Смогут ли они открыть происхождение жизни?

Микрофотография темной частицы Бенну длиной около 1 миллиметра с яркой фосфатной оболочкой. Справа отломилась меньшая часть. Изображение предоставлено: Lauretta & Connolly et al. (2024) Метеорология и планетологияdoi:10.1111/maps.14227

Анализ образца с астероида Бенну выявил наличие необходимых ингредиентов для жизни и признаков водного прошлого, что дает представление о происхождении и биохимии Солнечной системы.

• Ранний анализ образца астероида Бенну, возвращенного НАСА‘s Осирис-Рекс Миссия обнаружила пыль, богатую углеродом, азотом и органическими соединениями — всеми необходимыми ингредиентами для жизни, какой мы ее знаем. Образец, в котором преобладают глинистые минералы, особенно серпентин, отражает тип породы, встречающейся в срединно-океанических хребтах на Земле.
• Фосфаты магния и натрия, обнаруженные в образце, указывают на то, что астероид, возможно, отделился от небольшого примитивного древнего океанского мира. Фосфат стал неожиданностью для команды, поскольку этот минерал не был обнаружен космическим кораблем OSIRIS-REx, пока он находился на Бенну.
• В то время как аналогичный фосфат был обнаружен в образце астероида Рюгу, доставленном Японское агентство аэрокосмических исследованийВ ходе миссии «Хаябуса-2» Японского агентства аэрокосмических исследований в 2020 году фосфаты натрия-магния, обнаруженные в образце Бенну, отличались чистотой (т. е. отсутствием других веществ, входящих в состав минерала) и размером зерен, что беспрецедентно для любого образца метеорита.

Эта мозаика Бенну была создана с использованием наблюдений, проведенных космическим кораблем НАСА OSIRIS-REx, который находился в непосредственной близости от астероида более двух лет. Авторские права: НАСА/Годдард/Университет Аризоны.

Открытия состава астероида Бенну

Ученые с нетерпением ждали возможности изучить нетронутый образец астероида Бенну массой 4,3 унции (121,6 грамма), собранный миссией НАСА OSIRIS-REx (Происхождение, спектроскопическая интерпретация, идентификация ресурсов и безопасность — Regolith Explorer) с момента его последней доставки на Землю. падать. Они надеялись, что этот материал содержит тайны прошлого Солнечной системы и биохимии, которые могли привести к зарождению жизни на Земле. Ранний анализ образца Бенну, недавно опубликованный в журнале… Метеорология и планетологиячто свидетельствует о том, что данное волнение было оправданным.

Группа анализа проб зонда OSIRIS-REx обнаружила, что астероид Бенну содержит исходные ингредиенты, из которых образовалась наша Солнечная система. Астероидная пыль богата углеродом и азотом, а также органическими соединениями, которые являются важными компонентами жизни, какой мы ее знаем. Образец также содержал фосфат натрия-магния, что стало неожиданностью для исследовательской группы, поскольку его не было обнаружено в данных дистанционного зондирования, собранных космическим кораблем «Бенну». Его присутствие в образце позволяет предположить, что астероид, возможно, отделился от небольшого, давно исчезнувшего примитивного океанского мира.

Вид на восемь лотков с образцами, содержащими окончательный материал с астероида Бенну. Пыль и камни ссыпались в лотки с верхней пластины головки сенсорного механизма отбора проб (ТАГСАМ). В результате этой отливки было собрано 51,2 грамма, в результате чего окончательная масса образца астероида составила 121,6 грамма. Авторские права: НАСА/Эрика Блюменфельд и Джозеф Эберсолд.

Анализ образца астероида Бенну позволил получить интересную информацию о составе астероида. Образец, в котором преобладают глинистые минералы, особенно серпентин, отражает тип породы, обнаруженной в срединно-океанических хребтах Земли, где материал мантии, слоя под земной корой, встречается с водой.

Эта реакция не только создает глину; Он также приводит к образованию различных минералов, таких как карбонаты, оксиды железа и сульфиды железа. Но самым удивительным открытием является наличие водорастворимых фосфатов. Эти соединения являются биохимическими компонентами всей жизни, известной сегодня на Земле.

В то время как аналогичный фосфат был обнаружен в образце астероида Рюгу, отправленном миссией Хаябуса-2 Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) в 2020 году, фосфат натрия-магния, обнаруженный в образце Бенну, отличается своей чистотой, то есть отсутствием других материалов в минерал — и размер его зерен. Это беспрецедентно для любого образца метеорита.

Небольшая часть образца астероида Бенну, доставленная миссией НАСА OSIRIS-REx, как видно на изображениях микроскопа. На верхней левой панели изображена темная частица Бенно длиной около миллиметра с яркой фосфатной внешней оболочкой. На трех других панелях показаны постепенно увеличенные изображения фрагмента частицы, оторвавшейся от яркой жилки, содержащей фосфат, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа. Авторские права: от Lauretta & Connolly et al. (2024) Метеорология и планетологияdoi:10.1111/maps.14227

Обнаружение фосфатов магния и натрия в образце Бенну поднимает вопросы о геохимических процессах, которые сконцентрировали эти элементы, а также дает ценную информацию об исторических условиях Бенну.

«Наличие и состояние фосфатов, наряду с другими элементами и соединениями на Бенну, указывают на водное прошлое астероида», — сказал Данте Лауретта, соавтор исследования и главный исследователь программы OSIRIS-REx в Университете. Аризоны в Тусоне. «Вполне возможно, что Бенну когда-то был частью более влажного мира, хотя эта гипотеза требует дальнейшего исследования».

