Небольшая часть образца астероида Бенну, доставленного миссией НАСА OSIRIS-REx, показана на изображениях микроскопа. На верхней левой панели видна темная частица Бенну длиной около миллиметра с внешней коркой из яркого фосфата. На трех других панелях показаны увеличенные изображения фрагмента частицы, отколовшейся вдоль яркой жилки, содержащей фосфат, снятые сканирующим электронным микроскопом. Фото: Метеоритика и планетология (2024 г.). DOI: 10.1111/maps.14227
Ученые с нетерпением ждали возможности раскопать образец нетронутого астероида Бенну весом 4,3 унции (121,6 грамма), собранный миссией НАСА OSIRIS-REx (Происхождение, спектральная интерпретация, идентификация ресурсов и безопасность — Regolith Explorer) с момента его доставки на Землю. Последняя неудача. Они надеялись, что этот материал будет хранить тайны прошлого Солнечной системы и пребиотической химии, которая могла привести к зарождению жизни на Земле.
Ранний анализ образца Бенну, опубликованный в журнале Meteoritics & Planetary Science, показывает, что такое волнение было оправданным.
Группа анализа образцов OSIRIS-REx обнаружила, что Бенну содержит оригинальные ингредиенты, которые сформировали нашу Солнечную систему. Пыль астероида богата углеродом и азотом, а также органическими соединениями, которые являются важными компонентами жизни, какой мы ее знаем. Образец также содержит фосфат магния-натрия, что стало неожиданностью для исследовательской группы, поскольку его не было обнаружено в данных дистанционного зондирования, собранных космическим кораблем в Бенну. Его присутствие в образце намекает на то, что астероид мог отколоться от давно исчезнувшего крошечного примитивного океанского мира.
Фосфатный сюрприз
Анализ образца Бенну позволил получить интригующую информацию о составе астероида. Образец, в котором преобладают глинистые минералы, особенно серпентин, отражает тип породы, обнаруженной на срединно-океанических хребтах на Земле, где материал мантии, слоя под земной корой, встречается с водой.
Это взаимодействие приводит не только к образованию глины; он также приводит к образованию различных минералов, таких как карбонаты, оксиды железа и сульфиды железа. Но самое неожиданное открытие — наличие водорастворимых фосфатов. Эти соединения являются компонентами биохимии всей известной сегодня жизни на Земле.
В то время как аналогичный фосфат был обнаружен в образце астероида Рюгу, доставленном миссией Хаябуса-2 JAXA (Японского агентства аэрокосмических исследований) в 2020 году, фосфат магния и натрия, обнаруженный в образце Бенну, отличается своей чистотой, то есть отсутствием других материалов в минерал — и размер его зерен, беспрецедентный ни в одном образце метеорита.
Обнаружение фосфатов магния и натрия в образце Бенну поднимает вопросы о геохимических процессах, которые концентрировали эти элементы, и дает ценную информацию об исторических условиях Бенну.
«Наличие и состояние фосфатов, а также других элементов и соединений на Бенну позволяют предположить водное прошлое астероида», — сказал Данте Лауретта, соавтор статьи и главный исследователь OSIRIS-REx в Университете Аризоны. Тусон. «Бенну потенциально мог когда-то быть частью более влажного мира, хотя эта гипотеза требует дальнейшего исследования».
«OSIRIS-REx дал нам именно то, на что мы надеялись: большой нетронутый образец астероида, богатый азотом и углеродом, из бывшего влажного мира», — сказал Джейсон Дворкин, соавтор статьи и научный сотрудник проекта OSIRIS-REx в Goddard Space НАСА. Летный центр в Гринбелте, штат Мэриленд.
Микроскопическое изображение темной частицы Бенну длиной около миллиметра с коркой яркого фосфата. Справа — отколовшийся фрагмент поменьше. Фото: Метеоритика и планетология (2024 г.). DOI: 10.1111/maps.14227
Из молодой солнечной системы
Несмотря на возможную историю взаимодействия с водой, Бенну остается химически примитивным астероидом, пропорции элементов которого очень напоминают пропорции Солнца.
«Образец, который мы вернули, на данный момент является крупнейшим резервуаром неизмененного астероидного материала на Земле», — сказала Лауретта.
Эта композиция предлагает взгляд на ранние дни нашей солнечной системы, более 4,5 миллиардов лет назад. Эти породы сохранили свое первоначальное состояние, не расплавившись и не затвердев повторно с момента своего возникновения, что подтверждает их древнее происхождение.
Подсказки о строительных блоках жизни
Команда подтвердила, что астероид богат углеродом и азотом. Эти элементы имеют решающее значение для понимания среды, в которой возникли материалы Бенну, и химических процессов, которые превратили простые элементы в сложные молекулы, потенциально закладывая основу для жизни на Земле.
«Эти результаты подчеркивают важность сбора и изучения материала с астероидов, таких как Бенну, особенно материала с низкой плотностью, который обычно сгорает при входе в атмосферу Земли», — сказала Лауретта. «Этот материал содержит ключ к разгадке сложных процессов формирования Солнечной системы и пребиотической химии, которая могла способствовать возникновению жизни на Земле».
Что дальше
В ближайшие месяцы еще десятки лабораторий в США и по всему миру получат порции образца Бенну из Космического центра НАСА имени Джонсона в Хьюстоне. Группа анализа проб OSIRIS-REx.
«Образцы Бенну — это заманчиво красивые внеземные камни», — сказал Гарольд Коннолли, соавтор статьи и научный сотрудник миссии OSIRIS-REx в Университете Роуэн в Глассборо, штат Нью-Джерси. «Каждую неделю анализ, проводимый группой анализа образцов OSIRIS-REx, дает новые, а иногда и удивительные результаты, которые помогают установить важные ограничения на происхождение и эволюцию планет земного типа».
Запущенный 8 сентября 2016 года космический корабль OSIRIS-REx отправился к околоземному астероиду Бенну и собрал с поверхности образцы камней и пыли. OSIRIS-REx, первая миссия США по сбору образца с астероида, доставила его на Землю 24 сентября 2023 года.
Информация от: Центром космических полетов имени Годдарда НАСА.
