Чи зможуть вони відкрити походження життя?

Аналіз зразка з астероїда Бенну виявив наявність необхідних для життя інгредієнтів і ознак водного минулого, що дає змогу зрозуміти походження та біохімію Сонячної системи.

• Ранній аналіз зразка астероїда Бенну повернуто НАСА‘s Осіріс-Рекс Місія виявила пил, багатий на вуглець, азот і органічні сполуки, усі необхідні інгредієнти для життя, яким ми його знаємо. Зразок, у якому переважають глинисті мінерали, особливо серпентини, відображає тип гірської породи, знайденої в серединно-океанічних хребтах на Землі.
• Фосфати магнію та натрію, знайдені у зразку, вказують на те, що астероїд міг відокремитися від маленького примітивного стародавнього океанського світу. Фосфат був несподіванкою для команди, тому що мінерал не був виявлений космічним кораблем OSIRIS-REx, коли він був на Бенну.
• Тоді як подібний фосфат був знайдений у зразку астероїда Рюгу, доставленому Японське агентство аерокосмічних дослідженьПід час місії Японського агентства аерокосмічних досліджень Hayabusa 2 у 2020 році фосфати натрію і магнію, виявлені у зразку Бенну, вирізнялися своєю чистотою (тобто відсутністю інших речовин, що входять до складу мінералу) і розміром зерен, що є безпрецедентним у жодному зразку метеорита.

Ця мозаїка Бенну була створена за допомогою спостережень, зроблених космічним кораблем NASA OSIRIS-REx, який перебував у безпосередній близькості від астероїда більше двох років. Авторське право: NASA/Годдард/Університет Арізони

Відкриття складу астероїда Бенну

Вчені з нетерпінням чекали можливості дослідити незайманий зразок астероїда Бенну вагою 4,3 унції (121,6 грама), зібраний місією NASA OSIRIS-REx (Походження, спектроскопічна інтерпретація, ідентифікація ресурсів і безпека – Regolith Explorer) з моменту його доставки на Землю. падіння. Вони сподівалися, що матеріал містить таємниці минулого Сонячної системи та біохімії, які могли призвести до виникнення життя на Землі. Ранній аналіз зразка Бенну, нещодавно опублікований у журналі… Метеорологія та планетознавствощо свідчить про те, що це хвилювання було виправданим.

Група аналізу проб зонда OSIRIS-REx виявила, що астероїд Бенну містить оригінальні інгредієнти, які сформували нашу Сонячну систему. Астероїдний пил багатий вуглецем і азотом, а також органічними сполуками, які є важливими компонентами життя, яким ми його знаємо. Зразок також містив фосфат натрію-магнію, що було несподіванкою для дослідницької групи, оскільки його не було помічено в даних дистанційного зондування, зібраних космічним кораблем Бенну. Його присутність у зразку вказує на те, що астероїд міг відокремитися від невеликого примітивного океанського світу, який давно зник.

Вигляд восьми лотків із зразками, що містять остаточний матеріал з астероїда Бенну. Пил і каміння висипали в лотки з верхньої пластини головки сенсорного механізму відбору проб (TAGSAM). З цієї виливки було зібрано 51,2 грама, що зробило кінцеву масу зразка астероїда 121,6 грама. Авторське право: NASA/Еріка Блуменфельд і Джозеф Еберсолд

Аналіз зразка астероїда Бенну відкрив цікаві відомості про склад астероїда. Зразок, де переважають глинисті мінерали, особливо серпентини, відображає тип гірської породи, знайденої в серединно-океанічних хребтах Землі, де матеріал із мантії, шару під земною корою, зустрічається з водою.

Ця реакція не тільки створює глину; Він також дає початок різноманітним мінералам, таким як карбонати, оксиди заліза та сульфіди заліза. Але найдивовижнішим відкриттям є наявність водорозчинних фосфатів. Ці сполуки є біохімічними компонентами всього живого, відомого сьогодні на Землі.

У той час як подібний фосфат був знайдений у зразку астероїда Рюгу, надісланому Японським агентством аерокосмічних досліджень (JAXA) місією Hayabusa 2 у 2020 році, фосфат натрію магнію, виявлений у зразку Бенну, відрізняється своєю чистотою, тобто відсутністю інших матеріалів у мінерал – і розмір його зерен є безпрецедентним у жодному зразку метеорита.

Невелика частина зразка астероїда Бенну, повернута місією NASA OSIRIS-REx, як видно на зображеннях під мікроскопом. Верхня панель зліва показує частинку бенно темного кольору довжиною близько міліметра з яскравою фосфатною зовнішньою оболонкою. Інші три панелі показують поступово збільшені зображення фрагмента частинки, яка відкололася вздовж яскравої вени, що містить фосфат, зроблені скануючим електронним мікроскопом. Авторське право: від Lauretta & Connolly та ін. (2024) Метеорологія та планетознавствоdoi:10.1111/maps.14227

Виявлення фосфату магнію та натрію у зразку Бенну викликає питання про геохімічні процеси, які сконцентрували ці елементи, а також дає цінні підказки про історичні умови Бенну.

«Наявність і стан фосфату, а також інших елементів і сполук на Бенну, вказує на водяне минуле астероїда», — сказав Данте Лауретта, один із провідних авторів дослідження та головний дослідник програми OSIRIS-REx в Університеті. Арізони в Тусоні. «Цілком можливо, що Бенну колись був частиною більш вологого світу, хоча ця гіпотеза потребує подальшого дослідження».

