Ученые обнаружили «строительные блоки» жизни в образцах астероида Бенну

Фрагменты метеорита, возвращенные OSIRIS-REx, проливают свет на переплетенную историю воды и химических ингредиентов жизни в Солнечной системе. Автор: Кори Хейнс | Опубликовано: 31 января 2025 г.
Астероид 101955 Бенну представлен на этой мозаике изображений, полученных космическим аппаратом OSIRIS-REx. Кредит: NASA/Goddard/Университет Аризоны

Космический аппарат OSIRIS-REx триумфально вернулся на Землю в 2023 году, собрав 4,3 унции (121,6 грамма) драгоценных частиц пыли и камней с астероида Бенну в 2020 году. Хотя этот возврат образца был невероятным подвигом инженерной мысли, его прибытие на Землю было только началом научного приключения.

29 января НАСА провело пресс-конференцию, чтобы объявить о результатах двух групп, изучающих образцы Бенну. Подробно в двух ПриродаВ документах, опубликованных в тот же день, зерна показывают, что Бенну содержал множество аминокислот, включая 14 из 20, которые составляют биологические белки — материал, из которого состоят живые существа. Хотя ни одно из этих открытий не считается жизнью как таковой, они являются молекулами, которые жизнь использует для своего построения. Их существование в значительной степени подкрепляет теорию о том, что такие материалы были доставлены на Землю астероидами, такими как Бенну.

Ученые также сообщили об открытии глин и рассолов, веществ, которые возникают только при медленном испарении воды. Это дает информацию об истории воды в солнечной системе, и особенно о взаимодействии воды и молекул, необходимых для жизни.

Ники Фокс, заместитель администратора Управления научных миссий в штаб-квартире NASA, заявил в пресс-релизе, что «Астероиды представляют собой временную капсулу в истории нашей родной планеты, а образцы Бенну имеют решающее значение для нашего понимания того, какие ингредиенты в нашей солнечной системе существовали до того, как на Земле зародилась жизнь».

Прелюдия к жизни

Бенну, как и другие астероиды, открывает окно в раннюю солнечную систему. Для ученых эти космические камни являются первозданной средой, нетронутой сложными циклами погоды, воды, камней и многого другого, которые происходят на планетах и ​​лунах. Они могут раскрыть материалы, присутствовавшие в ранние дни Солнечной системы, и упрощенную историю того, как эти материалы появились.

Помимо 14 биологических аминокислот, образцы с Бенну также содержали 19 небиологических аминокислот, а также пять нуклеиновых оснований, из которых состоят РНК и ДНК. Команда также обнаружила удивительное количество аммиака, который реагирует с формальдегидом, также присутствующим на Бенну, создавая множество аминокислот, что дает четкую картину того, как возникло изобилие материалов. Богатство сложной химии, включая химические компоненты, необходимые для жизни, делает образцы с Бенну мощным инструментом для исследования того, как возникла жизнь.

«Данные с OSIRIS-REx добавляют основные мазки к картине солнечной системы, изобилующей потенциалом для жизни», — сказал Дворкин. «Почему мы до сих пор видим жизнь только на Земле, а не где-либо еще — вот действительно волнующий вопрос».

Эти иглы — примерно в 10 раз тоньше человеческого волоса — представляют собой водосодержащие карбонаты натрия (или кальцинированную соду), обнаруженные в образцах астероида Бенну. Автор: Роб Уорделл, Тим Гудинг и Тим Маккой, Смитсоновский институт Другим важным открытием из образцов Бенну были соленые материалы, которые образуются при испарении воды. Астероиды, подобные родительскому телу Бенну, вероятно, образовались непосредственно из скопления ледяных пород. В какой-то момент этот лед должен был растаять, так как вода необходима для образования многих материалов, обнаруженных на Бенну. Но рассолы показывают, что вода также затем испарилась. Возможно, как это ни парадоксально, эта потеря воды также была важна: только когда вода исчезла, часть химии стала возможной для создания материалов, которые однажды могли бы быть включены в жизнь.

Тщательное расследование

Ни один из этих анализов не был бы возможен без миссии по возвращению образцов — или если бы образцы были скомпрометированы. Перед OSIRIS-REx стояла сложная задача — извлечь образцы из Бенну и доставить их на Землю. Но по прибытии перед учеными стояла другая, но не менее сложная задача: не дать атмосфере Земли повлиять на эту капсулу времени с космическим камнем.

Тим Маккой, куратор метеоритов в Смитсоновском музее естественной истории в Вашингтоне, округ Колумбия, и ведущий автор одного из Nature в опубликованных сегодня статьях отмечается, что, особенно при изучении истории воды, любое загрязнение водяным паром сделало бы их исследования невозможными. История воды в солнечной системе известна только благодаря тщательному хранению образцов астероидов.

Образцы были извлечены из возвращаемого узла космического корабля в чистом перчаточном боксе, без контакта с внешним воздухом. Контейнер для образцов был заполнен азотом, инертным газом. Образцы теперь разделены между множеством учреждений, частично в знак признания международных усилий, вложенных в миссию, а частично для того, чтобы никакая случайность не могла уничтожить все образцы.

Лунные миссии Apollo также вернули множество образцов. Благодаря их тщательному сохранению ученые все еще могут экспериментировать с лунными образцами, несмотря на то, что с момента окончания миссии Apollo прошло более 50 лет. 

Джейсон Дворкин, ученый проекта OSIRIS-REx, отметил, что большая часть образца Бенну все еще не исследована. При таком же тщательном уходе, как и образцы Apollo, ученые смогут делать новые открытия в течение десятилетий. 

«Улики, которые мы ищем, настолько малы и так легко разрушаются или изменяются под воздействием земной среды», — сказал Дэнни Главин, один из соавторов. «Вот почему некоторые из этих новых открытий были бы невозможны без миссии по возврату образцов, тщательных мер по контролю загрязнения и тщательного хранения этого драгоценного материала с Бенну».

Левосторонняя жизнь

Из любого великого научного открытия рождаются не только ответы, но и больше вопросов. Один из самых больших вопросов, которые ставят образцы Бенну, касается «рукости» молекул. Многие молекулы хиральны, что означает, что их форма может принимать одну из двух зеркальных форм, левостороннюю или правостороннюю. Жизнь, какой мы ее знаем, в значительной степени предпочитает левосторонние молекулы и эволюционировала, чтобы использовать и производить их. Ученые не знают, почему, но предположили, что избыточное количество левовращающих молекул на ранней Земле могло привести к такому предпочтению.

Но образцы Бенну имели одинаковое количество левовращающих и правовращающих молекул. Если Бенну действительно является представителем астероидов, которые доставляли ингредиенты для жизни, то вопрос о том, почему жизнь предпочитает левовращающих, все еще остается загадкой.

Читайте также:
Проблемы освоения космоса