Ученые с нетерпением ждали возможности исследовать нетронутый образец астероида Бенну весом 121,6 грамма, собранный миссией NASA OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, and Security — Regolith Explorer), с момента его доставки на Землю осенью прошлого года.
Они надеялись, что этот материал хранит секреты прошлого Солнечной системы и пребиотической химии, которая могла привести к зарождению жизни на Земле. Результаты раннего анализа образца Бенну, опубликованные 26 июня в журнале Meteoritics & Planetary Science, показывают, что это волнение было оправданным.
Группа анализа образцов OSIRIS-REx обнаружила, что Бенну содержит исходные ингредиенты, из которых сформировалась наша Солнечная система. Пыль астероида богата углеродом и азотом, а также органическими соединениями, которые являются необходимыми компонентами для жизни в том виде, в котором мы ее знаем. В образце также содержится фосфат магния-натрия, что стало неожиданностью для команды исследователей, поскольку он не был замечен в данных дистанционного зондирования, собранных космическим аппаратом на Бенну. Его присутствие в образце намекает на то, что астероид мог отколоться от давно исчезнувшего крошечного примитивного океанического мира.
Фосфатный сюрприз
Анализ образца Бенну позволил получить интригующие сведения о составе астероида. В образце преобладают глинистые минералы, в частности серпентин, что отражает тип породы, найденной в срединно-океанических хребтах на Земле, где материал из мантии, слоя под земной корой, сталкивается с водой.
Это взаимодействие приводит не только к образованию глины, но и к появлению различных минералов, таких как карбонаты, оксиды железа и сульфиды железа. Но самым неожиданным открытием стало присутствие водорастворимых фосфатов. Эти соединения являются компонентами биохимии всех известных на сегодняшний день видов жизни на Земле.
Подобный фосфат был обнаружен в образце астероида Рюгу, доставленном миссией Хаябуса-2 Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) в 2020 году, однако фосфат магния-натрия, обнаруженный в образце Бенну, отличается чистотой — то есть отсутствием других материалов в минерале — и размером зерен, что является беспрецедентным для любого образца метеорита.
Находка фосфатов магния и натрия в образце Бенну поднимает вопросы о геохимических процессах, которые сконцентрировали эти элементы, и дает ценные подсказки об исторических условиях Бенну.
"Присутствие и состояние фосфатов, наряду с другими элементами и соединениями на Бенну, указывает на водное прошлое астероида", — сказал Данте Лауретта, соавтор статьи и главный исследователь OSIRIS-REx из Аризонского университета в Тусоне. "Потенциально Бенну мог когда-то быть частью более влажного мира. Однако эта гипотеза требует дальнейшего изучения".
"OSIRIS-REx дал нам именно то, на что мы надеялись: большой нетронутый образец астероида с богатым содержанием азота и углерода из ранее влажного мира", — сказал Джейсон Дворкин, соавтор статьи и научный сотрудник проекта OSIRIS-REx из Центра космических полетов NASA имени Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд.
Из молодой Солнечной системы
Несмотря на возможную историю взаимодействия с водой, Бенну остается химически примитивным астероидом, с пропорциями элементов, близкими к солнечным.
"Образец, который мы вернули, является крупнейшим резервуаром не подвергшегося изменениям астероидного материала на Земле", — говорит Лауретта.
Этот состав позволяет заглянуть в ранний период существования нашей Солнечной системы, более 4,5 миллиардов лет назад. Эти породы сохранили свое первоначальное состояние, не расплавившись и не затвердев с момента своего появления, что подтверждает их древнее происхождение".
Команда исследователей подтвердила, что астероид богат углеродом и азотом. Эти элементы имеют решающее значение для понимания среды, в которой возникли материалы Бенну, и химических процессов, превративших простые элементы в сложные молекулы, что, возможно, заложило основу для жизни на Земле.
"Эти результаты подчеркивают важность сбора и изучения материала с таких астероидов, как Бенну, особенно материала с низкой плотностью, который обычно сгорает при входе в атмосферу Земли", — говорит Лауретта. "Этот материал — ключ к разгадке сложных процессов формирования Солнечной системы и пребиотической химии, которая могла способствовать появлению жизни на Земле".
В ближайшие месяцы еще десятки лабораторий в США и по всему миру получат части образца Бенну из Космического центра NASA имени Джонсона в Хьюстоне, а в ближайшие несколько лет ожидается появление множества научных работ, описывающих анализ образца Бенну, подготовленных группой анализа образцов OSIRIS-REx.
Запущенный 8 сентября 2016 года космический аппарат OSIRIS-REx отправился к околоземному астероиду Бенну и собрал образец камней и пыли с его поверхности. OSIRIS-REx, первая американская миссия по сбору образцов с астероида, доставила образец на Землю 24 сентября 2023 года.