«OSIRIS-REx дав нам саме те, на що ми сподівалися: великий, незайманий, багатий азотом і вуглецем зразок астероїда з раніше вологого світу», — сказав співавтор дослідження Джейсон Дворкін, науковий співробітник проекту OSIRIS-REx в Goddard NASA. Центр космічних польотів у Грінбелті, штат Меріленд.

Космічний корабель NASA OSIRIS-REx залишає поверхню астероїда Бенну після збору зразка. Автор зображення: Центр космічних польотів імені Годдарда НАСА/Лабораторія CI/SVS

Незважаючи на ймовірну історію взаємодії з водою, Бенну залишається хімічно примітивним астероїдом, елементарні пропорції якого дуже схожі на пропорції Сонця.

«Зразок, який ми повернули, є найбільшим резервуаром незміненого астероїдного матеріалу на Землі в даний час», — сказала Лоретта.

Ця формація дає змогу зазирнути в перші дні нашої Сонячної системи, понад 4,5 мільярда років тому. Ці породи зберегли свій початковий стан і не розплавилися і не затверділи знову з моменту їх створення, підтверджуючи їх давнє походження.

Команда підтвердила, що астероїд багатий вуглецем і азотом. Ці елементи необхідні для розуміння середовища, в якому виникли матеріали Бенну, і хімічних процесів, які перетворюють прості елементи на складні молекули, які можуть закласти основу життя на Землі.

«Ці результати підкреслюють важливість збору та вивчення матеріалу з астероїдів, таких як Бенну — особливо матеріалу низької щільності, який зазвичай згорає при вході в атмосферу Землі», — сказав Лауретта. «Ці матеріали містять ключ до розгадки складних процесів формування Сонячної системи та біохімії, які могли сприяти виникненню життя на Землі».

Десятки інших лабораторій у Сполучених Штатах і по всьому світу отримають частини зразка Бенну з Космічного центру Джонсона NASA в Х’юстоні в найближчі місяці, і в найближчі кілька років очікується більше наукових статей з описом аналізу зразка Бенну. Команда аналізу проб OSIRIS-REx.

«Зразки Бенну — це надзвичайно красиві екзопланетні породи, — сказав Гарольд Конноллі, один із провідних авторів дослідження та дослідник зразків місії OSIRIS-REx з Університету Роуена в Глассборо, штат Нью-Джерсі. — Щотижня команда аналізу зразків OSIRIS-REx постачає нові та дивовижні результати в деяких «Ці умови допомагають накласти важливі обмеження на походження та еволюцію планет, подібних до Землі».

Космічний корабель OSIRIS-REx стартував 8 вересня 2016 року, подорожуючи до навколоземного астероїда Бенну та збираючи зразки каміння та пилу з поверхні. OSIRIS-REx, перша американська місія, яка зібрала зразок з астероїда, доставила зразок на Землю 24 вересня 2023 року.

Довідка: «Астероїд (101955) Бенну в лабораторії: характеристики зразка, зібраного космічним кораблем OSIRIS-REx» Данте С. Лоретта, Гарольд С. Конноллі, Джозеф Е. Еберсолд, Коннелл М. або. Д. Олександр, Рональд Л. Баллоуз, Джессіка Дж. Барнс, Хелена С. Бейтс, Каріна А. Беннетт, Лорін Бланш, Еріка Х. Блуменфельд, Саймон Дж. Клеметт, Джордж Д. Коді, Даніелла Н. Делла Джустина, Джейсон П. Дворкін, Скотт А. Еклі, Діонісіс І. Фустукос, Ян А. Франкі, Деніел П. Главін, Річард К. Грінвуд, П’єр Енекур, Вікторія Е. Гамільтон, Долорес Х. Гілл, Такахіро Хіроі, Кана Ісімару, Фред Журден, Ханна Х. Каплан, Ліндсей П. Келлер, Ешлі Дж. Кінг, Пірс Коефоед, Мелісса К. Контогіанніс, Лоан Лі, Роберт Дж. Макке, Тімоті Дж. МакКой, Ральф Е. Міллікен, Йенс Найорка, Енн Н. Нгуєн, Мауріціо Пайола, Анджані Т. Політ, Кевін Рейтер, Хізер Л. Ропер, Сара С. Рассел, Ендрю Дж. Раян, Скотт А. Сендфорд, Пол Ф. Скофілд, Коді Д. Шульц, Лаура Б. Сейферт, Шого Татібана, Кеті Л. Томас-Кіберта, Мішель С. Томпсон, Валері Ту, Філіппо Тосперті, Кунь Ван, Томас Дж. Zija, C.W. у Woolner, 26 червня 2024 р. Метеорологія та планетознавство.
DOI: 10.1111/maps.14227

Центр космічних польотів імені Годдарда NASA в Грінбелті, штат Меріленд, займався загальним управлінням місією, розробкою систем, а також безпекою та забезпеченням місії для OSIRIS-REx. Данте Лауретта з Університету Арізони, Тусон, є головним дослідником. Університет очолює наукову групу, планує науковий моніторинг та обробку даних місії. Локхід Мартін Спейс у Літлтоні, штат Колорадо, побудував космічний корабель і забезпечує польоти. Goddard і Kinetics Aerospace відповідали за керування космічним кораблем OSIRIS-REx. OSIRIS-REx організовано в NASA Johnson. Міжнародне партнерство в рамках цієї місії включає лазерний альтиметр OSIRIS-REx Канадського космічного агентства та наукову співпрацю з астероїдним дослідженням із місією Hayabusa2 Японського агентства аерокосмічних досліджень. OSIRIS-REx є третьою місією в програмі NASA New Frontiers, якою керує Центр космічних польотів Маршалла NASA в Хантсвіллі, штат Алабама, для Управління наукових місій агентства у Вашингтоні.