Исследователи из США и Великобритании провели анализ проб астероида Бенну и обнаружили следы древнего рассола — раствора солей, оставшегося после испарения воды. В нем содержатся вещества, которые могли участвовать в формировании органических соединений, необходимых для возникновения жизни. Интересно, что одно из обнаруженных веществ ранее не наблюдалось в других внеземных образцах. Открытие проливает свет на то, как астероиды могли способствовать появлению жизни на нашей планете.
Изображение минерала трона в образцах астероида Бенну, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа. Трона — минерал класса карбонатов, содержащий вещество карбонат натрия, также известное как кальцинированная сода. Этот и другие минералы, найденные в материале астероида, образовались на родительском теле Бенну в результате испарения соленых, богатых натрием вод более 4,5 миллиардов лет назад во время зарождения Солнечной системы. При испарении воды сформировались минералы, богатые натрием, углеродом, серой, фосфором, хлором и фтором / © Rob Wardell, Tim Gooding, Tim McCoy
Бенну — околоземный астероид из группы углеродистых астероидов диаметром примерно 560 метров. С 2018 по 2021 год его изучал аппарат NASA OSIRIS-REx. Потом зонд взял пробы с поверхности астероида и доставил их на Землю: сбросил капсулу с образцами, которая приземлилась в американском штате Юта. В общей сложности OSIRIS-REx собрал чуть больше 120 граммов материала — вдвое больше, чем планировали специалисты.
Предварительный анализ проб астероида показал, что он часть небесного тела с океаном, сформировавшегося приблизительно 4,5 миллиарда лет назад. Пока ученые не знают, что именно представлял собой этот родительский объект.
Во время первых анализов материала Бенну ученые нашли воду в составе глинистых минералов, углерод как в составе неорганических минералов, так и в виде органических молекул, а также фосфат магния-натрия (MgNaPO4). Исследователи предположили, что похожие на Бенну углеродистые астероиды занесли на раннюю Землю необходимые для жизни элементы.
Частью образцов NASA поделилась с некоторыми научными учреждениями, чтобы ускорить анализ проб. Среди «избранных» оказались космогеологи из Национального музея естественной истории (США) и Музея естественной истории (Великобритания). Две команды ученых вместе исследовали материал и опубликовали об этом научную работу в журнале Nature.
С помощью сканирующего электронного микроскопа космогеологи изучили астероидный материал размером менее микрометра — меньше сотой доли человеческого волоса. В нем обнаружили раствор солей, который остался после испарения соленых, богатых натрием вод более 4,5 миллиарда лет назад, во время зарождения Солнечной системы.
В частности, исследователи нашли в растворе минералы в виде твердых частиц, которые образовались при испарении воды. В общей сложности они содержали 11 химических соединений, в том числе карбонат натрия (Na2Co3) — неорганическое соединение, также известное как кальцинированная сода. Ранее она ни разу не наблюдалась в неземном материале. На нашей планете минералы, содержащие карбонат натрия, обычно встречаются в осадочных породах, местах испарения минеральных вод и соленых озерах, таких как озеро Серлс в пустыне Мохаве в США.
Отметим, что, согласно некоторым гипотезам, соль (в первую очередь хлорид натрия, NaCl) играла важную роль в возникновении жизни на Земле. Первичные океаны, существовавшие на ранних этапах эволюции планеты, были солеными, и этот соленый раствор создавал благоприятную химическую среду для формирования первых органических молекул и протоклеток.
«Тот водный мир, частью которого был Бенну, когда-то содержал много жидкой воды. Когда вода испарилась, остался рассол — рапа — раствор солей. Вероятно, в нем смешивались и соединялись соли и минералы, образуя более сложные структуры, необходимые для жизни», — пояснил Тим Маккой (Tim McCoy), один из авторов исследования.
Авторы научной работы пока точно не знают, могли ли условия на родительском теле Бенну способствовать образованию органических веществ сложного строения. Необходимы дополнительные исследования астероидного материала.
Древний рассол Бенну отличается от земных аналогов: помимо карбоната натрия, в нем много минералов с фосфором (P), который часто встречается в материалах метеоритов, но редко — в составе соединений в соленых озерах. При этом мало бора (B), типичного для земных соленых озер.
Открытие минералов с карбонатом натрия в образцах астероида стало неожиданностью для ученых. Исследователи полагают, что подобного рода рассолы с Na2Co3 в составе могут существовать и на других небесных телах, включая карликовую планету Церера и спутник Сатурна Энцелад. Ранее на этих объектах астрономы находили натрийсодержащие соединения. Авторы научной работы планируют изучить все имеющиеся в музейных коллекциях образцы метеоритов, чтобы найти следы солей. Возможно, в этих материалах они остались незамеченными.
Параллельно с научной работой американских и британских космогеологов вышла статья в журнале Nature Astronomy, в которой ученые из Японии представили результаты еще одного исследования образцов астероида Бенну.
Специалисты рассказали, что в материале астероида им удалось найти множество аминокислот — молекул, которые составляют основу белков, необходимых для жизни. Кроме того, все пять известных азотистых оснований — органические соединения, входящие в состав нуклеиновых кислот.
Азотистые основания играют ключевую роль в создании генетического материала. Иными словами, это «кирпичики» РНК и ДНК. Особенно интересно, что некоторые из этих соединений ранее никогда не находили в материалах метеоритов. По мнению авторов научной работы, их выводы подтверждают гипотезу о том, что углеродистые астероиды могли принести на Землю «строительные блоки жизни».
Образцы Бенну, доставленные на Землю зондом OSIRIS-REx, ученые будут изучать десятилетиями. Во время исследований космогеологи надеются сделать открытия, которые помогут раскрыть тайну появления жизни на Земле.
