La nave espacial Hayabusa2 de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) ha regresado a la Tierra con muestras del asteroide Ryugu, que orbita alrededor del Sol entre la Tierra y Marte.

El análisis químico preliminar de las muestras de Ryugu reveló que el asteroide es volátil y rico en materia orgánica, mostrando similitudes con una clase de meteorito conocido como condritas carbonosas (CI) de tipo Ivona. Estos asteroides han llamado la atención de los científicos debido a su estrecha similitud química con los entornos primarios durante el nacimiento del sistema solar.

Los estudios han demostrado que las anomalías isotópicas en las proporciones de cromo (54Cr/52Cr) y titanio (50Ti/47Ti), que a menudo se expresan como ε54Cr y ε50Ti, respectivamente, pueden ayudar a descifrar los orígenes de la nucleosíntesis de componentes químicos en materiales extraterrestres. Si bien la variación isotópica de otros elementos en las muestras a granel de Ryugu es similar a la de los CI, las anomalías de los isótopos de cromo difieren ligeramente de las registradas en la literatura. Para descubrir el origen de estas anomalías, un equipo internacional de científicos dirigido por el profesor Tetsuya Yokoyama del Instituto de Tecnología de Tokio estudió recientemente ε54Cr y ε50Ti en cinco muestras diferentes de Ryugu. Sus resultados fueron publicados en la revista Scientific Progress.

«Estudios anteriores sobre muestras de asteroides han demostrado que las condritas carbonosas de tipo Ryugu y Evona nacieron en un lugar común; una parte más lejana del sistema solar que otros cuerpos de meteoritos. Sin embargo, la ligera discrepancia en las anomalías isotópicas de cromo entre Ryugu y CI plantea la La cuestión de si la heterogeneidad se debe a la diferencia en el lugar de nacimiento, o surgió de procesos secundarios que ocurrieron después de la acumulación de sus cuerpos maternos, explica el profesor Yokoyama.

Para analizar cuidadosamente las anomalías de Cr y Ti, el equipo seleccionó dos muestras de Ryugu del primer lugar de aterrizaje y tres del segundo lugar de aterrizaje. Las muestras primero se digirieron en ácidos y se sometieron a espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente (ICP-MS) y espectrometría de masas de ionización térmica (TIMS). Los resultados de las pruebas en muestras que pesan menos de 24 mg indicaron que la variación en ε50Ti es marginal y es consistente con los datos disponibles sobre los IC. No ocurrió lo mismo con los valores de ε54Cr, donde las dispersiones excedieron los valores informados anteriormente para los CI. Sin embargo, cuando la muestra tenía más de 90 miligramos, se encontró similitud isotópica. Esta observación indica que los isótopos de Cr no están distribuidos uniformemente en el cuerpo original de Ryugu a nivel microscópico, mientras que Ryugu tiene una composición isotópica de Cr similar a los CI a nivel macroscópico, lo que respalda la idea de que Ryugu y los CI comparten una herencia genética común.

Los orígenes no nebulosos de los cambios de isótopos nucleares de Cr-Ti en Ryugu podrían ayudar a desentrañar la historia química del sistema solar primitivo. Crédito Tecnología Tokio

Un análisis más detallado de las muestras indicó que la heterogeneidad microscópica en la distribución de isótopos de cromo surgió del fraccionamiento físico y químico de nanopartículas ricas en 54Cr y minerales secundarios que contienen cromo. Este fenómeno se atribuye al cambio de agua dentro del asteroide. El agua en el asteroide disolvió levemente el cromo soluble, mientras que las nanopartículas ricas en 54Cr no se disolvieron, y hicieron circular el líquido empobrecido en 54Cr dentro del cuerpo, precipitando minerales secundarios empobrecidos en 54Cr. Este escenario fue respaldado por el análisis del isótopo radiactivo 53Cr realizado por el equipo, que reveló que la precipitación de metales secundarios ocurrió unos 5,2 millones de años después del nacimiento del sistema solar.

Las anomalías de la nucleosíntesis de 54Cr en materiales extraterrestres a menudo se asocian con sus orígenes nebulares, pero este estudio revela que las anomalías aparentes de 54Cr en materiales asteroidales también pueden surgir de procesos del cuerpo original, como la redistribución de elementos por el agua.

«A diferencia de los meteoritos que caen a la Tierra desde el espacio, las muestras de Ryugu no se ven afectadas por la contaminación terrestre y son particularmente valiosas para revelar la historia temprana del sistema solar porque conservan propiedades químicas primitivas. Por lo tanto, este estudio es un paso más hacia la comprensión completa nuestro pasado químico”.

Efecto de la circulación del agua en el asteroide Ryugu sobre la distribución de anomalías de isótopos nucleares en la muestra devueltaProgreso científico (acceso abierto)

Astrobiología, Astroquímica,