Den 6 december lokal tid (5 december i USA), Den japanska rymdfarkosten Hayabusa2 släppte en kapsel till marken i Australian Outback från cirka 120 miles (eller 200 kilometer) över jordens yta. Inuti den kapseln finns någon av de mest värdefulla lasterna i solsystemet:damm som rymdfarkosten samlade tidigare i år från ytan på asteroiden Ryugu.

I slutet av 2021, Japan Aerospace Exploration Agency, eller JAXA, kommer att sprida prover av Ryugu till sex team av forskare runt om i världen. Dessa forskare kommer att producera, värme, och inspektera dessa gamla korn för att lära dig mer om deras ursprung.

Bland teamen av Ryugu-utredare kommer att finnas forskare från Astrobiology Analytical Laboratory vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. Forskare i astrobiologilabbet använder banbrytande instrument som liknar de som används i kriminaltekniska laboratorier för att lösa brott. Istället för att lösa brott, fastän, NASA Goddard-forskare undersöker rymdstenar efter molekylära bevis som kan hjälpa dem att pussla ihop historien om det tidiga solsystemet.

"Vad vi försöker göra är att bättre förstå hur jorden utvecklades till vad den är idag, " sa Jason P. Dworkin, chef för Goddard's Astrobiology Analytical Laboratory. "Hur, från en skiva av gas och damm som smälte samman runt vår bildade sol, kom vi till liv på jorden och möjligen någon annanstans?" Dworkin fungerar som internationell ställföreträdare för ett globalt team som kommer att undersöka ett prov av Ryugu på jakt efter organiska föreningar som är föregångare till liv på jorden.

Ryugu är ett gammalt fragment av en större asteroid som bildades i molnet av gas och damm som skapade vårt solsystem. Det är en spännande typ av asteroid som är rik på kol, som är en viktig del av livet.

När Dworkin och hans team får sin del av ett Ryugu-prov nästa sommar, de kommer att leta efter organiska föreningar, eller kolbaserade föreningar, för att bättre förstå hur dessa föreningar först bildades och spreds i hela solsystemet.

Organiska föreningar av intresse för astrobiologer inkluderar aminosyror, som är molekyler som utgör de hundratusentals proteiner som är ansvariga för att driva några av livets viktigaste funktioner, som att göra nytt DNA. Genom att studera skillnaderna i typerna och mängderna av aminosyror som bevaras i rymdstenar kan forskare bygga ett register över hur dessa molekyler bildades.

Damm från Ryugu, som för närvarande är 9 miljoner miles, eller 15 miljoner kilometer, från jorden, kommer att vara bland det mest oklanderligt bevarade rymdmaterial som forskare har lagt händerna på. Det är bara det andra provet av en asteroid som någonsin har samlats in i rymden och återvänt till jorden.

Innan Ryugu-leveransen, JAXA tog tillbaka små prover av asteroiden Itokawa 2010 som en del av historiens första asteroidprovtagningsuppdrag. Innan det, under 2006, NASA fick ett litet prov från kometen Wild-2 som en del av sitt Stardust-uppdrag. Och nästa, år 2023, NASA:s OSIRIS-REx kommer att returnera minst ett dussin uns, eller hundratals gram, av asteroiden Bennu, som har färdats genom rymden och i stort sett oförändrad i miljarder år.

"Vårt slutmål är att förstå hur organiska föreningar bildas i den utomjordiska miljön, sa Hiroshi Naraoka, professor i geokemi vid Kyushu University i Fukuoka, Japan, och ledningen för det globala Hayabusa2-teamet som kommer att analysera Ryugus organiska sammansättning. "Så vi vill analysera många organiska föreningar, inklusive aminosyror, svavelföreningar, och kväveföreningar, att bygga en berättelse om de typer av organisk syntes som sker i asteroider."

Efter att ha analyserat Ryugus makeup, forskare kommer att få jämföra det med Bennu, platsen för en mycket framgångsrik provtagning av OSIRIS-REx, som en kort stund landade på asteroidens yta den 20 oktober.

"De två asteroiderna har liknande former, men Bennu verkar ha mycket mer bevis på tidigare vatten och organiska föreningar, sa Dworkin, vars labb också kommer att få en tiondel av ett uns, eller flera gram, av Bennu. "Det ska bli väldigt intressant att se hur de jämför, eftersom de kom från olika föräldrakroppar i asteroidbältet och har olika historia."

Att analysera asteroidpartiklar kräver mycket övning

Att analysera Ryugu-damm kommer att vara ett av de mest krävande projekten som Goddard-astrokemister har tagit sig an. De kommer att behöva arbeta med en minimal mängd prov. Hayabusa2 förväntas inte ha samlat in mer än några gram damm (det är ungefär sex kaffebönor!) från Ryugu, även om detta är mycket mer material än vad som returnerades från Itokawa. Denna lilla mängd kommer att spridas bland många forskare, vilket innebär att Dworkin och hans kollegor bara kommer att få en bråkdel av originalprovet - något mer än en vanlig snöflinga.

"Vi kommer att ha att göra med mycket mindre provtilldelningar än vi vanligtvis arbetar med när vi analyserar meteoriter, sade Eric T. Parker, en Goddard-astrokemist som arbetar med Dworkin.

Parker sa att Goddard-teamet, i samarbete med internationella kollegor, har övat på att arbeta med små prover i mer än ett år. Till exempel, de har analyserat dammkorn från en kolrik meteorit som heter Murchison. Sedan, de använde samma teknik för att analysera ett prov utan något utomjordiskt material i det för att se till att de kunde se skillnaden mellan de två.

Efter att Goddard-forskare tagit emot Ryugu-damm, de kommer att suspendera partiklarna i en vattenlösning inuti ett glasrör. De kommer sedan att värma lösningen till temperaturen för kokande vatten, eller 212 grader Fahrenheit (100 grader Celsius), i 24 timmar i ett försök att extrahera eventuella organiska föreningar som kan lösas upp i vatten.

Forskarna kommer att köra lösningen genom kraftfulla analytiska maskiner som kommer att separera molekylerna inuti efter form och massa och identifiera varje sort.

"Med riktigt värdefulla prover som Ryugu, självklart tänker du, "Jag hoppas att det här provröret inte går sönder, ' eller 'Jag hoppas att denna reaktion går rätt, '" sa Hannah L. McLain, en Goddard-forskare på Dworkins Ryugu-analysteam. "Men vid det här laget, vi har helt etablerat vår teknik för att vara säkra på att inget kan gå fel och vi är glada över att analysera det verkliga provet."