Kunnen ze de oorsprong van het leven ontdekken?

Analyse van een monster van de asteroïde Bennu heeft de aanwezigheid van essentiële ingrediënten voor leven en tekenen van een aquatisch verleden onthuld, wat inzicht geeft in de oorsprong en biochemie van het zonnestelsel.

• Vroege analyse van het asteroïde Bennu-monster keerde terug NASA‘S Osiris-Rex De missie onthulde stof dat rijk is aan koolstof, stikstof en organische verbindingen, allemaal essentiële ingrediënten voor het leven zoals wij dat kennen. Het monster, gedomineerd door kleimineralen, vooral serpentijn, weerspiegelt het type gesteente dat in de mid-oceanische ruggen op aarde wordt aangetroffen.
• Magnesium- en natriumfosfaten die in het monster zijn gevonden, geven aan dat de asteroïde zich mogelijk heeft afgescheiden van een kleine, primitieve oude oceaanwereld. Het fosfaat was een verrassing voor het team omdat het mineraal niet was gedetecteerd door het OSIRIS-REx-ruimtevaartuig toen het zich op Bennu bevond.
• Terwijl soortgelijk fosfaat werd gevonden in een monster van de asteroïde Ryugu, afgeleverd door Japans Agentschap voor Lucht- en RuimtevaartonderzoekTijdens de Hayabusa 2-missie van het Japan Aerospace Exploration Agency in 2020 onderscheidden natriummagnesiumfosfaten die in het Bennu-monster werden gedetecteerd, zich door hun zuiverheid (dwz de afwezigheid van andere stoffen in het mineraal) en korrelgrootte, wat ongekend is in elk meteorietmonster.

Dit mozaïek van Bennu is gemaakt op basis van waarnemingen gedaan door NASA’s OSIRIS-REx-ruimtevaartuig, dat zich ruim twee jaar in de buurt van de asteroïde bevond. Auteursrecht: NASA/Goddard/Universiteit van Arizona

Ontdekkingen uit de samenstelling van de asteroïde Bennu

Wetenschappers hebben reikhalzend uitgekeken naar de mogelijkheid om in het ongerepte Bennu-asteroïdemonster van 121,6 gram te boren, verzameld door NASA’s OSIRIS-REx-missie (Origins, Spectroscopic Interpretation, Resource Identification, and Security – Regolith Explorer) sinds de laatste aflevering op aarde. val. Ze hoopten dat het materiaal geheimen bevatte over het verleden van het zonnestelsel en de biochemie die mogelijk tot het ontstaan ​​van het leven op aarde heeft geleid. Een vroege analyse van het Bennu-monster, onlangs gepubliceerd in het tijdschrift… Meteorologie en planetaire wetenschapwat aangeeft dat deze opwinding terecht was.

Het monsteranalyseteam van de OSIRIS-REx-sonde heeft ontdekt dat asteroïde Bennu de oorspronkelijke ingrediënten bevat die ons zonnestelsel hebben gevormd. Asteroïdestof is rijk aan koolstof en stikstof, evenals aan organische verbindingen, die allemaal essentiële componenten zijn van het leven zoals wij dat kennen. Het monster bevatte ook natriummagnesiumfosfaat, wat een verrassing was voor het onderzoeksteam, omdat het niet werd aangetroffen in teledetectiegegevens verzameld door het Bennu-ruimtevaartuig. De aanwezigheid ervan in het monster geeft aan dat de asteroïde zich mogelijk heeft afgescheiden van een kleine, primitieve oceaanwereld die lang geleden is verdwenen.

