Dokážu vystopovať pôvod života?

Analýza vzoriek z asteroidu Bennu odhalila základné zložky života a náznaky vodnej minulosti a poskytla informácie o pôvode a prebiotickej chémii slnečnej sústavy.

• Predbežná analýza vzorky asteroidu Bennu NASA'S osiris-rex Misia odhalila prach bohatý na uhlík, dusík a organické zlúčeniny, ktoré sú základnými zložkami života, ako ho poznáme. Vzorka bohatá na ílové minerály, najmä serpentín, odráža typ horniny, ktorý sa nachádza v stredooceánskych hrebeňoch na Zemi.
• Fosforečnan horečnato-sodný nájdený vo vzorke naznačuje, že asteroid mohol vzniknúť po odtrhnutí od pradávneho, malého, primitívneho oceánskeho sveta. Fosforečnan bol pre tím prekvapením, pretože minerál nebol detekovaný kozmickou loďou OSIRIS-REx počas pobytu v Bennu.
• Zatiaľ čo podobný typ fosfátu bol nájdený vo vzorke asteroidu Ryugu. jaxaMisia Hayabusa2 (Japan Aerospace Exploration Agency) v roku 2020, fosforečnan horečnato-sodný nájdený vo vzorke Bennu vyniká svojou čistotou (t. j. nedostatkom iných materiálov obsiahnutých v mineráli) a veľkosťou svojich častíc, ktorá je najväčšia. akéhokoľvek meteoritu.

Táto mozaika Bennu bola vytvorená pomocou pozorovaní uskutočnených kozmickou loďou NASA OSIRIS-REx, ktorá letela blízko asteroidu viac ako dva roky. Poďakovanie: NASA/Goddard/University of Arizona

Objavy súvisiace so štruktúrou asteroidu Bennu

Vedci netrpezlivo očakávali príležitosť vykopať 4,3-uncovú (121,6-gramovú) vzorku starovekého asteroidu Bennu, ktorú zozbierala misia NASA OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, and Security – Regolith Explorer), keď bola prinesená. na Zem minulú jeseň. Dúfali, že tento materiál bude skrývať tajomstvá minulosti slnečnej sústavy a prebiotickej chémie, ktorá by mohla viesť k vzniku života na Zemi. Predbežná analýza nedávno zverejnenej vzorky Bennu Meteorológia a planetárna vedaTo ukazuje, že toto nadšenie bolo oprávnené.

Tím pre analýzu vzoriek OSIRIS-REx zistil, že Bennu obsahuje základné prvky, ktoré tvoria našu slnečnú sústavu. Asteroidový prach je tiež bohatý na uhlík a dusík, ako aj organické zlúčeniny, ktoré sú základnými zložkami všetkého života, ako ho poznáme. Vzorka tiež obsahovala fosforečnan horečnato-sodný, čo bolo pre výskumný tím prekvapením, keďže to nebolo vidieť v údajoch diaľkového prieskumu, ktoré zozbierala kozmická loď v Bennu. Jeho prítomnosť vo vzorke naznačuje, že asteroid môže byť dávno strateným izolovaným malým, primitívnym oceánskym svetom.

Pohľad na osem podnosov so vzorkami obsahujúcimi finálny materiál z asteroidu Bennu. Prach a kamene boli privádzané do podnosu z hornej dosky hlavice mechanizmu na získavanie vzoriek typu touch-and-go (TAGSAM). Z tejto vložky sa odobralo 51,2 gramov, čo dáva konečnú hmotnosť vzorky asteroidu 121,6 gramov. Poďakovanie: NASA/Erica Blumenfeld a Joseph Ebersold

Analýza vzorky Bennu poskytla zaujímavé informácie o zložení asteroidu. Táto vzorka, bohatá na ílové minerály, najmä serpentín, predstavuje typ horniny, ktorý sa nachádza v stredooceánskych hrebeňoch na Zemi, kde sa materiál z plášťa, vrstvy pod zemskou kôrou, stretáva s vodou.

