Usando técnicas de raio-X, os cientistas vão estudar pequenas partículas do asteróide 162173 Ryugu, coletados por uma missão espacial japonesa. Aprender mais sobre como este asteróide se formou aumentará nossa compreensão do sistema solar, incluindo a formação da Terra.

Não é incomum que cientistas tragam objetos interessantes a milhares de quilômetros para o Laboratório Nacional de Argonne do Departamento de Energia dos EUA (DOE) para estudo. Mas é justo dizer que o último desses a pousar no laboratório veio de muito, muito mais longe, e sua jornada para Argonne foi única.

Uma equipe de cientistas de Argonne está entre os poucos grupos ao redor do mundo escolhidos para estudar pequenos fragmentos de um asteróide. Essas partículas de poeira vieram de 162173 Ryugu, parte de um grupo de objetos próximos à Terra chamados asteróides Apollo. A órbita deste asteróide o traz para dentro de 60, 000 milhas - cerca de um quarto da distância até a lua - uma vez a cada 16 meses.

Os fragmentos foram coletados por Hayabusa2, uma missão operada pela agência espacial japonesa, JAXA.

Esses pedaços de rocha são extremamente pequenos - cada um tem cerca de 200 mícrons de diâmetro, mais ou menos do tamanho de três fios de cabelo humanos. Mas eles carregam informações sobre como esses asteróides foram formados, e pode nos contar segredos há muito escondidos sobre os primeiros dias do sistema solar, incluindo a própria Terra.

Argonne Distinguished Fellow Esen Ercan Alp está liderando a equipe de pesquisa usando os raios X ultrabright da Advanced Photon Source (APS), um DOE Office of Science User Facility em Argonne, para examinar as amostras de asteróides. Alp e seus colegas trabalharam durante anos para serem incluídos no grupo internacional de cientistas que deram uma primeira olhada terrestre nesses fragmentos.

"Isso é muito emocionante, "disse Alp." Estamos nos preparando para este projeto há dois anos. Temos praticado nossas técnicas de raios-X em amostras de meteoritos que caíram na Terra, mas eram apenas um ensaio para a coisa real. "

O APS é a única instalação dos EUA escolhida para estudar esses fragmentos, e de acordo com Alp, isso se deve a uma técnica específica de raios-X em que ele e sua equipe se especializam:espectroscopia Mössbauer. Nomeado após o físico alemão Rudolf Mössbauer, esta técnica é altamente sensível a pequenas mudanças na química das amostras, e permite aos cientistas determinar a composição química desses fragmentos, partícula por partícula.

É uma técnica que Argonne vem desenvolvendo desde 1960, e o laboratório é líder mundial em seu uso.

Ao longo de uma série inicial de observações em junho e julho, a equipe de Argonne - que inclui a cientista de linha de luz Barbara Lavina (da Universidade de Chicago e Argonne) e o físico Jiyong Zhao - fez leituras de 25 pontos diferentes nesses fragmentos usando métodos de espalhamento de raios-X na linha de luz 3-ID-B no APS. Em setembro, os fragmentos retornarão a Argonne e a equipe fará leituras mais extensas usando técnicas de espectroscopia Mössbauer.

Lavina, cuja formação é em geologia, está particularmente animado com a chance de estudar rochas que literalmente não são desta Terra e não teriam sobrevivido a uma viagem à Terra se não fossem armazenadas com segurança em uma espaçonave. Ela observou que a técnica usada pela equipe foi projetada para investigar de perto o estado do ferro em amostras como essas.

"O ferro está entre os melhores guardadores de registros da história de uma rocha, "Lavina disse." Teremos uma chance única de desvendar uma peça-chave do quebra-cabeça que é a formação e evolução de nosso sistema solar. "

A emoção de estar entre os primeiros a ver esses fragmentos de asteróide só é amplificada por sua fantástica viagem do espaço profundo. Apenas levar o módulo Hayabusa2 para 162173 Ryugu demorou mais de três anos. O módulo pousou no asteróide em junho de 2018 e passou a pesquisá-lo por um ano e meio.

Como parte dessa missão, o módulo de pouso implantou um penetrador cinético, um pequeno dispositivo explosivo que quebrou a superfície do asteróide, agitando pedras e poeira que foram então coletadas.

Em novembro de 2019, o foguete Hayabusa2 deixou a órbita do asteróide, e devolveu sua preciosa carga à Terra em dezembro de 2020. Embora essa tenha sido a parte mais distante da jornada dos fragmentos para Argonne, pode não ter sido o mais perigoso, já que oito dessas minúsculas amostras foram colocadas em uma caixa e enviadas via Federal Express do Japão para Illinois.

"Estávamos observando as informações de rastreamento de perto, "brincou Lavina, observando que as amostras chegaram com segurança.

Os resultados do trabalho da equipe de Argonne estão em segredo, e não será revelado até que um artigo seja preparado e publicado. Os fragmentos de asteróides, Enquanto isso, foram enviados para outra instalação científica, este aqui na Europa, onde outra equipe de pesquisa terá a chance de observá-los.

Alp e seus colegas estão antecipando uma segunda oportunidade de aprender mais sobre esses objetos de outro mundo e colocar em prática suas técnicas de raio-X bem aprimoradas.

“É muito significativo fazer parte de um empreendimento internacional como este, "Disse Alp." Nossa primeira rodada foi bem sucedida, mas estamos apenas começando. "