Οργανικές ενώσεις απαραίτητες για την ζωή στα δείγματα του αστεροειδή Bennu

Οι επιστήμονες περίμεναν με ανυπομονησία την ευκαιρία να ερευνήσουν το παρθένο δείγμα του αστεροειδούς Bennu (121,6 γραμμάρια) που συνέλεξε η αποστολή OSIRIS-REx της NASA από τότε που παραδόθηκε στη Γη το περασμένο φθινόπωρο. Ήλπιζαν ότι το υλικό θα έκρυβε μυστικά για το παρελθόν του Ηλιακού Συστήματος και την προβιοτική χημεία που μπορεί να οδήγησε στην προέλευση της ζωής στη Γη. Μια πρώτη ανάλυση του δείγματος από τον αστεροειδή Bennu, που δημοσιεύθηκε στις 26 Ιουνίου στο Meteoritics & Planetary Science, δείχνει ότι ο ενθουσιασμός αυτός ήταν δικαιολογημένος.

Η ομάδα ανάλυσης δειγμάτων OSIRIS-REx διαπίστωσε ότι ο Bennu περιέχει τα αρχικά συστατικά που σχημάτισαν το Ηλιακό μας Σύστημα. Η σκόνη του αστεροειδούς είναι πλούσια σε άνθρακα και άζωτο, καθώς και σε οργανικές ενώσεις, τα οποία είναι απαραίτητα συστατικά για τη ζωή όπως την ξέρουμε. Το δείγμα περιέχει επίσης φωσφορικό μαγνήσιο-νάτριο, το οποίο αποτέλεσε έκπληξη για την ερευνητική ομάδα, επειδή δεν είχε παρατηρηθεί στα δεδομένα τηλεπισκόπησης που συνέλεξε το διαστημικό σκάφος στο Bennu. Η παρουσία του στο δείγμα υποδηλώνει ότι ο αστεροειδής θα μπορούσε να έχει αποσπαστεί από έναν μακρινό, μικροσκοπικό, πρωτόγονο ωκεάνιο κόσμο.

Η ανάλυση του δείγματος του Bennu αποκάλυψε ενδιαφέρουσες πληροφορίες για τη σύνθεση του αστεροειδούς. Το δείγμα, στο οποίο κυριαρχούν τα αργιλικά ορυκτά, ιδίως ο σερπεντίνης, αντικατοπτρίζει τον τύπο του πετρώματος που συναντάται στις μεσοωκεάνιες ράχες στη Γη, όπου το υλικό από τον μανδύα, το στρώμα κάτω από τον φλοιό της Γης, συναντά νερό.

Αυτή η αλληλεπίδραση δεν έχει ως αποτέλεσμα μόνο τον σχηματισμό αργίλου, αλλά δημιουργεί επίσης μια ποικιλία ορυκτών όπως ανθρακικά άλατα, οξείδια του σιδήρου και σουλφίδια του σιδήρου. Όμως η πιο απροσδόκητη ανακάλυψη είναι η παρουσία υδατοδιαλυτών φωσφορικών αλάτων. Αυτές οι ενώσεις αποτελούν συστατικά της βιοχημείας για όλη τη γνωστή ζωή στη Γη σήμερα.

Αν και ένα παρόμοιο φωσφορικό άλας βρέθηκε στο δείγμα του αστεροειδούς Ryugu που παρέδωσε η αποστολή Hayabusa2 της JAXA (Ιαπωνική Υπηρεσία Αεροδιαστημικής Εξερεύνησης) το 2020, το φωσφορικό άλας μαγνησίου-νατρίου που ανιχνεύθηκε στο δείγμα Bennu ξεχωρίζει για την καθαρότητά του – δηλαδή την έλλειψη άλλων υλικών στο ορυκτό – και το μέγεθος των κόκκων του, πρωτοφανές σε οποιοδήποτε δείγμα μετεωρίτη.

Η εύρεση φωσφορικών αλάτων μαγνησίου-νατρίου στο δείγμα του Bennu εγείρει ερωτήματα σχετικά με τις γεωχημικές διεργασίες που συγκέντρωσαν αυτά τα στοιχεία και παρέχει πολύτιμες ενδείξεις για τις ιστορικές συνθήκες του Bennu.

“Η παρουσία και η κατάσταση των φωσφορικών αλάτων, μαζί με άλλα στοιχεία και ενώσεις στον Bennu, υποδηλώνουν ένα υδάτινο παρελθόν για τον αστεροειδή“, δήλωσε ο Dante Lauretta, συν-επικεφαλής συγγραφέας της δημοσίευσης και κύριος ερευνητής του OSIRIS-REx στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, Tucson. “Ο Bennu ενδεχομένως να ήταν κάποτε μέρος ενός πιο υγρού κόσμου. Αν και, αυτή η υπόθεση απαιτεί περαιτέρω διερεύνηση“.

