Астероид Бенну обнаружил жизненно важные соединения и минералы
Исследователи обнаружили органические соединения и минералы, необходимые для жизни, в беспрецедентных образцах, собранных с околоземного астероида Бенну, что подтверждает идею о том, что астероиды, вероятно, доставили строительные блоки жизни на нашу планету в самом начале ее истории.
Образцы также дают представление о химических и биологических процессах, которые уже происходили, когда космические камни хаотично отскакивали в ранние дни Солнечной системы, отмечает CNN.
Предварительный анализ образцов камней и пыли, взятых за последний год, показал, что астероид содержал воду, а также углерод, азот и другие органические вещества, но химический состав органического материала был в значительной степени неизвестен.
Теперь новое исследование показало, что астероид содержит многие химические строительные блоки жизни, такие как аминокислоты и компоненты, обнаруженные в ДНК, сказал доктор Дэниел П. Главин, старший научный сотрудник по сбору образцов в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд.
&ld;Все это очень волнительно, потому что это предполагает, что астероиды, подобные Бенну, когда-то действовали как гигантские химические фабрики в космосе и, возможно, также поставляли сырье для жизни на Землю и другие тела в нашей солнечной системе&rd; сказал Главин, ведущий автор исследования образцов, опубликованного в среду в журнале Nature Astronomy.
Кроме того, авторы отдельной статьи, опубликованной в среду в Nature, обнаружили в породах Бенну соли и минералы, имеющие решающее значение для жизни, включая некоторые, которые никогда ранее не встречались в образцах астероидов, и подчеркнули роль, которую древняя вода играла на астероиде.
Результаты обеих статей, представленных в среду на пресс-конференции NASA, представляют собой &ld;новаторские научные открытия&rd; сказал Ники Фокс, заместитель администратора Управления научных миссий NASA.
&ld;Эти две статьи, взятые вместе, предполагают, что Бенну был гораздо более интересным и сложным местом, чем мы, вероятно, осознавали даже полгода назад&rd;, — сказал доктор Тим Маккой, соавтор исследования Nature и куратор метеоритов в Национальном музее естественной истории Смитсоновского института.
Бенну — это богатый углеродом космический камень, известный как астероид-мусор, напоминает нам CNN. Ученые полагают, что Бенну когда-то был частью более крупного &ld;родительского&астероида, который потерял несколько фрагментов в результате столкновения. Затем отколовшиеся части собрались вместе, как куча каменистых обломков, которые слабо удерживаются вместе гравитацией.
Образец был взят с Бенну в октябре 2020 года миссией NASA под названием OSIRIS-REx, или Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, and Security — Regolith Explorer. Это был первый случай, когда США отправили космический корабль для кратковременной посадки на астероид и сбора материала. Затем космический аппарат OSIRIS-REx сбросил капсулу, когда она пролетала мимо Земли в сентябре 2023 года, спустив ее на парашюте в пустыню Юта.
Команда работала над тем, чтобы аккуратно извлечь капсулу и убедиться, что образцы внутри были целы и полностью защищены от воздействия атмосферы и окружающей среды Земли, которые могли бы загрязнить внеземные породы и пыль и потенциально исказить любой анализ их свойств.
Ученые были в восторге, осознав, что капсула содержала в два раза больше материала, чем ожидалось — около 120 граммов, или примерно вес куска мыла. Образцы были разделены и распространены среди исследователей по всему миру.
Главин и его команда обнаружили в образцах Бенну, которые они изучали, тысячи органических молекулярных соединений, включая 33 аминокислоты. Аминокислоты, или молекулы, которые объединяются для образования белков, являются одними из строительных блоков жизни.
Исследователи обнаружили 14 из 20 аминокислот, которые биология использует для создания белков, и 19 небелковых аминокислот, многие из которых редки или не существуют в известной биологии, сказал Главин.
Команда также обнаружила аденин, гуанин, цитозин, тимин и урацил — все пять биологических нуклеиновых оснований или компонентов, которые составляют генетический код в ДНК и РНК.
«Все эти органические молекулы ранее были обнаружены в метеоритах, но в отличие от метеоритов образцы Бенну были нетронутыми и защищенными от тепла атмосферного входа и земного загрязнения», — сказал Главин. «Так что теперь у нас гораздо больше уверенности в том, что эти химические строительные блоки жизни на самом деле внеземные и образовались в космосе, а не являются загрязнителями с Земли».
Команда Главина также обнаружила в образцах соединения, богатые азотом и аммиаком, что позволяет предположить, что Бенну был частью более крупного астероида, который образовался около 4,5 миллиардов лет назад в холодных, отдаленных регионах Солнечной системы. По словам Главина, аммиак необходим для многих биологических процессов.
