Rappresentazione artistica dell’analisi del campione di Ryugu con l’olografia elettronica. Crediti: Yuki Kimura
L’analisi dei campioni recuperati dall’asteroide Ryugu dalla sonda Hayabusa2 dell’agenzia spaziale giapponese Jaxa ha rivelato nuovi aspetti sul “bombardamento” fisico e magnetico a cui sono soggetti gli asteroidi nello spazio interplanetario. I risultati dello studio, condotto da Yuki Kimura dell’Università di Hokkaido e da collaboratori di altre tredici istituzioni giapponesi, sono stati pubblicati oggi sulla rivista Nature Communications.
Le indagini degli autori hanno utilizzato una tecnica avanzata di imaging chiamata olografia elettronica, o olografia con elettroni, che utilizza gli elettroni anziché la luce per creare immagini tridimensionali di oggetti microscopici. Nel processo, un fascio di elettroni penetra nel campione, rivelando i dettagli della loro struttura e delle loro proprietà magnetiche ed elettriche.
Hayabusa2 ha raggiunto l’asteroide Ryugu il 27 giugno 2018, ha raccolto campioni durante due delicati touchdown e ha poi riportato a Terra i campioni nel dicembre 2020. Il veicolo spaziale sta ora proseguendo il suo viaggio nello spazio, con l’osservazione di altri due asteroidi, prevista nel 2029 e nel 2031.
Particelle di magnetite (particelle rotonde) tagliate da un campione di Ryugu. (A) Immagine al microscopio elettronico a trasmissione in campo chiaro. (B) Immagine della distribuzione del flusso magnetico ottenuta con l’olografia elettronica. Le strisce circolari concentriche visibili all’interno delle particelle corrispondono a linee di forza magnetiche. Sono chiamate strutture di dominio magnetico a vortice e sono più stabili dei normali dischi rigidi, che possono registrare campi magnetici per oltre 4,6 miliardi di anni. Crediti: Yuki Kimura, et al. Nature Communications, 29 aprile 2024
Un vantaggio della raccolta di campioni direttamente da un asteroide è che consente ai ricercatori di esaminare gli effetti a lungo termine della sua esposizione all’ambiente spaziale. Il vento solare proveniente dal Sole e il bombardamento da parte dei micrometeoriti causano cambiamenti noti come space weathering. È impossibile studiare con precisione questi cambiamenti utilizzando la maggior parte dei campioni di meteoriti che atterrano sulla Terra, in parte a causa della loro provenienza dalle parti interne di un asteroide e anche per gli effetti causati dall’attrito delle rocce in atmosfera, durante la loro discesa.
«Le firme degli agenti atmosferici spaziali che abbiamo rilevato direttamente ci permetteranno di comprendere meglio alcuni dei fenomeni che si verificano nel Sistema solare», spiega Kimura, puntualizzando che la forza del campo magnetico nel Sistema solare primordiale è diminuita con la formazione dei pianeti e la misurazione della magnetizzazione residua sugli asteroidi può rivelare informazioni sul campo magnetico nelle primissime fasi della formazione del Sistema solare. «In futuri lavori, i nostri risultati potrebbero anche aiutare a rivelare l’età relativa delle superfici sui corpi privi di aria e aiutare nell’interpretazione accurata dei dati di telerilevamento ottenuti da questi corpi», aggiunge.
Nanoparticelle di ferro distribuite intorno alla pseudo-magnetite. (A) Immagine in campo oscuro scattata con un microscopio elettronico a trasmissione a scansione. (B) Immagine corrispondente della distribuzione del ferro. Le frecce bianche indicano le nanoparticelle di ferro. (C) Immagine della distribuzione del flusso magnetico della regione centrale di A e B. Nella pseudo-magnetite non si vedono linee di campo magnetico, mentre all’interno delle particelle di ferro sono visibili strutture concentriche di dominio magnetico simili a vortici, come indicato dalle frecce nere. Crediti: Yuki Kimura, et al. Nature Communications, 29 aprile 2024
Una scoperta particolarmente interessante è che i piccoli grani minerali chiamati framboidi, composti da magnetite, una forma di ossido di ferro, hanno perso completamente le loro normali proprietà magnetiche. I ricercatori suggeriscono che ciò sia dovuto alla collisione con micrometeoriti ad alta velocità di diametro compreso tra 2 e 20 micrometri. I framboidi rilevati erano circondati da migliaia di nanoparticelle di ferro metallico. Si spera che i futuri studi su queste nanoparticelle possano rivelare intuizioni sul campo magnetico che l’asteroide ha sperimentato per lunghi periodi di tempo. «Sebbene il nostro studio sia principalmente di interesse scientifico fondamentale e di comprensione, potrebbe anche aiutare a stimare il grado di degrado probabilmente causato dalla polvere spaziale che impatta ad alta velocità con veicoli spaziali robotici o con equipaggio», conclude fiducioso Kimura.
Per saperne di più:
- Leggi su Nature Communications l’articolo “Nonmagnetic framboid and associated iron nanoparticles with a space-weathered feature from asteroid Ryugu” di Yuki Kimura, Takeharu Kato, Satoshi Anada, Ryuji Yoshida, Kazuo Yamamoto, Toshiaki Tanigaki, Tetsuya Akashi, Hiroto Kasai, Kosuke Kurosawa, Tomoki Nakamura, Takaaki Noguchi, Masahiko Sato, Toru Matsumoto, Tomoyo Morita, Mizuha Kikuiri, Kana Amano, Eiichi Kagawa, Toru Yada, Masahiro Nishimura, Aiko Nakato, Akiko Miyazaki, Kasumi Yogata, Masanao Abe, Tatsuaki Okada, Tomohiro Usui, Makoto Yoshikawa, Takanao Saiki, Satoshi Tanaka, Fuyuto Terui, Satoru Nakazawa, Hisayoshi Yurimoto, Ryuji Okazaki, Hikaru Yabuta, Hiroshi Naraoka, Kanako Sakamoto, Sei-ichiro Watanabe, Yuichi Tsuda e Shogo Tachibana