Планета Бенну містить «оригінальні компоненти» Сонячної системи

НАСА‘s Осіріс-Рекс Місія змогла отримати зразок з астероїда Бенну, виявивши, що він містить необхідні для Сонячної системи матеріали та можливі ознаки присутності води в минулому. Це відкриття дає цінну інформацію про умови ранньої Сонячної системи та можливі джерела життя.

Глибоке занурення у зразок каменю та пилу, отриманий місією NASA OSIRIS-REx під керівництвом Університету Арізони, з навколоземного астероїда Бенну, виявило кілька довгоочікуваних сюрпризів.

Команда аналізу зразків OSIRIS-REx виявила, що астероїд Бенну містить оригінальні компоненти, які сформували нашу Сонячну систему. Астероїдний пил містить багато вуглецю та азоту, а також органічних сполук, які є важливими компонентами життя, яким ми його знаємо. Зразок також містить фосфат натрію та магнію, що стало несподіванкою для дослідницької групи, оскільки його не було помічено в даних дистанційного зондування, зібраних космічним кораблем Бенну. Його присутність у зразку свідчить про те, що астероїд міг відокремитися від невеликого, давно зниклого первісного океанського світу.

Зразок повернутої капсули з місії NASA OSIRIS-REx видно незабаром після того, як вона приземлилася в пустелі 24 вересня 2023 року на випробувальному та навчальному полігоні Міністерства оборони в Юті. Зразок був зібраний з астероїда Бенну в жовтні 2020 року космічним кораблем NASA OSIRIS-REx. Автор зображення: NASA/Kegan Barber

Політ і доставка зразка Піно

Космічний корабель OSIRIS-REx стартував 8 вересня 2016 року і почав свою подорож до навколоземного астероїда Бенну, щоб зібрати зразок каменів і пилу з поверхні. OSIRIS-REx була першою американською місією, яка зібрала зразок з астероїда. Космічний корабель доставив зразок вагою 4,3 унції, або 121,6 грама, на Землю 24 вересня 2023 року.

«Отримати нарешті можливість заглибитися у зразок OSIRIS-REx з Бенну після всіх цих років — це дуже цікаво», — сказав Данте Лауретта, головний дослідник проекту OSIRIS-REx. Осіріс-Рекс «Це відкриття не тільки відповідає на давні питання про ранню Сонячну систему, але також відкриває нові шляхи для дослідження формування Землі як планети, придатної для життя. Ідеї, описані в оглядовій статті, викликали ще більше цікавості, спонукаючи нас до досліджуйте глибше».

Лоретта є співавтором дослідницької статті, опублікованої в Метеорологія та планетознавство Деталізується природа зразка астероїда. Стаття також служить вступом до Каталог зразків Binoонлайн-ресурс, де інформація про зразок є доступною для громадськості та де науковці можуть запитувати зразки матеріалів для власного дослідження.

«Публікація першої статті під керівництвом доктора Лоретти та доктора Конноллі, яка описує зразок Бенну, є важливою віхою для місії та Місячно-планетарної лабораторії», — сказав Марк Марлі, директор Місячно-планетарної лабораторії Університету. «Викладацький склад, науковці та студенти продовжуватимуть вивчати цей зразок роками та десятиліттями». зерна Бенну вже в наших лабораторіях».

Вид з висоти пташиного польоту одного з контейнерів, що містять каміння та пил з астероїда Бенну, зі шкалою приладу, позначеною в сантиметрах. Авторське право: NASA/Еріка Блуменфельд і Джозеф Еберсолд

«Водяне минуле» Піно?

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 взаємодія між океанською водою та матеріалом із мантії Землі створює глини та дає початок різноманітним мінералам, включаючи карбонати, оксиди та сульфіди заліза. Але найдивовижнішою знахідкою у зразку Бенну була наявність водорозчинних фосфатів, сказав Лауріта. Ці сполуки є біохімічними компонентами всіх форм життя, відомих сьогодні на Землі.

Подібний фосфат був знайдений у зразку астероїда Рюгу, доставленому місією Японського агентства аерокосмічних досліджень Hayabusa 2 у 2020 році. Але фосфат натрію та магнію, виявлений у зразку Бенну, відрізняється відсутністю домішок, які нагадують маленькі бульбашки інших мінералів. Лауріта сказав, що він потрапив у скелю, і розмір його зерна не є безпрецедентним у жодному зразку метеорита.

Знахідка фосфатів натрію та магнію у зразку Бенну викликає питання про геохімічні процеси, які об’єднали 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. Цілком імовірно, що Бенну колись був частиною більш вологого світу. Хоча ця гіпотеза вимагає подальшого дослідження», — сказав Лауретта.

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

Молодої сонячної системи

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.

Утворення астероїдів дає змогу зазирнути в перші дні нашої Сонячної системи, понад 4,5 мільярда років тому. Скелі зберегли свій первісний стан і не розплавилися і не затверділи знову з моменту свого утворення, що підтверджує їхню незайману природу та давнє походження.

Цей концепт-арт показує космічний корабель OSIRIS-REx (Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security – Regolith Explorer), який контактує з астероїдом Бенну за допомогою механізму Touch-And-Go Sample Arm Mechanism або TAGSAM. Місія успішно повернула зразок покриття поверхні Бенну на Землю для вивчення. Авторське право: NASA

Підказки про основні будівельні блоки життя

Команда також підтвердила, що астероїд багатий вуглецем і азотом. Ці елементи необхідні для розуміння середовища, з якого 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».

Що потім

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

«Зразки Бенну — це дивовижно красиві позапланетні породи», — сказав співавтор дослідження Гарольд Конноллі, науковець місії, який очолює групу аналізу зразків, професор Університету Роуена в Глассборо, штат Нью-Джерсі, і запрошений вчений в Університеті Арізони. Щотижня «Команда аналізу зразків OSIRIS-REx надає нові, іноді дивовижні результати, які допомагають встановити важливі обмеження на походження та еволюцію планет, схожих на Землю».

Довідка: «Астероїд (101955) Бенну в лабораторії: Характеристики зразка, зібраного 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 Ле, 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