Учені з нетерпінням чекали на можливість дослідити незайманий зразок астероїда Бенну вагою 121,6 грама, зібраний місією NASA OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, and Security — Regolith Explorer), з моменту його доставки на Землю восени минулого року.
Вони сподівалися, що цей матеріал зберігає секрети минулого Сонячної системи і пребіотичної хімії, яка могла призвести до зародження життя на Землі. Результати раннього аналізу зразка Бенну, опубліковані 26 червня в журналі Meteoritics & Planetary Science, показують, що це хвилювання було виправданим.
Група аналізу зразків OSIRIS-REx виявила, що Бенну містить вихідні інгредієнти, з яких сформувалася наша Сонячна система. Пил астероїда багатий вуглецем і азотом, а також органічними сполуками, які є необхідними компонентами для життя в тому вигляді, в якому ми його знаємо. У зразку також міститься фосфат магнію-натрію, що стало несподіванкою для команди дослідників, оскільки він не був помічений у даних дистанційного зондування, зібраних космічним апаратом на Бенну. Його присутність у зразку натякає на те, що астероїд міг відколотися від давно зниклого крихітного примітивного океанічного світу.
Фосфатний сюрприз
Аналіз зразка Бенну дав змогу отримати інтригуючі відомості про склад астероїда. У зразку переважають глинисті мінерали, зокрема серпентин, що відображає тип породи, знайденої в серединно-океанічних хребтах на Землі, де матеріал з мантії, шару під земною корою, стикається з водою.
Ця взаємодія призводить не тільки до утворення глини, а й до появи різних мінералів, таких як карбонати, оксиди заліза і сульфіди заліза. Але найнесподіванішим відкриттям стала присутність водорозчинних фосфатів. Ці сполуки є компонентами біохімії всіх відомих на сьогодні видів життя на Землі.
Подібний фосфат було виявлено у зразку астероїда Рюгу, який доставила місія Хаябуса-2 Японського агентства аерокосмічних досліджень (JAXA) 2020 року, проте фосфат магнію-натрію, виявлений у зразку Бенну, вирізняється чистотою — тобто відсутністю інших матеріалів у мінералі — та розміром зерен, що є безпрецедентним для будь-якого зразка метеорита.
Знахідка фосфатів магнію і натрію в зразку Бенну порушує питання про геохімічні процеси, які сконцентрували ці елементи, і дає цінні підказки про історичні умови Бенну.
"Присутність і стан фосфатів, поряд з іншими елементами і сполуками на Бенну, вказує на водне минуле астероїда", — сказав Данте Лауретта, співавтор статті та головний дослідник OSIRIS-REx з Аризонського університету в Тусоні. "Потенційно Бенну міг колись бути частиною більш вологого світу. Однак ця гіпотеза потребує подальшого вивчення".
"OSIRIS-REx дав нам саме те, на що ми сподівалися: великий недоторканий зразок астероїда з багатим вмістом азоту і вуглецю з раніше вологого світу", — сказав Джейсон Дворкін, співавтор статті та науковий співробітник проєкту OSIRIS-REx з Центру космічних польотів NASA імені Годдарда в Грінбелті, штат Меріленд.
З молодої Сонячної системи
Незважаючи на можливу історію взаємодії з водою, Бенну залишається хімічно примітивним астероїдом, з пропорціями елементів, близькими до сонячних.
"Зразок, який ми повернули, є найбільшим резервуаром астероїдного матеріалу, що не зазнав змін, на Землі", — каже Лауретта.
Цей склад дає змогу зазирнути в ранній період існування нашої Сонячної системи, понад 4,5 мільярда років тому. Ці породи зберегли свій первісний стан, не розплавившись і не затвердівши з моменту своєї появи, що підтверджує їхнє давнє походження".
Команда дослідників підтвердила, що астероїд багатий на вуглець і азот. Ці елементи мають вирішальне значення для розуміння середовища, в якому виникли матеріали Бенну, і хімічних процесів, що перетворили прості елементи на складні молекули, що, можливо, заклало основу для життя на Землі.
"Ці результати підкреслюють важливість збору і вивчення матеріалу з таких астероїдів, як Бенну, особливо матеріалу з низькою густиною, який зазвичай згорає під час входу в атмосферу Землі", — каже Лауретта. "Цей матеріал — ключ до розгадки складних процесів формування Сонячної системи і пребіотичної хімії, яка могла сприяти появі життя на Землі".
Найближчими місяцями ще десятки лабораторій у США і в усьому світі отримають частини зразка Бенну з Космічного центру NASA імені Джонсона в Х'юстоні, а в найближчі кілька років очікується поява безлічі наукових праць, що описують аналіз зразка Бенну, підготовлених групою аналізу зразків OSIRIS-REx.
Запущений 8 вересня 2016 року космічний апарат OSIRIS-REx вирушив до навколоземного астероїда Бенну і зібрав зразок каменів і пилу з його поверхні. OSIRIS-REx, перша американська місія зі збору зразків з астероїда, доставила зразок на Землю 24 вересня 2023 року.
