Планета Бенну содержит «первоначальные компоненты» Солнечной системы.

Микрофотография темной частицы Бенну длиной около 1 миллиметра с яркой фосфатной оболочкой. Справа от тела отделена меньшая часть. Изображение предоставлено: Lauretta & Connolly et al. (2024) Метеоритика и планетология, doi: 10.1111/maps.14227

НАСА‘s Осирис-Рекс Миссии удалось получить образец с астероида Бенну, обнаружив, что он содержит важные материалы для Солнечной системы и возможные признаки присутствия воды в прошлом. Это открытие дает ценную информацию об условиях ранней Солнечной системы и возможном происхождении жизни.

Глубокое погружение в образец камня и пыли, доставленный миссией НАСА OSIRIS-REx под руководством Университета Аризоны с околоземного астероида Бенну, выявило некоторые долгожданные сюрпризы.

Группа анализа образцов OSIRIS-REx обнаружила, что астероид Бенну содержит исходные компоненты, которые сформировали нашу Солнечную систему. Астероидная пыль богата углеродом и азотом, а также органическими соединениями, которые являются важными компонентами жизни, какой мы ее знаем. Образец также содержит фосфаты натрия и 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.

Капсула для возврата образцов миссии НАСА OSIRIS-REx видна вскоре после того, как она приземлилась в пустыне 24 сентября 2023 года на испытательном и тренировочном полигоне Министерства обороны в штате Юта. Образец был собран на астероиде Бенну в октябре 2020 года космическим кораблем НАСА OSIRIS-REx. Изображение предоставлено: НАСА/Кеган Барбер

Пино образец полета и доставки

Космический корабль OSIRIS-REx стартовал 8 сентября 2016 года и начал свой путь к околоземному астероиду Бенну для сбора образцов горных пород и пыли с поверхности. OSIRIS-REx была первой американской миссией, которая собрала образец с астероида. Космический корабль доставил на Землю образец весом 4,3 унции, или 121,6 грамма, 24 сентября 2023 года.

«Наконец-то после всех этих лет у меня появилась возможность глубже изучить образец OSIRIS-REx из Бенну», — сказал Данте Лауретта, главный исследователь проекта OSIRIS-REx. Осирис-Рекс «Это открытие не только отвечает на давние вопросы о ранней Солнечной системе, но и открывает новые возможности для исследования формирования Земли как обитаемой планеты. Идеи, описанные в обзорном документе, вызвали еще больше любопытства, побудив нас исследовать Глубже.»

Лоретта является соавтором исследовательской работы, опубликованной в Метеорология и планетология В котором подробно описана природа образца астероида. Статья также служит введением в Каталог образцов биноонлайн-ресурс, где информация об образце становится доступной для общественности и где ученые могут запросить материалы образца для собственного исследования.

«Публикация первой статьи под руководством доктора Лоретты и доктора Коннолли, описывающей образец Бенну, представляет собой захватывающую веху для миссии и для Лунной и Планетарной лаборатории», — сказал Марк Марли, директор Лунной и Планетарной лаборатории Университета. из Аризоны и заведующий кафедрой планетарных наук: «Преподаватели, ученые и студенты будут продолжать изучать образец в течение многих лет и десятилетий». «Пока мы можем только представить истории происхождения нашей планеты и жизни, которая будет существовать». рассказали зерна Бенну, уже находящиеся в наших лабораториях».

Вид с высоты птичьего полета на один из контейнеров с камнями и пылью астероида Бенну, шкала прибора отмечена в сантиметрах. Авторские права: НАСА/Эрика Блюменфельд и Джозеф Эберсолд.

«Водное прошлое» Пино?

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.

В результате взаимодействия океанской воды и материала мантии Земли образуются глины и различные минералы, включая карбонаты, оксиды железа и сульфиды железа. Но самым удивительным открытием в образце Бенну было присутствие водорастворимых фосфатов, сказала Лаурита. Эти соединения являются биохимическими компонентами всех форм жизни, известных сегодня на Земле.

Похожий фосфат был обнаружен в образце астероида Рюгу, доставленном миссией Хаябуса-2 Японского агентства аэрокосмических исследований в 2020 году. А вот фосфаты натрия и магния, обнаруженные в образце Бенну, отличаются отсутствием примесей, которые напоминают маленькие пузырьки других минералов. По словам Лаурита, он заперт внутри породы, и размер его зерен не является беспрецедентным ни в одном образце метеорита.

Обнаружение фосфатов натрия и магния в образце Бенну поднимает вопросы о геохимических процессах, которые объединили 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. Вполне вероятно, что Бенну когда-то был частью более влажного мира. Хотя эта гипотеза требует дальнейшего исследования», — сказала Лауретта.

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.

О молодой солнечной системе

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.

Формирование астероидов дает представление о первых днях существования нашей Солнечной системы, произошедших более 4,5 миллиардов лет назад. Породы сохранили свое первоначальное состояние, не плавились и не затвердевали с момента своего образования, что подтверждает их первозданную природу и древнее происхождение.

На этом концепт-арте изображен космический корабль OSIRIS-REx (Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security – Regolith Explorer), вступающий в контакт с астероидом Бенну с помощью механизма отбора проб Touch-And-Go, или TAGSAM. Миссия успешно доставила на Землю образец поверхностного покрытия Бенну для изучения. Авторское право: НАСА

Советы об основных строительных блоках жизни

Команда также подтвердила, что астероид богат углеродом и азотом. Эти элементы необходимы для понимания среды, из 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».

Что тогда

Десятки других лабораторий в Соединенных Штатах и ​​по всему миру получат части образца Бенну из Космического центра НАСА имени Джонсона в Хьюстоне в ближайшие месяцы, а в ближайшие несколько лет ожидается появление новых научных статей, описывающих образец Бенну, из OSIRIS. Группа анализа проб REx.

«Образцы Бенну — это удивительно красивые внепланетные камни», — сказал соавтор исследования Гарольд Коннолли, научный сотрудник миссии, возглавляющий группу по анализу образцов, профессор Университета Роуэн в Глассборо, штат Нью-Джерси, и приглашенный научный сотрудник Университета Аризоны. «Команда анализа образцов OSIRIS-REx предоставляет новые, а иногда и удивительные результаты, которые помогают установить важные ограничения на происхождение и эволюцию планет земного типа».

Ссылка: «Астероид (101955) Бенну в лаборатории: характеристики образца, собранного космическим кораблем OSIRIS-REx», Данте С. Лоретта, Гарольд С. Коннолли, Джозеф Э. Эберсольд, 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 Татибана, 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