Czy uda im się odkryć początki życia?

Analiza próbki z asteroidy Bennu ujawniła obecność niezbędnych składników życia i oznak wodnej przeszłości, dostarczając wglądu w pochodzenie i biochemię Układu Słonecznego.

• Wróciła wczesna analiza próbki asteroidy Bennu NASA’S Ozyrys-Rex Misja ujawniła pył bogaty w węgiel, azot i związki organiczne, czyli wszystkie składniki niezbędne do życia, jakie znamy. Próbka, zdominowana przez minerały ilaste, zwłaszcza serpentyn, odzwierciedla rodzaj skał występujących w grzbietach śródoceanicznych na Ziemi.
• Fosforany magnezu i sodu znalezione w próbce wskazują, że asteroida mogła oddzielić się od małego, prymitywnego starożytnego świata oceanicznego. Fosforan był dla zespołu zaskoczeniem, ponieważ minerał nie został wykryty przez sondę OSIRIS-REx podczas pobytu na Bennu.
• Podobny fosforan znaleziono natomiast w próbce asteroidy Ryugu dostarczonej przez Japońska Agencja Badań KosmicznychPodczas misji Hayabusa 2 Japońskiej Agencji Badań Kosmicznych w 2020 r. fosforany sodowo-magnezowe wykryte w próbce Bennu wyróżniono czystością (tj. brakiem innych substancji wchodzących w skład minerału) i wielkością ziaren, która jest niespotykana w żadnej próbce meteorytu.

Ta mozaika przedstawiająca Bennu została utworzona na podstawie obserwacji przeprowadzonych przez należącą do NASA sondę kosmiczną OSIRIS-REx, która znajdowała się w pobliżu asteroidy przez ponad dwa lata. Prawa autorskie: NASA/Goddard/Uniwersytet Arizony

Odkrycia dotyczące składu asteroidy Bennu

Naukowcy z niecierpliwością czekali na możliwość wwiercenia się w dziewiczą próbkę asteroidy Bennu o masie 4,3 uncji (121,6 grama) pobraną przez należącą do NASA misję OSIRIS-REx (Origins, Spectrscopic Interpretation, Resource Identification and Security – Regolith Explorer) od czasu jej ostatniego dostarczenia na Ziemię jesień. Mieli nadzieję, że materiał zawiera tajemnice przeszłości Układu Słonecznego i biochemii, które mogły doprowadzić do powstania życia na Ziemi. Wczesna analiza próbki Bennu, opublikowana niedawno w czasopiśmie… Meteorologia i planetologiaco wskazuje, że ekscytacja ta była uzasadniona.

Zespół analizy próbek sondy OSIRIS-REx odkrył, że asteroida Bennu zawiera oryginalne składniki, które utworzyły nasz Układ Słoneczny. Pył asteroidowy jest bogaty w węgiel i azot, a także związki organiczne, z których wszystkie są niezbędnymi składnikami życia, jakie znamy. Próbka zawierała także fosforan sodowo-magnezowy, co było zaskoczeniem dla zespołu badawczego, ponieważ nie wykazano go w danych teledetekcyjnych zebranych przez sondę kosmiczną Bennu. Jej obecność w próbce wskazuje, że asteroida mogła oddzielić się od małego, prymitywnego świata oceanicznego, który zniknął dawno temu.

Widok ośmiu tacek na próbki zawierających końcowy materiał z asteroidy Bennu. Pył i kamienie wsypywano na tace z górnej płyty głowicy mechanizmu próbkującego typu „dotknij i przejdź” (TAGSAM). Z tego odlewu zebrano 51,2 grama, co daje końcową masę próbki asteroidy 121,6 grama. Prawa autorskie: NASA/Erica Blumenfeld i Joseph Aebersold

Analiza próbki asteroidy Bennu ujawniła ciekawe spostrzeżenia na temat składu asteroidy. Próbka, w której dominują minerały ilaste, zwłaszcza serpentyn, odzwierciedla rodzaj skał występujących w grzbietach śródoceanicznych Ziemi, gdzie materiał z płaszcza – warstwy pod skorupą ziemską – spotyka się z wodą.

