En diciembre de 2020, una pequeña cápsula de aterrizaje trajo a la Tierra partículas de roca del asteroide Ryugu, material de los comienzos de nuestro sistema solar. La sonda espacial japonesa Hayabusa 2 había recogido las muestras. El profesor de geociencia Frank Brenker y su equipo de la Universidad Goethe de Frankfurt estuvieron entre los primeros investigadores en todo el mundo a los que se les permitió literalmente «arrojar luz» sobre estas valiosas muestras científicas. En el proceso, descubrieron áreas con una acumulación masiva de tierras raras y estructuras inesperadas. Como parte de una colaboración de investigación internacional, ahora han informado sobre esto en la revista científica Science.

Frank Brenker y su equipo son líderes mundiales en un método que hace posible analizar la composición química del material de forma tridimensional y completamente no destructiva y sin una preparación complicada de la muestra, pero con una resolución de menos de 100 nanómetros. La resolución expresa la diferencia más pequeña perceptible entre dos valores medidos. El nombre largo del método es «Tomografía computarizada de fluorescencia de rayos X inducida por radiación de sincrotrón», en resumen SR-XRF-CT.

Japón había elegido Ryugu (inglés: Dragon’s Palace) como destino de la sonda porque se trata de un asteroide que, por su alto contenido en carbono, prometía entregar información especialmente amplia sobre el origen de la vida en nuestro sistema solar. Los análisis realizados en 16 partículas por los investigadores junto con los científicos en Frankfurt ahora han demostrado que Ryugu está compuesto de material de tipo CI. Estos son muy similares al Sol en términos de su composición química. Hasta ahora, el material CI rara vez se ha encontrado en la Tierra, material del cual no estaba claro cuánto se había alterado o contaminado al ingresar a la atmósfera de la Tierra o al impactar con nuestro planeta. Además, el análisis confirma la suposición de que Ryugu se originó a partir de un asteroide padre que se formó en la nebulosa solar exterior.

Hasta ahora, los científicos habían asumido que apenas había transporte de material dentro del asteroide debido a las bajas temperaturas durante la formación del material CI en los primeros días del sistema solar y, por lo tanto, apenas había posibilidad de una acumulación masiva de elementos. Sin embargo, por medio de SR-XRF-CT, los investigadores en Frankfurt encontraron una fina veta de magnetita, un mineral de óxido de hierro, e hidroxiapatita, un mineral de fosfato, en uno de los granos del asteroide. Otros grupos de científicos establecieron que la estructura y otras regiones de magnetita-hidroxiapatita en las muestras de Ryugu deben haberse formado a una temperatura sorprendentemente baja de menos de 40 °C. Este hallazgo es fundamental para interpretar casi todos los resultados que el análisis de las muestras de Ryugu ha generado y generará en el futuro.

En áreas de las muestras que contenían hidroxiapatita, el equipo de Frank Brenker también detectó metales de tierras raras, un grupo de elementos químicos indispensables hoy en día para aleaciones y cristalería para aplicaciones de alta tecnología, entre otros. «Las tierras raras se encuentran en la hidroxiapatita del asteroide en concentraciones 100 veces más altas que en cualquier otro lugar del sistema solar», dice Brenker. Es más, dice, todos los elementos de los metales de tierras raras se han acumulado en el mineral de fosfato en el mismo grado, lo que también es inusual. Brenker está convencido : «Esta distribución equitativa de tierras raras es una indicación más de que Ryugu es un asteroide muy prístino que representa los comienzos de nuestro sistema solar».

No es una cuestión de rutina que los investigadores de la Universidad Goethe de Frankfurt pudieran examinar muestras de la misión Hayabusa 2 : después de todo, Japón emprendió esta misión espacial solo y, según información de 2010, recaudó 123 millones de euros para ella. Por lo tanto, también quiere cosechar una gran parte de la cosecha científica. Pero, en última instancia, Japón no quiso renunciar a la experiencia de los especialistas alemanes en SR-XRF-CT.