente fuori dall’orbita di Giove, causando l’accumulo di polveri e granuli di ferro e nichel, portando alla nascita delle condriti di tipo Ivuna e Ryugu.
Conclusioni e implicazioni future
Riconsiderazione dell’origine di Ryugu
Se questa ipotesi è corretta, le condriti di tipo Ivuna non appaiono più come parenti lontani e in qualche modo esotici delle altre condriti carbonacee formatesi nel Sistema Solare. Piuttosto, appaiono come fratelli che potrebbero essersi formati nella stessa regione, ma in fasi successive e attraverso un processo diverso. «I risultati di questo studio ci hanno sorpreso molto», dice Christoph Burkhard, scienziato del Max Planck Institute e co-autore dello studio. «Abbiamo dovuto ripensare completamente non solo all’origine di Ryugu, ma anche a quella dell’intero gruppo di condriti di tipo Ivuna».
Prospettive future
Questi nuovi risultati aprono la strada a ulteriori ricerche per comprendere meglio la formazione e l’evoluzione del Sistema Solare. La possibilità che Ryugu e le condriti di tipo Ivuna si siano formati tra le orbite di Marte e Giove offre una nuova prospettiva sulla distribuzione dei materiali nel disco protoplanetario e sui processi che hanno portato alla formazione dei pianeti e degli altri corpi celesti.