Ta reakcja nie tylko tworzy glinę; Daje również początek różnym minerałom, takim jak węglany, tlenki żelaza i siarczki żelaza. Jednak najbardziej zaskakującym odkryciem jest obecność rozpuszczalnych w wodzie fosforanów. Związki te są biochemicznymi składnikami całego życia znanego obecnie na Ziemi.

O ile podobny fosforan wykryto w próbce asteroidy Ryugu przesłanej przez Japońską Agencję Badań Kosmicznych (JAXA) misję Hayabusa 2 w 2020 r., o tyle fosforan sodowo-magnezowy wykryty w próbce Bennu wyróżnia się czystością – to znaczy brakiem innych materiałów w minerału i wielkości jego ziaren Jest to zjawisko niespotykane w żadnej próbce meteorytu.

Niewielka część próbki asteroidy Bennu zwrócona przez misję NASA OSIRIS-REx, widoczna na zdjęciach mikroskopowych. Lewy górny panel przedstawia cząstkę benno o ciemnym kolorze, długości około milimetra, z jasną fosforanową powłoką zewnętrzną. Pozostałe trzy panele przedstawiają stopniowo powiększane obrazy fragmentu cząstki, która odłamała się wzdłuż jasnej żyły zawierającej fosforan, wykonane za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego. Prawa autorskie: od Lauretta & Connolly i in. (2024) Meteorologia i planetologiadoi:10.1111/maps.14227

Znalezienie fosforanu magnezu i sodu w próbce Bennu rodzi pytania dotyczące procesów geochemicznych, które doprowadziły do ​​koncentracji tych pierwiastków, a także dostarcza cennych wskazówek na temat historycznych warunków Bennu.

„Obecność i stan fosforanów, wraz z innymi pierwiastkami i związkami na Bennu, wskazuje na wodnistą przeszłość asteroidy” – powiedział Dante Lauretta, współautor badania i główny badacz programu OSIRIS-REx na uniwersytecie Arizony w Tucson. „Możliwe, że Bennu był kiedyś częścią bardziej wilgotnego świata, chociaż ta hipoteza wymaga dalszych badań”.

„OSIRIS-REx dał nam dokładnie to, na co liczyliśmy: dużą, nieskazitelną, bogatą w azot i węgiel próbkę asteroidy z wcześniej mokrego świata” – powiedział współautor badania Jason Dworkin, naukowiec projektu OSIRIS-REx w Goddard należącym do NASA Centrum Lotów Kosmicznych w Greenbelt w stanie Maryland”.

Po pobraniu próbki należąca do NASA sonda kosmiczna OSIRIS-REx opuszcza powierzchnię asteroidy Bennu. Źródło zdjęcia: Centrum Lotów Kosmicznych NASA Goddard/Laboratorium CI/SVS

Pomimo prawdopodobnej historii interakcji z wodą, Bennu pozostaje chemicznie prymitywną asteroidą, a jej proporcje pierwiastków są bardzo podobne do proporcji Słońca.

„Próbka, którą przywieźliśmy, to największy obecnie zbiornik niezmienionego materiału asteroidowego na Ziemi” – powiedziała Loretta.

Formacja ta daje wgląd w początki naszego Układu Słonecznego, ponad 4,5 miliarda lat temu. Skały te zachowały swój pierwotny stan i od czasu ich powstania nie stopiły się ani nie zestaliły, co potwierdza ich starożytne pochodzenie.

Zespół potwierdził, że asteroida jest bogata w węgiel i azot. Pierwiastki te są niezbędne do zrozumienia środowiska, w którym powstały materiały Bennu, oraz procesów chemicznych, które przekształciły proste pierwiastki w złożone cząsteczki, które mogą położyć podwaliny pod życie na Ziemi.

„Wyniki te podkreślają znaczenie zbierania i badania materiału z asteroid takich jak Bennu — zwłaszcza materiału o małej gęstości, który zazwyczaj spala się po wejściu w ziemską atmosferę” – stwierdziła Lauretta. „Materiały te są kluczem do rozwikłania złożonych procesów powstawania Układu Słonecznego i biochemii, które mogły przyczynić się do pojawienia się życia na Ziemi”.