Výsledkom tejto interakcie nie je len tvorba pôdy; To tiež vedie k vzniku mnohých minerálov, ako sú uhličitany, oxidy železa a sulfidy železa. Najneočakávanejším objavom je však prítomnosť vo vode rozpustných fosfátov. Tieto zlúčeniny sú súčasťou biochémie všetkého známeho života na Zemi.

Zatiaľ čo podobný fosfát bol nájdený vo vzorke asteroidu Ryugu dodanej misiou JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) Hayabusa2 v roku 2020, fosforečnan horečnato-sodný nájdený vo vzorke Bennu vyniká svojou čistotou – teda absenciou iných látok. nedostatok materiálov v neraste – a veľkosť jeho častíc – nemá obdobu v žiadnej vzorke meteoritu.

Malá časť vzorky asteroidu Bennu, ktorú vrátila misia NASA OSIRIS-REx, zobrazená na snímkach mikroskopu. Horný ľavý panel zobrazuje tmavú časticu Bennu, asi milimeter dlhú, s vrstvou svetlého fosfátu na jej vonkajšej strane. Ďalšie tri panely zobrazujú postupne zväčšené pohľady na fragment častice, ktorá sa rozdelila pozdĺž svetlej žily obsahujúcej fosfát, zachytenej skenovacím elektrónovým mikroskopom. Poďakovanie: Loretta a Connolly a kol. (od roku 2024) Meteorológia a planetárna vedadoi:10.1111/maps.14227

Objav fosforečnanu horečnato-sodného vo vzorke Bennu vyvoláva otázky o geochemických procesoch, ktoré spôsobili koncentráciu týchto prvkov, a poskytuje dôležité informácie o historických podmienkach Bennu.

„Prítomnosť a umiestnenie fosfátov na Bennu, ako aj ďalšie prvky a zlúčeniny naznačujú vodnatú minulosť asteroidu,“ povedal Dante Lauretta, spoluautor článku a hlavný výskumník pre OSIRIS-REx na University of Arizona, Tucson. . „Bennu mohol byť kedysi súčasťou vlhkého sveta. Táto hypotéza si však vyžaduje ďalšie skúmanie.“

„Osiris-Rex nám dal presne to, čo sme očakávali: vzorku obrovského, starovekého asteroidu bohatého na dusík a uhlík, prvý mokrý svet,“ uvádza sa v článku z Goddard Space Flight Center NASA v Greenbelte, Maryland -autor a vedec projektu OSIRIS-REx.

Kozmická loď NASA OSIRIS-REx opúšťa povrch asteroidu Bennu po zozbieraní vzorky. Foto: NASA Goddard Space Flight Center/CI Lab/SVS

Napriek svojej histórii možnej interakcie s vodou zostáva Bennu chemicky primitívnym asteroidom s podielmi prvkov podobnými tým, ktoré má Slnko.

„Vzorka, ktorú sme priniesli späť, je najväčším úložiskom nezmeneného materiálu asteroidov, ktoré sa momentálne nachádza na Zemi,“ povedala Lauretta.

Táto štruktúra poskytuje pohľad na najskoršie dni našej slnečnej sústavy, ktoré sa datujú viac ako 4,5 miliardy rokov. Tieto horniny si zachovali svoj pôvodný stav, od svojho vzniku sa neroztopili ani nespevnili, čo potvrdzuje ich dávny pôvod.

Tím potvrdil, že asteroid je bohatý na uhlík a dusík. Tieto prvky sú dôležité pre pochopenie prostredia, kde Bennuov materiál vznikol, a chemických procesov, ktoré premenili jednoduché prvky na zložité molekuly, ktoré mohli položiť základ pre život na Zemi.

„Tieto zistenia podčiarkujú dôležitosť zhromažďovania a štúdia materiálu z asteroidov ako Bennu – najmä materiálu s nízkou hustotou, ktorý zvyčajne zhorí pri vstupe do zemskej atmosféry,“ povedala Lauretta. „Tento materiál je kľúčom k odhaleniu zložitých procesov tvorby slnečnej sústavy a prebiotickej chémie, ktorá mohla prispieť k vzniku života na Zemi.“

V nadchádzajúcich mesiacoch dostanú desiatky laboratórií v Spojených štátoch a na celom svete časti vzorky Bennu z Johnsonovho vesmírneho strediska NASA v Houstone a očakáva sa, že v priebehu niekoľkých nasledujúcich rokov tím pre analýzu vzoriek OSIRIS-REx popíše analýza vzorky Bennu sa očakáva, že príde mnoho ďalších vedeckých prác.