“Το OSIRIS-REx μας έδωσε ακριβώς αυτό που ελπίζαμε: ένα μεγάλο παρθένο δείγμα αστεροειδούς πλούσιο σε άζωτο και άνθρακα από έναν άλλοτε υγρό κόσμο“, δήλωσε ο Jason Dworkin, συν-συγγραφέας της δημοσίευσης και επιστήμονας του προγράμματος OSIRIS-REx στο Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA στο Greenbelt του Maryland.

Παρά το πιθανό ιστορικό της αλληλεπίδρασής του με το νερό, ο Bennu παραμένει ένας χημικά πρωτόγονος αστεροειδής, με στοιχειακές αναλογίες που μοιάζουν πολύ με εκείνες του Ήλιου.

“Το δείγμα που επιστρέψαμε είναι η μεγαλύτερη δεξαμενή αμετάβλητου υλικού αστεροειδούς στη Γη αυτή τη στιγμή“, δήλωσε ο Lauretta.

Αυτή η σύνθεση προσφέρει μια ματιά στις πρώτες ημέρες του Ηλιακού μας Συστήματος, πάνω από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Τα πετρώματα αυτά έχουν διατηρήσει την αρχική τους κατάσταση, αφού δεν έχουν ούτε λιώσει ούτε επαναστερεοποιηθεί από την δημιουργία τους, επιβεβαιώνοντας την αρχαία προέλευσή τους.

Η ομάδα επιβεβαίωσε ότι ο αστεροειδής είναι πλούσιος σε άνθρακα και άζωτο. Τα στοιχεία αυτά είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση των περιβαλλόντων από τα οποία προήλθαν τα υλικά του Bennu και των χημικών διεργασιών που μετέτρεψαν τα απλά στοιχεία σε πολύπλοκα μόρια, θέτοντας ενδεχομένως τις βάσεις για τη ζωή στη Γη.

“Τα ευρήματα αυτά υπογραμμίζουν τη σημασία της συλλογής και μελέτης υλικών από αστεροειδείς όπως ο Bennu – ειδικά υλικά χαμηλής πυκνότητας που συνήθως θα καίγονταν κατά την είσοδο στην ατμόσφαιρα της Γης“, δήλωσε ο Lauretta. “Αυτό το υλικό κατέχει το κλειδί για την αποκάλυψη των περίπλοκων διαδικασιών του σχηματισμού του Ηλιακού Συστήματος και της προβιοτικής χημείας που θα μπορούσε να έχει συμβάλει στην εμφάνιση της ζωής στη Γη“.

Δεκάδες ακόμη εργαστήρια στις ΗΠΑ και σε όλο τον κόσμο θα παραλάβουν τμήματα του δείγματος Bennu από το Διαστημικό Κέντρο Johnson της NASA στο Χιούστον τους επόμενους μήνες, ενώ πολλά ακόμη επιστημονικά άρθρα που περιγράφουν αναλύσεις του δείγματος Bennu αναμένονται τα επόμενα χρόνια από την Ομάδα Ανάλυσης Δειγμάτων OSIRIS-REx.

“Τα δείγματα του Bennu είναι δελεαστικά όμορφα εξωγήινα πετρώματα“, δήλωσε ο Harold Connolly, συν-επικεφαλής συγγραφέας της δημοσίευσης και επιστήμονας δειγμάτων της αποστολής OSIRIS-REx στο Πανεπιστήμιο Rowan στο Glassboro του New Jersey. “Κάθε εβδομάδα, η ανάλυση από την ομάδα ανάλυσης δειγμάτων του OSIRIS-REx παρέχει νέα και μερικές φορές εκπληκτικά ευρήματα που βοηθούν να τεθούν σημαντικοί παράγοντες για την προέλευση και την εξέλιξη των πλανητών που μοιάζουν με τη Γη“.

Το διαστημικό σκάφος OSIRIS-REx, που εκτοξεύτηκε στις 8 Σεπτεμβρίου 2016, ταξίδεψε στον αστεροειδή Bennu που βρίσκεται κοντά στη Γη και συνέλεξε δείγμα πετρωμάτων και σκόνης από την επιφάνειά του. Το OSIRIS-REx, η πρώτη αμερικανική αποστολή που συλλέγει δείγμα από αστεροειδή, παρέδωσε το δείγμα στη Γη στις 24 Σεπτεμβρίου 2023.

[NASA]