Poderosos rayos X de la fuente de fotones avanzada revelan los secretos de una momia egipcia de 1.900 años de antigüedad

En 2017, Stuart Stock, en el centro, de la Northwestern University, habla con Rachel Sabino, a la derecha, del Art Institute of Chicago, mientras el científico de Argonne Ali Mashayekhi, a la izquierda, hace ajustes al aparato que sostiene una momia egipcia de 1.900 años. Crédito: Mark Lopez / Laboratorio Nacional Argonne

Los investigadores utilizaron los poderosos rayos X de la Fuente de Fotones Avanzada para ver los restos conservados de una antigua niña egipcia sin alterar las envolturas de lino. Los resultados de esas pruebas apuntan a una nueva forma de estudiar las muestras momificadas.

Los restos momificados de los antiguos egipcios guardan muchos secretos, desde el estado de los cuerpos hasta los artefactos colocados dentro de las prendas funerarias. Ahora, un equipo de investigadores ha encontrado una manera de desentrañar esos secretos, sin desentrañar las momias.

Hace tres años, investigadores de Northwestern University, en preparación para una exhibición en el campus, transportó cuidadosamente un 1,900momia de un año a la Fuente de Fotones Avanzada (APS), un Departamento de Energía de EE. UU. (GAMA) Instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias en GAMALaboratorio Nacional Argonne. Allí, los científicos utilizaron potentes rayos X para mirar dentro de las capas de lino y resina para examinar el 2,000-Huesos y objetos de un año enterrados en su interior.

«Esta sinergia entre la alta tecnología y la arqueología destaca lo que es posible cuando se cruzan los límites típicos de la investigación». – Marc Walton, Centro de Estudios Científicos en las Artes de la Universidad Northwestern y Escuela de Ingeniería McCormick

Los resultados de este experimento, la primera vez que se examinó una momia intacta utilizando técnicas de difracción de rayos X, se publicaron recientemente en el Revista de la interfaz de la Royal Society. Los exámenes confirmaron varios detalles sobre la momia: el cuerpo pertenecía a un niño de unos cinco años, probablemente una niña, y fue enterrado con lo que parece ser un amuleto de escarabajo de calcita, un objeto sagrado destinado a proteger espiritualmente el cuerpo en su paso a la otra vida.

Este video, producido en 2017, detalla el examen de una momia egipcia de 1.900 años traída a la Fuente de Fotones Avanzados por científicos de la Universidad Northwestern. (Video de Argonne Creative Services.)

«Sabíamos que había objetos dentro de la momia y queríamos averiguar qué materiales estaban presentes ”, dijo Stuart Stock, profesor de investigación de biología celular y molecular en la Facultad de Medicina Feinberg de la Universidad de Northwestern y primer autor del artículo. Además de esto, necesita saber más al respecto.«Aparte de abrir la momia, no hay otra forma que la difracción de rayos X para identificar esos materiales «.

Los antiguos egipcios creían que era importante preservar los cadáveres de la manera más realista posible. El extenso proceso que utilizaron se llama momificación e implicaba eliminar toda la humedad del cuerpo antes de envolver al difunto en muchas capas de ropa de cama selladas con resina. Los egipcios comenzaron a momificar a los muertos 2,600 BC, según la Institución Smithsonian, y continuó durante más de 2,000 años.

Los expertos fecharon esta momia en particular en la época romana (comenzando en 30 ANTES DE CRISTO). Fue descubierto en Hawara, Egipto y excavado en 1911, llegando finalmente a la biblioteca del Seminario Teológico Evangélico Garrett en el campus de Northwestern en Evanston, Illinois. En 2018, la momia se convirtió en la pieza central de una exposición en el campus, uniéndose a una serie de retratos de momias romano-egipcias, representaciones de personas embalsamadas dentro de momias que fueron excavadas en áreas cercanas a Hawara.

Jonathan Almer y Dan Silverstein

El físico de Argonne y líder del grupo Jonathan Almer, a la izquierda, habla con Dan Silverstein del Block Museum of Art de la Northwestern University en 2017. Almer señala los rayos láser rojos que guiarán la sonda de rayos X de la momia egipcia en primer plano. Crédito: Mark Lopez / Laboratorio Nacional Argonne

En preparación para la exhibición, se le pidió a Stock que realizara una investigación sobre el contenido. Comenzó por tomar imágenes con una tomografía computarizada médica (Connecticut) escáner, que proporcionó una especie de hoja de ruta para su trabajo en el APS. Té Connecticut El escaneo, dijo Stock, mostró al equipo exactamente hacia dónde apuntar los poderosos rayos X generados por el APS, lo que les permite completar sus experimentos de rayos X en 24 horas.