Een weergave van acht monsterschalen met het uiteindelijke materiaal van de asteroïde Bennu. Stof en stenen werden in bakken gegoten vanaf de bovenplaat van de kop van het Touch-and-Go-bemonsteringsmechanisme (TAGSAM). Uit dit gietstuk werd 51,2 gram verzameld, waardoor de uiteindelijke massa van het asteroïdemonster 121,6 gram bedroeg. Auteursrecht: NASA/Erica Blumenfeld en Joseph Aebersold

Analyse van een monster van de asteroïde Bennu heeft interessante inzichten in de samenstelling van de asteroïde aan het licht gebracht. Het monster wordt gedomineerd door kleimineralen, vooral serpentijn, en weerspiegelt het type gesteente dat wordt aangetroffen in de mid-oceanische ruggen van de aarde, waar materiaal uit de mantel, de laag onder de aardkorst, water ontmoet.

Door deze reactie ontstaat niet alleen klei; Het geeft ook aanleiding tot een verscheidenheid aan mineralen zoals carbonaten, ijzeroxiden en ijzersulfiden. Maar de meest verrassende ontdekking is de aanwezigheid van in water oplosbare fosfaten. Deze verbindingen zijn de biochemische componenten van al het leven dat tegenwoordig op aarde bekend is.

Terwijl vergelijkbaar fosfaat werd gevonden in het Ryugu-asteroïdemonster dat in 2020 werd verzonden door de Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) Hayabusa 2-missie, onderscheidt het natriummagnesiumfosfaat dat in het Bennu-monster wordt gedetecteerd zich door zijn zuiverheid – dat wil zeggen de afwezigheid van andere materialen in het monster. het mineraal – en de grootte van de korrels. Dit is ongekend in elk meteorietmonster.

Een klein deel van het monster van de Bennu-asteroïde dat is teruggestuurd door NASA’s OSIRIS-REx-missie, zoals te zien op microscoopbeelden. Het paneel linksboven toont een donkergekleurd bennodeeltje, ongeveer een millimeter lang, met een heldere fosfaatbuitenschil. De andere drie panelen tonen geleidelijk uitvergrote beelden van een fragment van het deeltje dat afbrak langs een heldere ader die fosfaat bevatte, gemaakt door een scanning-elektronenmicroscoop. Auteursrecht: Van Lauretta & Connolly et al. (2024) Meteorologie en planetaire wetenschapdoi:10.1111/maps.14227

Het vinden van magnesium- en natriumfosfaat in het monster van Bennu roept vragen op over de geochemische processen die deze elementen concentreerden, en levert ook waardevolle aanwijzingen op over de historische omstandigheden van Bennu.

“De aanwezigheid en toestand van fosfaat, samen met andere elementen en verbindingen op Bennu, wijzen op een waterig verleden voor de asteroïde”, zegt Dante Lauretta, co-hoofdauteur van het onderzoek en hoofdonderzoeker van het OSIRIS-REx-programma aan de universiteit. van Arizona in Tucson. “Het is mogelijk dat Bennu ooit deel uitmaakte van een nattere wereld, al vergt deze hypothese verder onderzoek.”

“OSIRIS-REx heeft ons precies gegeven waar we op hoopten: een groot, ongerept, stikstof- en koolstofrijk asteroïdemonster uit een voorheen natte wereld”, zegt co-auteur Jason Dworkin, een OSIRIS-REx-projectwetenschapper bij NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland”.

NASA’s OSIRIS-REx-ruimtevaartuig verlaat het oppervlak van asteroïde Bennu na het verzamelen van een monster. Afbeelding tegoed: NASA Goddard Space Flight Center/CI/SVS Laboratory

Ondanks zijn waarschijnlijke geschiedenis van interactie met water, blijft Bennu een chemisch primitieve asteroïde, waarvan de elementaire verhoudingen sterk lijken op die van de zon.

“Het monster dat we hebben teruggebracht, is momenteel het grootste reservoir van ongewijzigd asteroïdemateriaal op aarde,” zei Loretta.

Deze formatie biedt een kijkje in de begindagen van ons zonnestelsel, ruim 4,5 miljard jaar geleden. Deze rotsen hebben hun oorspronkelijke staat behouden en zijn sinds hun creatie niet meer gesmolten of gestold, wat hun oude oorsprong bevestigt.