W nadchodzących miesiącach dziesiątki innych laboratoriów w Stanach Zjednoczonych i na całym świecie otrzymają części próbki Bennu z należącego do NASA Johnson Space Center w Houston, a w ciągu najbliższych kilku lat oczekuje się, że więcej artykułów naukowych opisujących analizy próbki Bennu zostanie opublikowanych przez NASA. Zespół analizy próbek OSIRIS-REx.

„Próbki Bennu to zdumiewająco piękne skały egzoplanetarne” – powiedział Harold Connolly, współautor badania i naukowiec zajmujący się próbkami z misji OSIRIS-REx na Uniwersytecie Rowan w Glassboro w stanie New Jersey. „Co tydzień zespół analizujący próbki OSIRIS-REx dostarcza nowe i zaskakujące wyniki w niektórych „Te warunki pomagają nałożyć istotne ograniczenia na pochodzenie i ewolucję planet podobnych do Ziemi”.

Sonda kosmiczna OSIRIS-REx wystrzelona 8 września 2016 r., podróżująca do bliskiej Ziemi asteroidy Bennu i zbierająca próbki skał i pyłu z powierzchni. OSIRIS-REx, pierwsza amerykańska misja, która pobrała próbkę z asteroidy, dostarczyła próbkę na Ziemię 24 września 2023 r.

Odniesienie: „Asteroida (101955) Bennu w laboratorium: Charakterystyka próbki zebranej przez statek kosmiczny OSIRIS-REx” autorstwa Dante S. Loretta, Harold C. Connolly, Joseph E. Aebersold, Connell M. Lub. D. Aleksandra, Ronalda L. Ballouz, Jessica J. Barnes, Helena C. Bates, Carina A. Bennett, Laurinne Blanche, Erika H. Blumenfeld, Simon J. Clemett, George D. Cody, Daniella N. DellaGiustina, Jason P. Dworkin, Scott A. Eckley, Dionysis I. Foustoukos, Ian A. Franchi, Daniel P. Glavin, Richard C. Greenwood, Pierre Haenecour, Victoria E. Hamilton, Dolores H. Hill, Takahiro Hiroi, Kana Ishimaru, Fred Jourdan, Hannah H. Kaplan, Lindsay P. Keller, Ashley J. King, Piers Koefoed, Melissa K. Kontogiannis, Loan Le, Robert J. Macke, Timothy J. McCoy, Ralph E. Milliken, Jens Najorka, Ann N. Nguyen, Maurizio Pajola, Anjani T. Polit, Kevin Reitera, Heather L. Roper, Sarah S. Russella, Andrew J. Ryana, Scotta A. Sandford, Paul F. Scofielda, Cody’ego D. Schultz, Laura B. Seifert, Shogo Tachibana, Cathy L. Thomas-Kiberta, Michelle S. Thompson, Valerie Tu, Filippo Tosperti, Qun Wang, Thomas J. Zija, C.W. w Woolner, 26 czerwca 2024 r., Meteorologia i planetologia.
DOI: 10.1111/maps.14227

Centrum lotów kosmicznych Goddard NASA w Greenbelt w stanie Maryland zajmowało się ogólnym zarządzaniem misją, inżynierią systemów oraz bezpieczeństwem i zapewnieniem misji OSIRIS-REx. Głównym badaczem jest Dante Lauretta z Uniwersytetu Arizony w Tucson. Uczelnia kieruje zespołem naukowym, planując monitorowanie naukowe misji i przetwarzanie danych. Lockheed Martin Space w Littleton w Kolorado zbudował statek kosmiczny i zapewnia operacje lotnicze. Goddard i Kinetics Aerospace były odpowiedzialne za kierowanie statkiem kosmicznym OSIRIS-REx. Organizatorem projektu OSIRIS-REx jest NASA Johnson. Międzynarodowe partnerstwa w ramach tej misji obejmują wysokościomierz laserowy OSIRIS-REx Kanadyjskiej Agencji Kosmicznej oraz współpracę naukową dotyczącą pobierania próbek asteroid z misją Hayabusa2 Japońskiej Agencji Badań Kosmicznych. OSIRIS-REx to trzecia misja w ramach programu NASA New Frontiers, zarządzanego przez Centrum Lotów Kosmicznych Marshalla w Huntsville w stanie Alabama na zlecenie Dyrekcji Misji Naukowych tej agencji w Waszyngtonie.