Können sie den Ursprung des Lebens entdecken?

Mikroskopische Aufnahme eines dunklen Bennu-Partikels, etwa 1 Millimeter lang, mit heller Phosphathülle. Rechts war ein kleinerer Teil abgebrochen. Bildnachweis: von Lauretta & Connolly et al. (2024) Meteorologie und Planetenwissenschaftdoi:10.1111/maps.14227

Die Analyse einer Probe des Asteroiden Bennu hat das Vorhandensein wesentlicher Bestandteile des Lebens und Anzeichen einer aquatischen Vergangenheit aufgedeckt und Einblicke in die Ursprünge und Biochemie des Sonnensystems gegeben.

• Frühe Analysen der Asteroiden-Bennu-Probe zurückgekehrt NASA‚S Osiris-Rex Die Mission enthüllte Staub, der reich an Kohlenstoff, Stickstoff und organischen Verbindungen ist, alles wesentliche Bestandteile des Lebens, wie wir es kennen. Die Probe besteht überwiegend aus Tonmineralien, insbesondere Serpentin, und spiegelt die Gesteinsart wider, die in mittelozeanischen Rücken auf der Erde vorkommt.
• In der Probe gefundene Magnesium- und Natriumphosphate deuten darauf hin, dass sich der Asteroid möglicherweise von einer kleinen, primitiven alten Ozeanwelt getrennt hat. Das Phosphat war eine Überraschung für das Team, da das Mineral von der Raumsonde OSIRIS-REx auf Bennu nicht entdeckt worden war.
• Während ähnliches Phosphat in einer Probe des von ihm gelieferten Asteroiden Ryugu gefunden wurde Japanische Agentur für Luft- und RaumfahrtforschungBei der Hayabusa-2-Mission der Japan Aerospace Exploration Agency im Jahr 2020 zeichneten sich die in der Bennu-Probe nachgewiesenen Natriummagnesiumphosphate durch ihre Reinheit (d. h. das Fehlen anderer im Mineral enthaltener Substanzen) und ihre Korngröße aus, was in keiner Meteoritenprobe zuvor der Fall war.

Dieses Mosaik von Bennu wurde anhand von Beobachtungen der NASA-Raumsonde OSIRIS-REx erstellt, die sich mehr als zwei Jahre lang in unmittelbarer Nähe des Asteroiden befand. Urheberrecht: NASA/Goddard/University of Arizona

Entdeckungen aus der Zusammensetzung des Asteroiden Bennu

Wissenschaftler haben sehnsüchtig auf die Gelegenheit gewartet, in die makellose 4,3 Unzen (121,6 Gramm) schwere Bennu-Asteroidenprobe zu bohren, die von der NASA-Mission OSIRIS-REx (Origins, Spectroscopic Interpretation, Resource Identification, and Security – Regolith Explorer) seit ihrer letzten Lieferung zur Erde gesammelt wurde fallen. Sie hofften, dass das Material Geheimnisse aus der Vergangenheit des Sonnensystems und der Biochemie enthielt, die möglicherweise zur Entstehung des Lebens auf der Erde geführt haben. Eine frühe Analyse der Bennu-Probe, kürzlich veröffentlicht in der Zeitschrift… Meteorologie und Planetenwissenschaftwas darauf hindeutet, dass diese Aufregung berechtigt war.

Das Probenanalyseteam der OSIRIS-REx-Sonde hat herausgefunden, dass der Asteroid Bennu die ursprünglichen Bestandteile enthält, die unser Sonnensystem geformt haben. Asteroidenstaub ist reich an Kohlenstoff und Stickstoff sowie organischen Verbindungen, die allesamt wesentliche Bestandteile des Lebens, wie wir es kennen, sind. Die Probe enthielt auch Natriummagnesiumphosphat, was für das Forschungsteam eine Überraschung war, da es in den von der Raumsonde Bennu gesammelten Fernerkundungsdaten nicht gefunden wurde. Sein Vorhandensein in der Probe weist darauf hin, dass sich der Asteroid möglicherweise von einer kleinen, primitiven Ozeanwelt getrennt hat, die vor langer Zeit verschwunden ist.

