Хімічні відбитки на астероїді Бенну розкривають складну історію води та будівельних блоків життя
Новий аналіз зразків, доставлених місією НАСА OSIRIS-REx, показав, що астероїд Бенну — це не однорідна кам’яна маса, а складне переплетення різних хімічних середовищ. Вивчивши астероїд на нанорівні, вчені виявили, що органічні сполуки та мінерали згруповані у специфічні «домени». Це дозволяє припустити, що вода колись взаємодіяла з астероїдом вкрай локально та нерівномірно.
Перевага незайманих зразків
Упродовж десятиліть вчені вивчали метеорити, щоб зрозуміти, якою була рання Сонячна система. Однак метеорити стикаються із серйозною перешкодою: сильне нагрівання при вході в атмосферу та можливі забруднення із земного середовища можуть змінити їх хімічний склад.
Зразки з Бенну змінюють правила гри. Оскільки вони були зібрані безпосередньо в космосі і доставлені в ході контрольованої місії, вони вважаються справді недоторканими. Це дозволяє дослідникам вивчати «оригінальну» хімію ранньої Сонячної системи без перешкод із боку земних чи атмосферних змін.
Точність на нанорівні
Використовуючи передові методи, зокрема, нанорозмірну інфрачервону та раманівську спектроскопію — дослідники з Університету Стоуні-Брук змогли скласти карту хімічного складу конкретного зразка (OREX-800066-3) з роздільною здатністю від 20 до 500 нанометрів на піксель.
Щоб зберегти цілісність цих незамінних матеріалів, команда застосувала дві найважливіші стратегії:
– Ізоляція від атмосфери: всі вимірювання проводилися без контакту зразка з повітрям, що запобігло окисленню або зміні чутливих органічних функціональних груп.
– Неруйнівне тестування: використані методи дозволили вченим вивчити структуру зразка, не руйнуючи його, що зберегло матеріал для майбутніх досліджень.
Хімічна мозаїка
Дослідження виявило кілька виразних хімічних областей усередині зразка, включаючи:
– Домени, багаті на аліфатичні сполуки (вуглецеві ланцюги);
– Домени, багаті карбонатами ;
– Домени, багаті азотовмісною органікою.
Існування цих окремих кластерів доводить, що “водна переробка” – процес, при якому рідка вода вступає в реакцію з породою, – була хімічно неоднорідною. Замість того, щоб просочувати астероїд подібно до губки, вода, ймовірно, просочувалася через тріщини або кишені, створюючи унікальні хімічні «сусідства» всередині структури астероїда.
Чому це важливо для походження життя
Мабуть, найбільш значущим відкриттям є збереження азотвмісних органічних функціональних груп. Азот є фундаментальним будівельним блоком амінокислот та ДНК. Той факт, що ці чутливі молекули вижили у процесі дії води, є великим проривом в астробіології.
Це відкриття ставить перед планетологією два життєво важливі питання:
1. Як зберігається органічна складність? Це показує, що складні молекули можуть виживати навіть тоді, коли невелике небесне тіло зазнає значних хімічних змін.
2. Чи стали астероїди «посіятелями» життя на Землі? Якщо ця багата азотом органіка здатна виживати в суворих умовах астероїдів, це підкріплює теорію про те, що вуглецеві астероїди могли доставити необхідні «пребіотичні» інгредієнти на ранню Землю, які потенційно.
«Ці результати демонструють, що виживання хімічно чутливої органіки у процесі водної переробки має пряме значення розуміння того, як органічна складність формується і зберігається у первісних планетарних матеріалах». – Професор Мехмет Йешілташ, Університет Стоуні-Брук
Висновок
Неоднорідний хімічний ландшафт Бенну доводить, що вода колись грала перетворюючу, локальну роль формуванні астероїда. Зберігаючи складну, багату на азот органіку, Бенну служить найважливішим ланкою у розумінні того, як будівельні блоки життя могли переміщатися по всій Сонячній системі.
