Μπορούν να ανακαλύψουν τις απαρχές της ζωής;

Η ανάλυση ενός δείγματος από τον αστεροειδή Bennu αποκάλυψε την παρουσία βασικών συστατικών για τη ζωή και σημάδια ενός υδάτινου παρελθόντος, παρέχοντας πληροφορίες για την προέλευση και τη βιοχημεία του ηλιακού συστήματος.

• Επέστρεψε η πρώιμη ανάλυση του δείγματος του αστεροειδούς Bennu NASA'μικρό Όσιρις-Ρεξ Η αποστολή αποκάλυψε σκόνη πλούσια σε άνθρακα, άζωτο και οργανικές ενώσεις, όλα απαραίτητα συστατικά για τη ζωή όπως τη γνωρίζουμε. Το δείγμα, στο οποίο κυριαρχούν τα ορυκτά αργίλου, ιδιαίτερα ο σερπεντίνης, αντικατοπτρίζει τον τύπο του βράχου που βρίσκεται σε μεσαίου ωκεανούς κορυφογραμμές στη Γη.
• Το μαγνήσιο και το φωσφορικό νάτριο που βρέθηκαν στο δείγμα δείχνουν ότι ο αστεροειδής μπορεί να χωρίστηκε από έναν μικρό, πρωτόγονο αρχαίο ωκεάνιο κόσμο. Το φωσφορικό άλας ήταν μια έκπληξη για την ομάδα επειδή το ορυκτό δεν είχε εντοπιστεί από το διαστημόπλοιο OSIRIS-REx ενώ βρισκόταν στο Bennu.
• Ενώ παρόμοιο φωσφορικό άλας βρέθηκε σε δείγμα του αστεροειδούς Ryugu που παραδόθηκε από Ιαπωνική Υπηρεσία Αεροδιαστημικής ΕξερεύνησηςΣτην αποστολή Hayabusa 2 της Ιαπωνικής Υπηρεσίας Αεροδιαστημικής Εξερεύνησης το 2020, τα φωσφορικά άλατα μαγνησίου νατρίου που ανιχνεύθηκαν στο δείγμα Bennu διακρίθηκαν από την καθαρότητά τους (δηλαδή την απουσία άλλων ουσιών που περιλαμβάνονται στο ορυκτό) και το μέγεθος κόκκου, το οποίο είναι πρωτοφανές σε οποιοδήποτε δείγμα μετεωρίτη.

Αυτό το μωσαϊκό του Bennu δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας παρατηρήσεις που έγιναν από το διαστημόπλοιο OSIRIS-REx της NASA, το οποίο βρισκόταν σε κοντινή απόσταση από τον αστεροειδή για περισσότερα από δύο χρόνια. Πνευματικά δικαιώματα: NASA/Goddard/Πανεπιστήμιο της Αριζόνα

Ανακαλύψεις από τη σύνθεση του αστεροειδούς Bennu

Οι επιστήμονες περίμεναν με ανυπομονησία την ευκαιρία να διερευνήσουν το παρθένο δείγμα αστεροειδούς Bennu των 4,3 ουγγιών (121,6 γραμμαρίων) που συλλέχθηκε από την αποστολή OSIRIS-REx (Origins, Spectroscopic Interpretation, Resource Identification και Security – Regolith Explorer) της NASA από την τελευταία της αποστολή πτώση. Ήλπιζαν ότι το υλικό περιείχε μυστικά του παρελθόντος του ηλιακού συστήματος και τη βιοχημεία που μπορεί να οδήγησε στην προέλευση της ζωής στη Γη. Μια πρώιμη ανάλυση του δείγματος Bennu, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό… Μετεωρολογία και πλανητική επιστήμηπράγμα που δείχνει ότι αυτός ο ενθουσιασμός ήταν δικαιολογημένος.