Ein Blick auf acht Probenschalen mit dem endgültigen Material des Asteroiden Bennu. Staub und Steine ​​wurden von der oberen Platte des Kopfes des Touch-and-Go-Probenahmemechanismus (TAGSAM) in Schalen geschüttet. Von diesem Abguss wurden 51,2 Gramm gesammelt, was einer Endmasse der Asteroidenprobe von 121,6 Gramm entspricht. Urheberrecht: NASA/Erica Blumenfeld und Joseph Aebersold

Die Analyse einer Probe des Asteroiden Bennu hat interessante Einblicke in die Zusammensetzung des Asteroiden ergeben. Die von Tonmineralien, insbesondere Serpentin, dominierte Probe spiegelt die Gesteinsart wider, die in den mittelozeanischen Rücken der Erde vorkommt, wo Material aus dem Mantel, der Schicht unter der Erdkruste, auf Wasser trifft.

Bei dieser Reaktion entsteht nicht nur Ton; Es entsteht auch eine Vielzahl von Mineralien wie Carbonate, Eisenoxide und Eisensulfide. Die überraschendste Entdeckung ist jedoch das Vorhandensein wasserlöslicher Phosphate. Diese Verbindungen sind die biochemischen Bestandteile allen heute auf der Erde bekannten Lebens.

Während in der Ryugu-Asteroidenprobe, die von der Hayabusa-2-Mission der Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) im Jahr 2020 gesendet wurde, ähnliches Phosphat gefunden wurde, zeichnet sich das in der Bennu-Probe nachgewiesene Natriummagnesiumphosphat durch seine Reinheit aus – das heißt, das Fehlen anderer Materialien in das Mineral – und die Größe seiner Körner. Dies ist beispiellos in jeder Meteoritenprobe.

Ein kleiner Teil der Bennu-Asteroidenprobe, die von der OSIRIS-REx-Mission der NASA zurückgegeben wurde, wie auf Mikroskopbildern zu sehen ist. Das obere linke Feld zeigt ein etwa einen Millimeter langes, dunkel gefärbtes Benno-Partikel mit einer hellen Phosphat-Außenhülle. Die anderen drei Tafeln zeigen zunehmend vergrößerte Bilder eines Fragments des Partikels, das entlang einer hellen, phosphathaltigen Ader abgebrochen ist, aufgenommen mit einem Rasterelektronenmikroskop. Urheberrecht: Von Lauretta & Connolly et al. (2024) Meteorologie und Planetenwissenschaftdoi:10.1111/maps.14227

Der Fund von Magnesium und Natriumphosphat in Bennus Probe wirft Fragen zu den geochemischen Prozessen auf, die diese Elemente konzentrierten, und liefert außerdem wertvolle Hinweise auf Bennus historische Bedingungen.

„Das Vorhandensein und der Zustand von Phosphat sowie anderen Elementen und Verbindungen auf Bennu deuten auf eine wässrige Vergangenheit des Asteroiden hin“, sagte Dante Lauretta, Co-Hauptautor der Studie und Hauptforscher des OSIRIS-REx-Programms an der Universität von Arizona in Tucson. „Es ist möglich, dass Bennu einst Teil einer feuchteren Welt war, obwohl diese Hypothese weiterer Untersuchungen bedarf.“

„OSIRIS-REx hat uns genau das gegeben, was wir uns erhofft hatten: eine große, makellose, stickstoff- und kohlenstoffreiche Asteroidenprobe aus einer zuvor feuchten Welt“, sagte der Co-Autor der Studie, Jason Dworkin, ein OSIRIS-REx-Projektwissenschaftler am Goddard der NASA Raumfahrtzentrum in Greenbelt, Maryland.

Die NASA-Raumsonde OSIRIS-REx verlässt die Oberfläche des Asteroiden Bennu, nachdem sie eine Probe gesammelt hat. Bildnachweis: NASA Goddard Space Flight Center/CI/SVS Laboratory

Trotz seiner wahrscheinlichen Wechselwirkung mit Wasser bleibt Bennu ein chemisch primitiver Asteroid, dessen elementare Anteile denen der Sonne sehr ähnlich sind.