Het team bevestigde dat de asteroïde rijk is aan koolstof en stikstof. Deze elementen zijn essentieel voor het begrijpen van de omgevingen waarin Bennu’s materialen ontstonden en de chemische processen die eenvoudige elementen transformeerden in complexe moleculen, die de basis kunnen leggen voor het leven op aarde.

“Deze resultaten onderstrepen het belang van het verzamelen en bestuderen van materiaal van asteroïden zoals Bennu – vooral materiaal met een lage dichtheid dat doorgaans verbrandt wanneer het de atmosfeer van de aarde binnenkomt”, zei Lauretta. “Deze materialen vormen de sleutel tot het ontrafelen van de complexe processen van de vorming van het zonnestelsel en de biochemie die mogelijk hebben bijgedragen aan de opkomst van leven op aarde.”

Tientallen andere laboratoria in de Verenigde Staten en over de hele wereld zullen de komende maanden delen van het Bennu-monster ontvangen van NASA’s Johnson Space Center in Houston, en de komende jaren worden er meer wetenschappelijke artikelen verwacht die de analyses van het Bennu-monster beschrijven. OSIRIS-REx monsteranalyseteam .

“Bennu-monsters zijn verbazingwekkend mooie exoplanetaire gesteenten”, zegt Harold Connolly, mede-hoofdauteur van het onderzoek en een OSIRIS-REx-missiemonsterwetenschapper aan de Rowan University in Glassboro, N.J. “Elke week levert het OSIRIS-REx-monsteranalyseteam nieuwe en verrassende resultaten in sommige “Deze omstandigheden helpen belangrijke beperkingen te stellen aan de oorsprong en evolutie van aardachtige planeten.”

Het OSIRIS-REx-ruimtevaartuig werd op 8 september 2016 gelanceerd en reisde naar de nabij de aarde gelegen asteroïde Bennu en verzamelde een monster van rotsen en stof van het oppervlak. OSIRIS-REx, de eerste Amerikaanse missie die een monster van een asteroïde verzamelde, bracht het monster op 24 september 2023 naar de aarde.

Referentie: “Asteroïde (101955) Bennu in het laboratorium: kenmerken van het monster verzameld door het OSIRIS-REx-ruimtevaartuig” door Dante S. Loretta, Harold C. Connolly, Joseph E. Aebersold, Connell M. of. D. 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, Dionysis I. Foustoukos, 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 Reiter, Heather L. Roper, Sarah S. Russel, Andrew J. Ryan, Scott A. 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, CW in Woolner, 26 juni 2024, Meteorologie en planetaire wetenschap.
DOI: 10.1111/kaarten.14227

NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, verzorgde het algemene missiebeheer, systeemtechniek en veiligheid en missieborging voor OSIRIS-REx. Dante Lauretta van de Universiteit van Arizona, Tucson, is de hoofdonderzoeker. De universiteit leidt het wetenschapsteam en plant de wetenschappelijke monitoring en gegevensverwerking van de missie. Lockheed Martin Space in Littleton, Colorado, bouwde het ruimtevaartuig en verzorgt de vluchtoperaties. Goddard en Kinetics Aerospace waren verantwoordelijk voor het begeleiden van het OSIRIS-REx-ruimtevaartuig. OSIRIS-REx wordt georganiseerd bij NASA Johnson. Internationale partnerschappen voor deze missie omvatten onder meer de OSIRIS-REx laserhoogtemeter van de Canadian Space Agency en de wetenschappelijke samenwerking op het gebied van asteroïdebemonstering met de Hayabusa2-missie van het Japan Aerospace Exploration Agency. OSIRIS-REx is de derde missie in het New Frontiers-programma van NASA, dat wordt beheerd door NASA’s Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, voor het Science Mission Directorate van het agentschap in Washington.