Могат ли да открият произхода на живота?

Анализът на проба от астероида Бену разкри наличието на основни съставки за живота и признаци на водно минало, предоставяйки представа за произхода и биохимията на слънчевата система.

• Ранен анализ на проба от астероид Bennu, върната от НАСА‘с Озирис-Рекс Мисията разкри прах, богат на въглерод, азот и органични съединения, всички основни съставки за живота, какъвто го познаваме. Пробата, доминирана от глинести минерали, особено серпентин, отразява типа скала, открита в средноокеанските хребети на Земята.
• Магнезиевите и натриевите фосфати, намерени в пробата, показват, че астероидът може да се е отделил от малък, примитивен древен океански свят. Фосфатът беше изненада за екипа, тъй като минералът не беше открит от космическия кораб OSIRIS-REx, докато беше на Бену.
• Докато подобен фосфат беше открит в проба от астероида Рюгу, доставен от Японска агенция за аерокосмически изследванияПо време на мисията Hayabusa 2 на Японската агенция за аерокосмически изследвания през 2020 г., натриево-магнезиевите фосфати, открити в пробата от Bennu, се отличават със своята чистота (т.е. липсата на други вещества, включени в минерала) и размер на зърното, което е безпрецедентно в нито една метеоритна проба.

Тази мозайка от Бену е създадена с помощта на наблюдения, направени от космическия кораб OSIRIS-REx на НАСА, който беше в непосредствена близост до астероида повече от две години. Авторско право: НАСА/Годард/Университет на Аризона

Открития от състава на астероида Бену

Учените с нетърпение очакваха възможността да пробият девствената проба от астероид Bennu от 4,3 унции (121,6 грама), събрана от мисията на НАСА OSIRIS-REx (Произход, спектроскопска интерпретация, идентификация на ресурси и сигурност – Regolith Explorer) от последната доставка на Земята падане. Те се надяваха, че материалът съдържа тайни от миналото на слънчевата система и биохимията, която може да е довела до произхода на живота на Земята. Ранен анализ на пробата Bennu, наскоро публикуван в списанието… Метеорология и планетарна наукакоето показва, че това вълнение е било основателно.

Екипът за анализ на пробите на сондата OSIRIS-REx е открил, че астероидът Бену съдържа оригиналните съставки, които са формирали нашата слънчева система. Астероидният прах е богат на въглерод и азот, както и на органични съединения, всички от които са основни компоненти на живота, какъвто го познаваме. Пробата също съдържаше натриев магнезиев фосфат, което беше изненада за изследователския екип, тъй като не беше видяно в данните от дистанционното наблюдение, събрани от космическия кораб Bennu. Неговото присъствие в пробата предполага, че астероидът може да се е отделил от малък, отдавна изчезнал примитивен океански свят.

Изглед на осем тави за проби, съдържащи крайния материал от астероида Бену. Прах и камъни бяха изсипани в тави от горната плоча на главата на механизма за вземане на проби с докосване и движение (TAGSAM). От тази отливка бяха събрани 51,2 грама, което прави крайната маса на астероидната проба 121,6 грама. Авторско право: NASA/Erica Blumenfeld и Joseph Aebersold

Анализът на проба от астероида Бену разкри интересни прозрения за състава на астероида. Доминирана от глинести минерали, особено серпентин, пробата отразява типа скала, открита в средноокеанските хребети на Земята, където материалът от мантията, слоят под земната кора, среща водата.

Тази реакция не само създава глина; Той също така води до различни минерали като карбонати, железни оксиди и железни сулфиди. Но най-изненадващото откритие е наличието на водоразтворими фосфати. Тези съединения са биохимичните компоненти на целия живот, известен на Земята днес.

Докато подобен фосфат беше открит в пробата от астероид Ryugu, изпратена от мисията Hayabusa 2 на Японската агенция за аерокосмически изследвания (JAXA) през 2020 г., натриево-магнезиевият фосфат, открит в пробата Bennu, се отличава със своята чистота – тоест липсата на други материали в минералът – и размерът на неговите зърна Това е безпрецедентно в никоя метеоритна проба.

Малка част от пробата от астероид Bennu, върната от мисията OSIRIS-REx на НАСА, както се вижда на изображения от микроскоп. Горният ляв панел показва тъмно оцветена частица бено, дълга около милиметър, с ярка фосфатна външна обвивка. Другите три панела показват прогресивно увеличени изображения на фрагмент от частицата, който се е откъснал по протежение на ярка вена, съдържаща фосфат, взети от сканиращ електронен микроскоп. Авторско право: От Lauretta & Connolly et al. (2024) Метеорология и планетарна наукаdoi:10.1111/maps.14227

Намирането на магнезиев и натриев фосфат в пробата на Бену повдига въпроси относно геохимичните процеси, които концентрират тези елементи, и също така предоставя ценни улики за историческите условия на Бену.

„Наличието и състоянието на фосфат, заедно с други елементи и съединения на Bennu, сочи към водно минало за астероида“, каза Данте Лаурета, съавтор на изследването и главен изследовател на програмата OSIRIS-REx в университета от Аризона в Тусон. „Възможно е Бену някога да е бил част от по-влажен свят, въпреки че тази хипотеза изисква допълнително проучване.“

„OSIRIS-REx ни даде точно това, на което се надявахме: голяма, девствена, богата на азот и въглерод астероидна проба от преди това влажен свят“, каза съавторът на изследването Джейсън Дъркин, учен от проекта OSIRIS-REx в Годард на НАСА Център за космически полети в Грийнбелт, Мериленд.