„Die Probe, die wir mitgebracht haben, ist derzeit das größte Reservoir an unverändertem Asteroidenmaterial auf der Erde“, sagte Loretta.

Diese Formation bietet einen Einblick in die Frühzeit unseres Sonnensystems vor mehr als 4,5 Milliarden Jahren. Diese Gesteine ​​haben ihren ursprünglichen Zustand beibehalten und sind seit ihrer Entstehung weder geschmolzen noch wieder erstarrt, was ihren antiken Ursprung bestätigt.

Das Team bestätigte, dass der Asteroid reich an Kohlenstoff und Stickstoff ist. Diese Elemente sind wichtig für das Verständnis der Umgebungen, in denen Bennus Materialien entstanden sind, und für die chemischen Prozesse, die einfache Elemente in komplexe Moleküle verwandelten, die möglicherweise den Grundstein für das Leben auf der Erde legen.

„Diese Ergebnisse unterstreichen, wie wichtig es ist, Material von Asteroiden wie Bennu zu sammeln und zu untersuchen – insbesondere Material geringer Dichte, das normalerweise beim Eintritt in die Erdatmosphäre verbrennt“, sagte Lauretta. „Diese Materialien sind der Schlüssel zur Aufklärung der komplexen Prozesse der Entstehung des Sonnensystems und der Biochemie, die möglicherweise zur Entstehung des Lebens auf der Erde beigetragen haben.“

Dutzende anderer Labore in den Vereinigten Staaten und auf der ganzen Welt werden in den kommenden Monaten Teile der Bennu-Probe vom Johnson Space Center der NASA in Houston erhalten, und in den nächsten Jahren werden weitere wissenschaftliche Arbeiten erwartet, die Analysen der Bennu-Probe beschreiben OSIRIS-REx-Probenanalyseteam.

„Bennu-Proben sind erstaunlich schöne exoplanetare Gesteine“, sagte Harold Connolly, Co-Hauptautor der Studie und Probenwissenschaftler der OSIRIS-REx-Mission an der Rowan University in Glassboro, New Jersey. „Jede Woche liefert das OSIRIS-REx-Probenanalyseteam neue und …“ „Diese Bedingungen tragen dazu bei, der Entstehung und Entwicklung erdähnlicher Planeten wichtige Grenzen zu setzen.“

Die Raumsonde OSIRIS-REx startete am 8. September 2016, reiste zum erdnahen Asteroiden Bennu und sammelte eine Gesteins- und Staubprobe von der Oberfläche. OSIRIS-REx, die erste amerikanische Mission, die eine Probe von einem Asteroiden sammelte, lieferte die Probe am 24. September 2023 zur Erde.

Referenz: „Asteroid (101955) Bennu im Labor: Eigenschaften der vom Raumschiff OSIRIS-REx gesammelten Probe“ von Dante S. Loretta, Harold C. Connolly, Joseph E. Aebersold, Connell M. oder. 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. Russell, 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, C.W. bei Woolner, 26. Juni 2024, Meteorologie und Planetenwissenschaft.
DOI: 10.1111/maps.14227

Das Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, war für das gesamte Missionsmanagement, die Systemtechnik sowie die Sicherheit und Missionssicherung für OSIRIS-REx zuständig. Dante Lauretta von der University of Arizona, Tucson, ist der leitende Forscher. Die Universität leitet das Wissenschaftsteam und plant die wissenschaftliche Überwachung und Datenverarbeitung der Mission. Lockheed Martin Space in Littleton, Colorado, baute das Raumschiff und sorgt für den Flugbetrieb. Goddard und Kinetics Aerospace waren für die Führung der Raumsonde OSIRIS-REx verantwortlich. OSIRIS-REx wird von der NASA Johnson organisiert. Zu den internationalen Partnerschaften bei dieser Mission gehören der OSIRIS-REx-Laserhöhenmesser der Canadian Space Agency und die wissenschaftliche Zusammenarbeit zur Asteroidenprobenahme mit der Hayabusa2-Mission der Japan Aerospace Exploration Agency. OSIRIS-REx ist die dritte Mission im New Frontiers-Programm der NASA, das vom Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Alabama, für das Science Mission Directorate der Agentur in Washington geleitet wird.