L'analisi svizzera della polvere di Bennu rivede la storia d'origine dell'asteroide

Mezzo grammo di polvere di asteroide sta costringendo gli scienziati a riscrivere la storia d'origine di Bennu. I ricercatori del PF di Zurigo hanno analizzato una porzione del materiale che la NASA ha riportato da Bennu e hanno trovato indizi chimici che indicano un luogo di formazione vicino al confine del ghiaccio d'acqua del primo sistema solare. Il risultato mette in discussione l'idea, a lungo sostenuta, che Bennu si sia formato tardi e lontano dal Sole, nella fredda regione esterna associata all'origine delle comete.

La sonda OSIRIS-REx della NASA ha portato sulla Terra 120 grammi di roccia e polvere di Bennu nel 2023. Il laboratorio della professoressa del PF Maria Schönbächler ha ricevuto 0,5 grammi, una piccola frazione che ha permesso di ottenere informazioni sulle condizioni predominanti quando i pianeti hanno cominciato a prendere forma.

I risultati, pubblicati in Science Advances, si concentrano sulle firme isotopiche e chimiche di ferro, titanio e cromo. Questi elementi conservano indizi sull'ambiente in cui si è assemblato il materiale di Bennu. La ricerca conferisce alla scienza planetaria svizzera un ruolo diretto nell'interpretazione di uno dei più importanti ritorni di campioni extraterrestri degli ultimi decenni, aggiungendo un nuovo capitolo alla storia di un piccolo asteroide che potrebbe conservare materiale della primissima era del sistema solare.

Bennu si è probabilmente formato circa 4,5 miliardi di anni fa in una zona di transizione, vicino al confine del ghiaccio d'acqua. Questo confine segnava un cambiamento importante nel giovane disco solare. Oltre di esso, le temperature erano abbastanza basse perché l'acqua gelasse e diventasse parte del materiale solido disponibile ai corpi planetari in crescita. La posizione influiva su quali minerali e composti potessero sopravvivere e combinarsi.

Modelli precedenti collocavano il luogo di nascita di Bennu molto più lontano, vicino al bordo ghiacciato del sistema solare. Questa interpretazione corrispondeva all'abbondanza di acqua e di materiale organico dell'asteroide. L'analisi del PF di Zurigo indica una storia più complessa. I segnali chimici trasportati da ferro, titanio e cromo indicano che il materiale che compone Bennu potrebbe essersi assemblato in una regione in cui la polvere proveniente da parti diverse del giovane disco si è riunita.

Il risultato non descrive Bennu come un frammento semplice e intatto proveniente da un unico luogo. Suggerisce che l'asteroide conservi una traccia di movimento e mescolamento durante il periodo formativo del sistema solare. Gli scienziati possono usare questa traccia per verificare i modelli di come la polvere sia diventata corpi più grandi, come l'acqua sia entrata nei materiali da costruzione planetari e come il primo disco abbia distribuito gli elementi nello spazio.

Giove potrebbe aver agito da custode nel giovane sistema solare. I ricercatori del PF propongono che il gigante gassoso si sia formato molto presto e abbia impedito al materiale più grossolano e di maggiori dimensioni di attraversare liberamente il disco solare. La polvere fine, invece, avrebbe potuto continuare a fluire da regioni diverse e accumularsi in una zona di transizione attorno all'orbita di Giove.

Questo processo offre una via attraverso cui gli ingredienti di Bennu si sono potuti mescolare. La polvere con storie chimiche diverse potrebbe essersi combinata prima di accumularsi successivamente in corpi più grandi, compresi i precursori di Bennu. La spiegazione attribuisce a Giove un ruolo planetario più ampio di quello di un lontano pianeta gigante. La sua crescita precoce potrebbe aver contribuito a organizzare la distribuzione del materiale da cui si sono sviluppati il sistema solare interno ed esterno.

L'ipotesi aiuta anche a spiegare perché un asteroide ricco d'acqua e di materiale organico possa portare firme chimiche associate a un ambiente di formazione diverso da quello che gli scienziati presumevano in precedenza. La composizione di Bennu registra i movimenti della polvere tanto quanto le condizioni di un unico luogo di nascita. Sarà necessario uno studio più approfondito del materiale restante di OSIRIS-REx per verificare quanto ampiamente questo modello di mescolamento si applichi ai campioni di Bennu e ad altri corpi primitivi.

L'acqua e il materiale organico di Bennu collegano le misurazioni di un laboratorio svizzero ai primi ingredienti della Terra. L'asteroide è ricco di entrambi, il che rende i suoi campioni restituiti preziosi per i ricercatori che studiano come i giovani pianeti abbiano acquisito composti volatili e materiale a base di carbonio. Il lavoro del PF di Zurigo non stabilisce che Bennu abbia portato la vita sulla Terra. Aiuta a identificare gli ambienti in cui alcuni dei mattoni pertinenti si sono formati e spostati.

Per gli scienziati planetari, l'importanza risiede nella documentazione fisica del campione. I telescopi possono misurare un asteroide da lontano, ma gli strumenti di laboratorio possono esaminarne la chimica con una precisione molto maggiore. Il campione di 0,5 grammi studiato a Zurigo contiene prove che possono essere confrontate con meteoriti, altri asteroidi e modelli del disco solare.

I risultati sottolineano anche il valore delle missioni spaziali internazionali per la ricerca svizzera. La NASA ha raccolto e riportato il materiale, mentre gli scienziati del PF hanno contribuito a interpretare ciò che rivela sulle origini planetarie. Man mano che i ricercatori esamineranno ulteriormente i 120 grammi restituiti nel 2023, potrebbero affinare il quadro della formazione di Bennu, del ruolo di Giove e dei percorsi che hanno fatto muovere acqua e composti organici attraverso il giovane sistema solare.