«OSIRIS-REx дал нам именно то, на что мы надеялись: большой, нетронутый, богатый азотом и углеродом образец астероида из ранее влажного мира», — сказал соавтор исследования Джейсон Дюркин, ученый проекта OSIRIS-REx в Годдарде НАСА. Центр космических полетов в Гринбелте, штат Мэриленд».

Космический корабль НАСА OSIRIS-REx покинул поверхность астероида Бенну после сбора образца. Изображение предоставлено: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА/Лаборатория CI/SVS.

Несмотря на вероятную историю взаимодействия с водой, Бенну остается химически примитивным астероидом, пропорции которого очень похожи на солнечные.

«Образец, который мы привезли, является крупнейшим резервуаром неизмененного астероидного материала на Земле в настоящее время», — сказала Лоретта.

Это образование дает представление о первых днях существования нашей Солнечной системы, произошедших более 4,5 миллиардов лет назад. Эти породы сохранили свое первоначальное состояние, не плавились и не затвердевали с момента своего создания, что подтверждает их древнее происхождение.

Команда подтвердила, что астероид богат углеродом и азотом. Эти элементы необходимы для понимания окружающей среды, в которой возникли материалы Бенну, и химических процессов, которые превратили простые элементы в сложные молекулы, которые могут заложить основу для жизни на Земле.

«Эти результаты подчеркивают важность сбора и изучения материала с астероидов, таких как Бенну, — особенно материала низкой плотности, который обычно сгорает при входе в атмосферу Земли», — сказала Лауретта. «Эти материалы содержат ключ к разгадке сложных процессов формирования Солнечной системы и биохимии, которые, возможно, способствовали возникновению жизни на Земле».

В ближайшие месяцы десятки других лабораторий в США и по всему миру получат части образца Бенну из Космического центра НАСА имени Джонсона в Хьюстоне, а в ближайшие несколько лет ожидается появление новых научных статей, описывающих анализ образца Бенну. Группа анализа проб OSIRIS-REx.

«Образцы Бенну — это удивительно красивые внеземные породы», — сказал Гарольд Коннолли, соавтор исследования и научный сотрудник миссии OSIRIS-REx в Университете Роуэн в Глассборо, штат Нью-Джерси. «Каждую неделю группа анализа образцов OSIRIS-REx доставляет новые и удивительные результаты в статье «Иногда они помогают наложить важные ограничения на происхождение и эволюцию планет земного типа».

Космический корабль OSIRIS-REx, запущенный 8 сентября 2016 года, отправился к околоземному астероиду Бенну и собрал с поверхности образцы горных пород и пыли. OSIRIS-REx, первая американская миссия по сбору образца с астероида, доставила его на Землю 24 сентября 2023 года.

Ссылка: «Астероид (101955) Бенну в лаборатории: характеристики образца, собранного космическим кораблем OSIRIS-REx», Данте С. Лоретта, Гарольд С. Коннолли, Джозеф Э. Эберсолд, Коннелл М. или. Д. Александр, Рональд Л. Баллуз, Джессика Дж. Барнс, Хелена С. Бейтс, Карина А. Беннетт, Лорин Бланш, Эрика Х. Блюменфельд, Саймон Дж. Клеметт, Джордж Д. Коди, Даниэлла Н. Делла Джустина, Джейсон П. Дворкин, Скотт А. Экли, Дионис И. Фустукос, Ян А. Франки, Дэниел П. Главин, Ричард К. Гринвуд, Пьер Энекур, Виктория Э. Гамильтон, Долорес Х. Хилл, Такахиро Хирои, Кана Ишимару, Фред Журдан, Ханна Х. Каплан, Линдси П. Келлер, Эшли Дж. Кинг, Пирс Коефоед, Мелисса К. Контояннис, Лоан Ле, Роберт Дж. Маке, Тимоти Дж. Маккой, Ральф Э. Милликен, Йенс Найорка, Энн Н. Нгуен, Маурицио Паджола, Анджани Т. Полит, Кевин Райтер, Хизер Л. Ропер, Сара С. Рассел, Эндрю Дж. Райан, Скотт А. Сэндфорд, Пол Ф. Скофилд, Коди Д. Шульц, Лаура Б. Зайферт, Сёго Тачибана, Кэти Л. Томас-Киберта, Мишель С. Томпсон, Валери Ту, Филиппо Тосперти, Кунь Ван, Томас Дж. Зия, CW в Вулнере, 26 июня 2024 г., Метеорология и планетология.
DOI: 10.1111/maps.14227

Центр космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, занимался общим управлением миссией, системным проектированием, а также безопасностью и обеспечением миссии OSIRIS-REx. Данте Лауретта из Университета Аризоны, Тусон, является главным исследователем. Университет возглавляет научную группу, планирующую научный мониторинг миссии и обработку данных. Компания Lockheed Martin Space в Литтлтоне, штат Колорадо, построила космический корабль и обеспечивает его полеты. Годдард и Kinetics Aerospace отвечали за управление космическим кораблем OSIRIS-REx. OSIRIS-REx организован в NASA Johnson. Международное партнерство в этой миссии включает в себя лазерный высотомер OSIRIS-REx Канадского космического агентства и научное сотрудничество по отбору проб астероидов с миссией Hayabusa2 Японского агентства аэрокосмических исследований. OSIRIS-REx — третья миссия в программе НАСА «Новые рубежи», которой управляет Центр космических полетов имени Маршалла НАСА в Хантсвилле, штат Алабама, для Управления научных миссий агентства в Вашингтоне.