Η ομάδα ανάλυσης δειγμάτων του ανιχνευτή OSIRIS-REx ανακάλυψε ότι ο αστεροειδής Bennu περιέχει τα αρχικά συστατικά που σχημάτισαν το ηλιακό μας σύστημα. Η σκόνη των αστεροειδών είναι πλούσια σε άνθρακα και άζωτο, καθώς και σε οργανικές ενώσεις, οι οποίες αποτελούν βασικά συστατικά της ζωής όπως τη γνωρίζουμε. Το δείγμα περιείχε επίσης φωσφορικό νάτριο μαγνήσιο, το οποίο ήταν έκπληξη για την ερευνητική ομάδα, επειδή δεν φάνηκε στα δεδομένα τηλεπισκόπησης που συνέλεξε το διαστημόπλοιο Bennu. Η παρουσία του στο δείγμα δείχνει ότι ο αστεροειδής μπορεί να χωρίστηκε από έναν μικρό, πρωτόγονο ωκεάνιο κόσμο που εξαφανίστηκε εδώ και πολύ καιρό.

Άποψη οκτώ δίσκων δειγμάτων που περιέχουν το τελικό υλικό από τον αστεροειδή Bennu. Σκόνη και πέτρες χύθηκαν σε δίσκους από την επάνω πλάκα της κεφαλής του μηχανισμού δειγματοληψίας touch-and-go (TAGSAM). Από αυτή τη χύτευση συλλέχθηκαν 51,2 γραμμάρια, καθιστώντας την τελική μάζα του δείγματος αστεροειδούς 121,6 γραμμάρια. Πνευματικά δικαιώματα: NASA/Erica Blumenfeld και Joseph Aebersold

Η ανάλυση ενός δείγματος του αστεροειδούς Bennu αποκάλυψε ενδιαφέρουσες ιδέες για τη σύνθεση του αστεροειδούς. Κυριαρχείται από ορυκτά αργίλου, ειδικά σερπεντίνη, το δείγμα αντικατοπτρίζει τον τύπο πετρώματος που βρίσκεται στις μεσοωκεάνιες κορυφογραμμές της Γης, όπου υλικό από τον μανδύα, το στρώμα κάτω από τον φλοιό της Γης, συναντά το νερό.

Αυτή η αντίδραση όχι μόνο δημιουργεί πηλό. Προκαλεί επίσης μια ποικιλία ορυκτών όπως τα ανθρακικά, τα οξείδια του σιδήρου και τα σουλφίδια του σιδήρου. Αλλά η πιο εκπληκτική ανακάλυψη είναι η παρουσία υδατοδιαλυτών φωσφορικών αλάτων. Αυτές οι ενώσεις είναι τα βιοχημικά συστατικά όλης της ζωής που είναι γνωστή στη Γη σήμερα.

Ενώ παρόμοιο φωσφορικό άλας βρέθηκε στο δείγμα αστεροειδούς Ryugu που στάλθηκε από την αποστολή Hayabusa 2 της Ιαπωνικής Υπηρεσίας Αεροδιαστημικής Εξερεύνησης (JAXA) το 2020, το φωσφορικό νάτριο μαγνήσιο που ανιχνεύθηκε στο δείγμα Bennu διακρίνεται από την καθαρότητά του – δηλαδή την απουσία άλλων υλικών στο το ορυκτό – και το μέγεθος των κόκκων του Αυτό είναι άνευ προηγουμένου σε οποιοδήποτε δείγμα μετεωρίτη.

Ένα μικρό μέρος του δείγματος αστεροειδούς Bennu επέστρεψε από την αποστολή OSIRIS-REx της NASA, όπως φαίνεται στις εικόνες μικροσκοπίου. Το επάνω αριστερό πλαίσιο δείχνει ένα σκουρόχρωμο σωματίδιο benno, μήκους περίπου ενός χιλιοστού, με ένα φωτεινό εξωτερικό περίβλημα από φωσφορικό άλας. Τα άλλα τρία πάνελ δείχνουν προοδευτικά μεγεθυμένες εικόνες ενός θραύσματος του σωματιδίου που αποκόπηκε κατά μήκος μιας φωτεινής φλέβας που περιέχει φωσφορικό άλας, που ελήφθησαν από ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης. Πνευματικά δικαιώματα: Από τους Lauretta & Connolly et al. (2024) Μετεωρολογία και πλανητική επιστήμηdoi:10.1111/maps.14227

Η εύρεση μαγνησίου και φωσφορικού νατρίου στο δείγμα του Bennu εγείρει ερωτήματα σχετικά με τις γεωχημικές διεργασίες που συγκέντρωσαν αυτά τα στοιχεία και επίσης παρέχει πολύτιμες ενδείξεις για τις ιστορικές συνθήκες του Bennu.