«Sin el Connecticut para referirse al escaneo, esto literalmente habría tomado dos semanas ”, dijo Stock.

El equipo de Northwestern contó con la ayuda de APS el físico y líder del grupo Jonathan Almer de la división de ciencia de rayos X de Argonne, coautor del artículo. Almer lidera el equipo científico de Beamline 1-CARNÉ DE IDENTIDAD, que utiliza rayos X de alta energía que pueden penetrar muestras más grandes. Aun así, dijo Almer, este fue uno de los objetos más grandes medidos en el APS – más de tres pies de largo, con un peso aproximado 50 libras.

Momia egipcia de 1.900 años

Los científicos utilizaron poderosos rayos X para ver el interior de esta momia egipcia de 1.900 años de antigüedad, y observaron los huesos y los artefactos debajo de las capas de ropa de cama y resina sin causar ningún daño. La momia permanece en exhibición en la Universidad Northwestern. Crédito: Mark Lopez / Laboratorio Nacional Argonne

«Esto demuestra que podemos encontrar una aguja en un pajar ”, dijo Almer. Además de esto, necesita saber más al respecto.«A menudo, nuestra investigación busca objetos a nivel de micrones en una muestra de tamaño milimétrico. Esta fue una ampliación del trabajo que hacemos todos los días, y muestra que podemos experimentar y ver dentro de una amplia gama de escalas de tamaño «.

También era importante, señaló Almer, que los rayos X podían mirar dentro de la momia sin dañarla. Este método no invasivo, combinado con el anterior Connecticut escanear, reveló varias piezas de información que no habría sido posible determinar de otra manera.

El esqueleto de la niña, dijo Stock, está bien conservado y no muestra signos de trauma, lo que significa que probablemente murió de una enfermedad. Si bien Stock y sus colegas no pudieron determinar de manera concluyente el sexo de la momia, dijo que la evidencia apunta a que es una mujer, lo que coincidiría con el retrato descubierto con la momia. Los rayos X detectaron varios alfileres pequeños que sujetaban áreas de la ropa juntas, y Stock dijo que pudo determinar que estaban hechas de metales modernos, probablemente agregó. 20 hace años como parte de la exhibición de la momia.

Lo más sorprendente, dijo Stock, fue el amuleto (llamado Inclusión F en el papel), que resultó estar hecho de calcita, un mineral de carbonato. Si bien no es raro que estos amuletos estén hechos de calcita, dijo, es raro, y conocer la composición permitirá a los científicos rastrearlo hasta un momento y lugar de origen.

Marc Walton, codirector del Centro de Estudios Científicos en las Artes y profesor de investigación de ciencia e ingeniería de materiales en la Escuela de Ingeniería McCormick de Northwestern, trabajó con colegas para colocar la momia en un contexto social e histórico para la 2018 exposición, y fue el científico que llevó a Stock a bordo del proyecto. Dijo que este estudio muestra cómo un objeto arqueológico puede inspirar nuevas direcciones científicas.

«Este trabajo no solo proporciona a los historiadores datos sobre la composición de la momia, sus condiciones de enterramiento y, por lo tanto, su biografía, sino que la complejidad del objeto compuesto empujó a los autores a innovar nuevos métodos de difracción de rayos X basados ​​en sincrotrones. «Él dijo. Además de esto, necesita saber más al respecto.«Esta sinergia entre la alta tecnología y la arqueología destaca lo que es posible cuando se cruzan los límites típicos de la investigación «.

Stock dijo que si bien este método de examinar el interior de las momias puede no ser ampliamente utilizado en el futuro, dados los desafíos logísticos, puede ayudar a responder a las preguntas de los científicos que de otro modo seguirían siendo un misterio.

«Puede que sea la única forma de obtener información importante sin molestar a las momias ”, dijo.

Aunque la exposición,«Pinta los ojos con más suavidad: retratos de momias del antiguo Egipto ”, cerrado en abril 2018, la momia permanece en exhibición en la biblioteca del Seminario Teológico Evangélico Garrett en la Universidad Northwestern.

Referencia: «Tomografía computarizada combinada y difracción de rayos X de resolución de posición de una momia de retrato egipcio de la época romana intacta» por SR Stock, MK Stock y JD Almer, 25 de noviembre de 2020, Revista de la interfaz de la Royal Society.
DOI: 10.1098 / rsif.2020.0686

Esta investigación utilizó recursos de Advanced Photon Source, un GAMA Instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias operada por GAMA Office of Science by Argonne National Laboratory bajo el contrato No. DE-AC0206CH11357.