Космическият кораб OSIRIS-REx на НАСА напуска повърхността на астероида Бену, след като е взел проба. Кредит на изображението: NASA Goddard Space Flight Center/CI/SVS Laboratory

Въпреки вероятната си история на взаимодействие с водата, Бену остава химически примитивен астероид с елементарни пропорции, много подобни на тези на Слънцето.

„Пробата, която върнахме, е най-големият резервоар от непроменен астероиден материал на Земята в момента“, каза Лорета.

Тази формация предлага поглед към ранните дни на нашата слънчева система, преди повече от 4,5 милиарда години. Тези скали са запазили първоначалното си състояние и не са се стопили или втвърдили отново от създаването си, което потвърждава древния им произход.

Екипът потвърди, че астероидът е богат на въглерод и азот. Тези елементи са от съществено значение за разбирането на средата, в която произхождат материалите на Bennu, и химичните процеси, които трансформират простите елементи в сложни молекули, което може да постави основата за живота на Земята.

„Тези резултати подчертават значението на събирането и изучаването на материал от астероиди като Бену – особено материал с ниска плътност, който обикновено изгаря при навлизане в земната атмосфера“, каза Лаурета. „Тези материали държат ключа към разкриването на сложните процеси на формиране на слънчевата система и биохимия, които може да са допринесли за появата на живот на Земята.“

Десетки други лаборатории в Съединените щати и по света ще получат части от пробата Бену от космическия център Джонсън на НАСА в Хюстън през следващите месеци, а през следващите няколко години се очакват повече научни статии, описващи анализи на пробата Бену. Екип за анализ на проби OSIRIS-REx.

„Пробите от Bennu са удивително красиви извънземни скали“, каза Харолд Конъли, един от водещите автори на изследването и учен от мисията OSIRIS-REx за проби в университета Rowan в Гласборо, Ню Джърси. „Всяка седмица екипът за анализ на проби OSIRIS-REx доставя нови и изненадващи резултати в „Понякога те помагат да се поставят важни ограничения върху произхода и еволюцията на подобни на Земята планети.“

Космическият кораб OSIRIS-REx стартира на 8 септември 2016 г., пътувайки до близкия до Земята астероид Бену и събирайки проба от камъни и прах от повърхността. OSIRIS-REx, първата американска мисия за събиране на проба от астероид, достави пробата на Земята на 24 септември 2023 г.

Справка: „Астероид (101955) Бену в лабораторията: Характеристики на пробата, събрана от космическия кораб OSIRIS-REx“ от Данте С. Лорета, Харолд К. Конъли, Джоузеф Е. Аеберсолд, Конъл М. или. Д. Александър, Роналд Л. Ballouz, Jessica J. Barnes, Helena C. Bates, Carina A. Bennett, Laurinne Blanche, Erika H. Blumenfeld, Simon J. Clemett, George D. Cody, Daniella N. DellaGiustina, Jason P. Dworkin, Scott A. Eckley, Dionysis I. Foustoukos, Ian A. Franchi, Daniel P. Glavin, Richard C. Greenwood, Pierre Haenecour, Victoria E. Hamilton, Dolores H. Hill, Takahiro Hiroi, Kana Ishimaru, Fred Jourdan, Hannah H. Kaplan, Lindsay P. Келър, Ашли Дж. Кинг, Пиърс Коефоед, Мелиса К. Контогианис, Лоан Ле, Робърт Дж. Маккой, Тимъти Дж. Маккой, Ралф Е. Миликен, Йенс Найорка, Ан Н. Нгуен, Маурицио Пайола, Анджани Т. Полит, Кевин Райтер, Хедър Л. Ропър, Сара С. Ръсел, Андрю Дж. Райън, Скот А. Сандфорд, Пол Ф. Скофийлд, Коди Д. Шулц, Лора Б. Сейферт, Шого Тачибана, Кати Л. Томас-Киберта, Мишел С. Томпсън, Валери Ту, Филипо Тосперти, Кун Ван, Томас Дж. Zija, C.W. в Woolner, 26 юни 2024 г., Метеорология и планетарна наука.
DOI: 10.1111/maps.14227

Центърът за космически полети Годард на НАСА в Грийнбелт, Мериленд, се занимаваше с цялостното управление на мисията, системното инженерство и безопасността и осигуряването на мисията за OSIRIS-REx. Данте Лаурета от Университета на Аризона, Тусон, е главният изследовател. Университетът ръководи научния екип, планирайки научния мониторинг и обработка на данни на мисията. Lockheed Martin Space в Литълтън, Колорадо, построи космическия кораб и осигурява полети. Goddard и Kinetics Aerospace бяха отговорни за насочването на космическия кораб OSIRIS-REx. OSIRIS-REx се организира в NASA Johnson. Международните партньорства в тази мисия включват лазерния алтиметър OSIRIS-REx на Канадската космическа агенция и научното сътрудничество за вземане на проби от астероиди с мисията Hayabusa2 на Японската агенция за аерокосмически изследвания. OSIRIS-REx е третата мисия в програмата New Frontiers на НАСА, която се управлява от Центъра за космически полети Маршал на НАСА в Хънтсвил, Алабама, за Дирекцията за научни мисии на агенцията във Вашингтон.