«Η παρουσία και η κατάσταση των φωσφορικών αλάτων, μαζί με άλλα στοιχεία και ενώσεις στο Bennu, υποδηλώνουν ένα υδαρές παρελθόν για τον αστεροειδή», δήλωσε ο Dante Lauretta, συν-επικεφαλής της μελέτης και κύριος ερευνητής του προγράμματος OSIRIS-REx στο Πανεπιστήμιο. της Αριζόνα στο Tucson. “Είναι πιθανό ότι ο Bennu ήταν κάποτε μέρος ενός πιο υγρού κόσμου, αν και αυτή η υπόθεση απαιτεί περαιτέρω έρευνα.”

«Το OSIRIS-REx μας έδωσε ακριβώς αυτό που ελπίζαμε: ένα μεγάλο, παρθένο, πλούσιο σε άζωτο και άνθρακα δείγμα αστεροειδούς από έναν προηγουμένως υγρό κόσμο», δήλωσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης Jason Durkin, επιστήμονας του έργου OSIRIS-REx στο Goddard της NASA. Κέντρο διαστημικών πτήσεων στο Greenbelt, Maryland.

Το διαστημόπλοιο OSIRIS-REx της NASA φεύγει από την επιφάνεια του αστεροειδούς Bennu αφού συλλέξει δείγμα. Πίστωση εικόνας: NASA Goddard Space Flight Center/CI/SVS Laboratory

Παρά την πιθανή ιστορία του να αλληλεπιδρά με το νερό, ο Bennu παραμένει ένας χημικά πρωτόγονος αστεροειδής, με τις στοιχειώδεις αναλογίες του πολύ παρόμοιες με αυτές του Ήλιου.

«Το δείγμα που φέραμε πίσω είναι η μεγαλύτερη δεξαμενή αναλλοίωτου υλικού αστεροειδών στη Γη αυτή τη στιγμή», είπε η Λορέτα.

Αυτός ο σχηματισμός προσφέρει μια ματιά στις πρώτες μέρες του ηλιακού μας συστήματος, περισσότερα από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Αυτά τα πετρώματα έχουν διατηρήσει την αρχική τους κατάσταση και δεν έχουν λιώσει ή στερεοποιηθεί ξανά από τη δημιουργία τους, επιβεβαιώνοντας την αρχαία καταγωγή τους.

Η ομάδα επιβεβαίωσε ότι ο αστεροειδής είναι πλούσιος σε άνθρακα και άζωτο. Αυτά τα στοιχεία είναι απαραίτητα για την κατανόηση των περιβαλλόντων από τα οποία προήλθαν τα υλικά του Bennu και των χημικών διεργασιών που μεταμόρφωσαν απλά στοιχεία σε πολύπλοκα μόρια, τα οποία μπορεί να θέσουν τα θεμέλια για τη ζωή στη Γη.

“Αυτά τα αποτελέσματα υπογραμμίζουν τη σημασία της συλλογής και της μελέτης υλικού από αστεροειδείς όπως ο Bennu – ειδικά υλικό χαμηλής πυκνότητας που τυπικά καίγεται κατά την είσοδο στην ατμόσφαιρα της Γης”, είπε ο Lauretta. «Αυτά τα υλικά κρατούν το κλειδί για την αποκάλυψη των περίπλοκων διαδικασιών σχηματισμού του ηλιακού συστήματος και της βιοχημείας που μπορεί να συνέβαλαν στην εμφάνιση της ζωής στη Γη».

