Descobrim el primer fragment d'un cometa dins un meteorit

Avui aconseguim una d'aquestes fites úniques en la carrera dels investigadors, una d'aquestes que arriba en un dia en el qual no importen les vicissituds ni tampoc la mancança de mitjans que solem patir en un país en bona mesura aliè a la ciència. Resulta que hem descobert a Barcelona un fragment d'un cometa a dins d'un meteorit, precisament d'un d'aquests que anomenem condrites carbonàcies. La comunitat científica sempre ha tingut la sospita que aquests meteorits, particularment aquells menys alterats per l'efecte de la calor (metamorfisme) i per l'alteració de l'aigua, podrien contenir fragments d'altres cossos formats a majors distàncies del Sol. Nosaltres mateixos feia anys i diversos projectes de recerca consecutius en el Programa Nacional d'Astronomia i Astrofísica que buscàvem aquests tipus de materials primigenis que aporten pistes sobre l'origen de l'aigua i la matèria orgànica, entre altres temes apassionants que entronquen amb el nostre origen al cosmos.

On s'ha forjat el descobriment?

El descobriment s'ha fet des de la Sala Blanca de Meteorítica de l'Institut de Ciències de l'Espai (CSIC-IEEC). Ha estat possible en el marc del nostre projecte de recerca dins del Pla Nacional d'Astronomia i Astrofísica, concretament amb el número AYA2015-67175-P, que tractava d'omplir el buit en el nostre coneixement entre la natura dels asteroides i els cometes. El nostre grup de recerca és especialitzat en els materials formatius d'asteroides i cometes i, tot just com a fruit de la nostra recerca puntera en aquesta àrea, el nostre centre de recerca es va convertir fa una dècada en l'únic repositori internacional de meteorits antàrtics de la NASA a l'Estat espanyol. El descobriment d'aquest fragment cometari al meteorit La Paz 02342 va esdevenir-se fa quatre anys, com a fruit de l'estudi exhaustiu de desenes de condrites carbonàcies que formaren part d'aquesta col·lecció antàrtica. Vam tenir la fortuna de rebre una làmina prima del meteorit d'unes trenta micres de gruix que contenia el clast cometari i, potser gràcies al sistema de creació sistemàtic de mosaics que fem d'aquestes mostres a micro i nano escala, no va passar-nos desapercebut.

Figura 1. La fragmentació d'un cometa va donar lloc al clast d'origen cometari trobat al meteorit La Paz 02342 (NASA/CSIC-IEEC)

De què es troba format aquest xenòlit cometari?

Un fragment d'un objecte aliè a la composició d'una roca que s'estudia s'anomena xenòlit. Així doncs, aquest petit xenòlit, amb una mida d’unes cent micres, està compost per una inusual barreja de matèria orgànica, silicats amorfs i cristal·lins, sulfats de sodi, sulfurs i grans presolars; aquests últims sintetitzats en estrelles que van enriquir els materials primigenis del nostre sistema solar. L'amalgama de materials és summament complexa i desequilibrada químicament per la qual cosa hem fet servir, entre altres instruments, un espectròmetre de masses d’ions secundaris, conegut com a nano-SIMS, de la Carnegie Institution of Washington (EUA). Amb aquest instrument hem aprofundit en la natura de cadascun dels components del clast gràcies al fet que permet el sondeig electrònic a escala nanomètrica de la mostra, tant en l'àmbit isotòpic com en el d'anàlisi elemental. Gràcies a això hem pogut determinar la natura inusual del xenòlit, el seu probable origen i precisar que contenia un mantell de gel en incorporar-se al meteorit.

Figura 2. La làmina prima de La Paz 02342 vista al microscopi electrònic en la modalitat de retrodispersió (J.M.Trigo/CSIC-IEEC/Carnegie Inst.)

Quines implicacions tenen aquests descobriments?

Molts objectes del sistema solar tenen una composició molt diferent de la dels meteorits als quals estem habituats i no es troben representats a les col·leccions de meteorits. Són objectes massa fràgils que sovint produeixen lluminoses boles de foc però que solen fragmentar-se i vaporitzar-se abans d'arribar a la superfície terrestre. L’interior de les condrites carbonàcies, com La Paz 02342, constitueix un llegat fòssil de la creació dels planetesimals i aquestes són capaces de preservar mostres úniques d’altres objectes molt més rics en matèria orgànica i volàtils, coneguts com a cometes. L’asteroide progenitor d’aquesta condrita carbonàcia va patir una alteració aquosa, però afortunadament no fou ni extensiva ni homogènia, fet que va fer que es preservessin les propietats úniques d’aquest clast cometari, entre les quals la seva riquesa en diminuts grans minerals formats en estrelles del mateix entorn en el qual va néixer el Sol. El nostre estudi conclou que aquest diminut fragment va incorporar no només gels, sinó que en formar-se a gran distància del Sol incorporà també materials procedents del medi interestel·lar. Va ser en aquell lloc on possiblement fou irradiat per raigs còsmics d’alta energia, procés en el qual es van crear diminuts vidres coneguts com a GEMS (Glass with Embedded Metal and Sulfides, per les seves sigles en anglès).

Figura 3. Seqüència d'esdeveniments que van succeir sobre el fragment cometari finalment incorporat al meteorit La Paz 02342 (J.M.Trigo/CSIC-IEEC)

Podran pensar que un descobriment d'aquesta importància mereix tenir una dedicatòria especial. Certament jo li dedico als dos doctorands amb qui aquests anys he pogut gaudir i compartir moltíssimes hores de dedicació a la cerca d'aquests diminuts fragments provinents de llunyans mons inexplorats. També el dedico als joves investigadors, pilars fonamentals de la nostra ciència, que pateixen durament la manca de suports institucionals a la recerca fonamental, tot esperant que això canviï aviat i puguem donar en un futur pròxim les oportunitats adients als nostres joves millors formats. També el dedico a Catalunya, país d'acollida i centre cabdal de la recerca europea en nanomaterials.

BIBLIOGRAFIA

Larry R. Nittler, Rhonda M. Stroud, Josep M. Trigo-Rodríguez, Bradley T. De Gregorio, Conel M. O’D. Alexander, Jemma Davidson, Carles E. Moyano-Cambero, .Safoura Tanbakouei (2019). A cometary building block in a primitive asteroidal meteorite. Nature Astronomy, DOI: 10.1038/⁠S41550-⁠019-⁠0737-⁠8