L’asteroide Bennu orbita attorno al Sole una volta ogni 1,2 anni e si avvicina alla Terra ogni sei anni, percorrendo un raggio di circa 300.000 chilometri. La NASA ne ha approfittato per raccogliere materiale dal corpo celeste. In un’operazione spettacolare nel 2023, l’agenzia spaziale statunitense ha raccolto campioni dalla superficie dell’asteroide Bennu con la sua sonda OSIRIS-REx. Il 23 settembre, il contenitore del campione è atterrato nel deserto dello Utah, trasportando circa 120 grammi di materiale proveniente da Bennu.
Da lì una piccola ma preziosa porzione è arrivata all’ETH di Zurigo: Maria Schönbächler, professoressa di geochimica isotopica, ha ricevuto mezzo grammo per l’analisi. Il suo laboratorio ha iniziato immediatamente ad analizzare i campioni. Le indagini sono state ora completate e i risultati sono stati pubblicati sulla rivista Science Advances. Rivelano l’impronta chimica dei minerali di Bennu e forniscono nuove informazioni su come si è formato il nostro Sistema Solare.
Impronte digitali e parenti stretti
I ricercatori dell’ETH hanno analizzato gli isotopi di ferro, titanio e cromo. Gli isotopi sono atomi dello stesso elemento che differiscono leggermente in massa. Insieme, creano “un’impronta digitale” distintiva che i ricercatori possono utilizzare per determinare l’origine e, in una certa misura, l’età dell’asteroide. Le misurazioni mostrano che il titanio e il ferro sono distribuiti uniformemente in tutto Bennu. Rivelano anche che Bennu ha alcuni parenti stretti: l’asteroide Ryugu e i cosiddetti meteoriti CI, una classe di corpi rocciosi primitivi e ricchi di carbonio che si trovano solo molto raramente sulla Terra. Tutti e tre condividono un’impronta isotopica simile, indicando che si sono formati dallo stesso serbatoio di polvere cosmica. Differiscono significativamente anche nella composizione isotopica da altri asteroidi, gruppi di meteoriti e pianeti conosciuti.
Dove e come si è formato Bennu?
Gli scienziati avevano ipotizzato che asteroidi come Bennu si formassero nelle regioni esterne del Sistema Solare, forse dove si formavano le comete. Pensavano anche che Bennu si fosse formato relativamente tardi nell’evoluzione del Sistema Solare. I nuovi dati contraddicono entrambe le idee. Lo scenario più probabile è che Bennu, Ryugu e i meteoriti CI si siano formati vicino alla linea del ghiaccio d’acqua. Questo confine segna il punto in cui il vapore acqueo si congela. Qui, 4,5 miliardi di anni fa, mentre il Sistema Solare era ancora in formazione, i materiali delle sue regioni interne ed esterne si mescolarono. Il ghiaccio fungeva da “collante”, legando insieme le particelle di polvere più fini. “Bennu è un ibrido: il materiale non corrisponde chiaramente né al Sistema Solare interno né a quello esterno”, afferma Schönbächler. Porta le caratteristiche di entrambe le regioni e si è formato in una zona in cui il materiale fluisce da entrambe le regioni mescolandosi.
Nuovi scenari
Schönbächler e i suoi coautori propongono uno scenario in cui Giove ha svolto un ruolo chiave nella formazione di questi corpi celesti. Il gigante gassoso si è formato presto, entro 1 milione di anni dalla nascita del Sole da una nube di polvere attraverso le forze gravitazionali. Intorno al giovane Sole si è formato un disco circolare di polvere e gas, incluso ghiaccio d’acqua. All’interno del disco, pianeti e asteroidi hanno preso forma attraverso l’accrescimento. A causa della sua rapida crescita, Giove fungeva da “pilastro del ponte” all’interno del disco: bloccava la maggior parte del materiale grossolano, mentre la polvere fine proveniente da varie regioni del disco orbitante scorreva attorno ad esso e si mescolava uniformemente nella zona di transizione vicino al confine tra acqua e ghiaccio. Successivamente in questa regione si formarono i precursori di Bennu, Ryugu e dei meteoriti CI.
Polvere solare e ghiaccio
Questo scenario spiega anche perché il materiale di Bennu è ricco di acqua: il ghiaccio nelle vicinanze è evaporato e parte del vapore acqueo si è nuovamente condensato nella regione in cui si è formato Bennu. Allo stesso tempo, l’influenza protettiva di Giove ha fatto sì che Bennu si formasse principalmente da polvere fine. Questo spiega perché il materiale di Bennu è così chimicamente simile a quello del Sole: la polvere fine che orbita nel disco attorno al giovane Sole era completamente mescolata, un po’ come la polvere in casa, che finisce ovunque nel tempo. “Bennu potrebbe offrire la migliore visione del mix originale di elementi chimici da cui furono infine costruiti i pianeti terrestri”, afferma Schönbächler.
Bennu è un asteroide molto primordiale. Il suo materiale risale alla nascita del nostro Sistema Solare circa 4,5 miliardi di anni fa e da allora non è praticamente cambiato. Analizzando la geochimica di Bennu, i ricercatori stanno migliorando la nostra comprensione di come si è formato il Sistema Solare e in quali condizioni si sono formati i pianeti. Poiché l’asteroide è ricco di acqua e materiale organico, fornisce anche indizi su come la giovane Terra abbia acquisito gli elementi costitutivi della vita.
Missione di campionamento su una luna marziana
“Ora ci stiamo chiedendo se altri asteroidi abbiano la stessa firma isotopica di Bennu e Ryugu“, afferma Schönbächler. Non è inoltre chiaro in che misura il giovane Giove abbia contribuito all’aggregazione delle sole particelle di polvere fine. Ulteriori ricerche aiuteranno a chiarire il quadro. Le analisi del materiale di Bennu sono complete. Schönbächler attende ora con impazienza la missione giapponese di ritorno dei campioni Phobos, luna di Marte, il cui lancio è previsto per la fine di ottobre di quest’anno. “Sarebbe emozionante ottenere anche questo materiale per analizzarlo nel mio laboratorio”, dice. Ha intenzione di rivolgersi all’agenzia spaziale giapponese JAXA, ma avrà bisogno di pazienza: la capsula contenente il materiale di Phobos non dovrebbe tornare sulla Terra prima del 2031.
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