Δεκάδες άλλα εργαστήρια στις Ηνωμένες Πολιτείες και σε όλο τον κόσμο θα λάβουν μέρη του δείγματος Bennu από το Διαστημικό Κέντρο Johnson της NASA στο Χιούστον τους επόμενους μήνες και περισσότερες επιστημονικές εργασίες που θα περιγράφουν αναλύσεις του δείγματος Bennu αναμένονται τα επόμενα χρόνια από το Ομάδα ανάλυσης δειγμάτων OSIRIS-REx.

«Τα δείγματα Bennu είναι εκπληκτικά όμορφα εξωπλανητικά πετρώματα», δήλωσε ο Harold Connolly, συν-επικεφαλής της μελέτης και επιστήμονας δειγμάτων αποστολής OSIRIS-REx στο Πανεπιστήμιο Rowan στο Glassboro, N.J. «Κάθε εβδομάδα, η ομάδα ανάλυσης δειγμάτων OSIRIS-REx παραδίδει νέα και εκπληκτικά αποτελέσματα σε ορισμένα “Αυτές οι συνθήκες βοηθούν να τεθούν σημαντικοί περιορισμοί στην προέλευση και την εξέλιξη πλανητών που μοιάζουν με τη Γη.”

Το διαστημόπλοιο OSIRIS-REx εκτοξεύτηκε στις 8 Σεπτεμβρίου 2016, ταξιδεύοντας στον κοντινό στη Γη αστεροειδή Bennu και συλλέγοντας ένα δείγμα πετρωμάτων και σκόνης από την επιφάνεια. Το OSIRIS-REx, η πρώτη αμερικανική αποστολή που συνέλεξε δείγμα από αστεροειδή, παρέδωσε το δείγμα στη Γη στις 24 Σεπτεμβρίου 2023.

Αναφορά: «Asteroid (101955) Bennu στο εργαστήριο: Χαρακτηριστικά του δείγματος που συλλέχθηκε από το διαστημόπλοιο OSIRIS-REx» από τον Dante S. Loretta, Harold C. Connolly, Joseph E. Aebersold, Connell M. ή. ΡΕ. Alexander, Ronald 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, Διονύσης Ι. Φουστούκος, 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 Ράιτερ, Χέδερ Λ. Ρόπερ, Σάρα Σ. Ράσελ, Άντριου Τζ. Ράιαν, Σκοτ ​​Α. Sandford, Paul F. Scofield, Cody 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. στο Woolner, 26 Ιουνίου 2024, Μετεωρολογία και πλανητική επιστήμη.
DOI: 10.1111/χάρτες.14227

Το Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA στο Greenbelt του Μέριλαντ, χειρίστηκε τη συνολική διαχείριση της αποστολής, τη μηχανική συστημάτων και την ασφάλεια και τη διασφάλιση αποστολής για το OSIRIS-REx. Ο Dante Lauretta του Πανεπιστημίου της Αριζόνα στο Tucson είναι ο κύριος ερευνητής. Το πανεπιστήμιο ηγείται της επιστημονικής ομάδας, σχεδιάζοντας την επιστημονική παρακολούθηση και την επεξεργασία δεδομένων της αποστολής. Η Lockheed Martin Space στο Littleton του Κολοράντο, κατασκεύασε το διαστημόπλοιο και παρέχει πτητικές λειτουργίες. Η Goddard και η Kinetics Aerospace ήταν υπεύθυνες για την καθοδήγηση του διαστημικού σκάφους OSIRIS-REx. Το OSIRIS-REx διοργανώνεται στη NASA Johnson. Οι διεθνείς συνεργασίες σε αυτήν την αποστολή περιλαμβάνουν το υψόμετρο λέιζερ OSIRIS-REx της Καναδικής Διαστημικής Υπηρεσίας και την επιστημονική συνεργασία δειγματοληψίας αστεροειδών με την αποστολή Hayabusa2 της Ιαπωνικής Υπηρεσίας Αεροδιαστημικής Εξερεύνησης. Το OSIRIS-REx είναι η τρίτη αποστολή στο πρόγραμμα New Frontiers της NASA, το οποίο διαχειρίζεται το Marshall Space Flight Center της NASA στο Huntsville της Αλαμπάμα, για τη Διεύθυνση Επιστημονικής Αποστολής του οργανισμού στην Ουάσιγκτον.