Аммиачный лед тем стабильнее, чем дальше он находится от источника тепла, такого как Солнце. Исследователи полагают, что богатый аммиаком лед растаял внутри крупного родительского астероида, диаметр которого оценивается более чем в 100 километров (62 мили), создав внутри породы жидкую среду, которая позволила сформироваться сложным органическим молекулам, таким как аминокислоты и основания нуклеиновых кислот.
«После 35 лет изучения метеоритов мы пришли к выводу, что они представляют первые полмиллиарда лет истории нашей солнечной системы, которые были уничтожены тектоникой плит, вулканизмом и круговоротом воды здесь, на Земле», — говорит Тим Маккой. «Я думал, что мы изучаем самую раннюю геологическую историю нашей солнечной системы». В результате мы обнаружили много информации о самой ранней биологической истории нашей солнечной системы, что удивительно”.
Команда Маккоя, в которую входят 66 исследователей с четырех континентов, обнаружила соль и минералы, оставшиеся после испарения воды на Бенну или его более крупном родительском астероиде. Минералы включают фосфаты натрия, карбонаты, сульфаты, хлориды и фториды, некоторые из которых необходимы для жизни.
Ученые были удивлены, обнаружив минерал трона, также известный как карбонат натрия или кальцинированная сода, который никогда напрямую не наблюдался на других астероидах или метеоритах. На Земле он используется в чистящих средствах и производстве стекла.
Исследователи полагают, что карманы или жилы воды текли под поверхностью родительского астероида Бенну, который, вероятно, был большим шаром грязи в начале солнечной системы, говорит доктор Маккой. Трещины и разломы в астероиде позволили воде испариться на поверхность, оставив после себя концентрированный рассол, или «элементарный суп».
Этот концентрированный рассол, похожий на соляную корку высохших озерных лож на Земле, является местом, где соли и минералы могут смешиваться и образовывать более сложные структуры, подготавливая почву для образования органических соединений.
«Теперь мы знаем от Бенну, что основные ингредиенты жизни были объединены действительно интересным и сложным образом в родительском теле Бенну», — говорит Тим Маккой. «Мы обнаружили следующий шаг к жизни. Но мы не знаем, насколько далеко эта среда может зайти в этом направлении».
Рассолы представляют интерес для планетологов, поскольку они могут быть средами, поддерживающими формирование жизни. Также возможно, что они существуют в других мирах нашей солнечной системы, включая океанические миры, такие как ледяной спутник Сатурна Энцелад, который также содержит карбонат натрия.
Присутствие воды, минералов, солей и аминокислот предполагает, что строительные блоки жизни на Бенну могли объединиться интересными способами, но Главин сказал, что необходимы дополнительные исследования, чтобы определить, как формировались и развивались органические соединения на космическом камне.
Многие минералы содержат небольшие частицы воды в своих кристаллических структурах, сказал Маккой, поэтому исследователи смогут узнать, как состав рассола менялся с течением времени, что может пролить свет на то, что произошло с испаряющейся водой.
Одной из загадок, представленных образцами, является смесь аминокислот, отмечает CNN. Аминокислоты обладают «рукостью», то есть они могут быть сделаны в двух зеркальных версиях, как пара рук. На Земле жизнь производит левосторонние аминокислоты, поэтому Главин ожидал увидеть это в образцах Бенну, но они содержат равную смесь обоих типов, что предполагает, что аминокислоты, вероятно, возникли на Земле как оба типа. Теперь Главин и его коллеги задаются вопросом, почему жизнь на Земле «повернулась влево», а не вправо.
Комбинация материалов, обнаруженных в образцах, предполагает, что химические строительные блоки жизни были широко распространены по всей Солнечной системе, что является убедительным доказательством того, что астероиды, бомбардировавшие раннюю Землю, могли доставить воду и органические вещества на ее поверхность, отмечает Главин.
Но эта теория поднимает вопрос о том, происходила ли когда-либо подобная бомбардировка, приведшая к появлению жизни, на какой-либо другой планете Солнечной системы, сказал Маккой. Остается загадкой, почему жизнь не зародилась внутри самого Бенну, говорит Главин, учитывая, что большинство необходимых исходных ингредиентов присутствовало там.
&ld;Возможно, просто не было достаточно времени для более сложной органической химии, необходимой для возникновения жизни, прежде чем соленые жидкости испарились в родительский организм,&ld;рассуждает Главин. &ld;Будущие миссии к другим телам в нашей солнечной системе будут иметь решающее значение для поиска ответов на вопрос о том, как зародилась жизнь на Земле, и для наших поисков жизни в других местах.&rd;
Свежие комментарии