„Vzorky Bennu sú mimoriadne krásne mimozemské skaly,“ povedal Harold Connolly, spoluautor článku a vedecký pracovník misie OSIRIS-REx na Rowan University v Glassboro, New Jersey. „Analýzy tímu pre analýzu vzoriek OSIRIS-REx každý týždeň odhalia nové a niekedy prekvapivé zistenia, ktoré pomáhajú klásť dôležité obmedzenia na pôvod a vývoj planét podobných Zemi.“

Kozmická loď OSIRIS-REx, vypustená 8. septembra 2016, navštívila blízkozemský asteroid Bennu a zozbierala vzorky hornín a prachu z povrchu. OSIRIS-REx, prvá americká misia na odber vzorky z asteroidu, doručila vzorku na Zem 24. septembra 2023.

Odkaz: „Asteroid (101955) Bennu v laboratóriu: Vlastnosti vzoriek zozbieraných OSIRIS-REx“ Dante S. Loretta, Harold C. Connolly, Joseph E. Ebersold, Connell M. O'Dea. Alexander, Ronald-L. Bellows, Jessica J. Barnes, Helena C. Bates, Carina A. Bennett, Lauryn Blanche, Erica H. Blumenfeld, Simon J. Clemmett, George D. Cody, Daniela N. DellaGiustina, Jason P. Dworkin, Scott A. Ackley, Dionysis I. Faustoukos, Ian A. Franchi, Daniel P. Glavin, Richard C. Greenwood, Pierre Hennecour, Victoria E. Hamilton, Dolores H. Hill, Takahiro Hiroi, Kana Ishimaru, Fred Jordan, Hannah H. Kaplan, Lindsay P. Keller, Ashley J. King, Pierce Kofoed, Melissa K. Kontogiannis, Lon Le, Robert J. Mackey, Timothy J. McCoy, Ralph E. Milliken, Jens Najorka, N.N. Nguyen, Maurizio Pazzola, Anjani T. Pollitt, Kevin Reiter, Heather L. Roper, Sarah S. Russell, Andrew J. Ryan, Scott A. Sandford, Paul F. Schofield, Cody D. Schultz, Laura B. Seifert, Shogo Tachibana, Kathy L. Thomas-Keprata, Michelle S. Thompson, Valerie Tu, Filippo Tusberti, Kun Wang, Thomas J. Zega, CWV Wolner a 26. júna 2024, Meteorológia a planetárna veda,
doi: 10.1111/maps.14227

Goddard Space Flight Center NASA v Greenbelte, Maryland, poskytovalo celkové riadenie misie, systémové inžinierstvo a bezpečnosť a zabezpečenie misie pre OSIRIS-REx. Dante Lauretta z University of Arizona, Tucson je hlavným výskumníkom. Vedie univerzitný vedecký tím a plánovanie vedeckého pozorovania a spracovanie údajov misie. Lockheed Martin Space v Littletone, Colorado postavil kozmickú loď a zabezpečoval letové operácie. Goddard a KinetX Aerospace boli zodpovední za navigáciu kozmickej lode OSIRIS-REx. Kurátorstvo pre OSIRIS-REx prebieha v NASA Johnson. Medzinárodné partnerstvá na tejto misii zahŕňajú laserový výškomer OSIRIS-REx od CSA (Kanadská vesmírna agentúra) a Asteroid Sampling Science Collaboration s misiou Hayabusa2 spoločnosti JAXA. OSIRIS-REx je treťou misiou v programe NASA New Frontiers, ktorý riadi Marshall Space Flight Center NASA v Huntsville v Alabame pre riaditeľstvo vedeckých misií agentúry vo Washingtone.