Відкриття стало можливим завдяки безпрецедентному зразку, зібраному місією NASA OSIRIS-REx, яка здійснила посадку на астероїд у 2020 році, зібрала 121,6 грама (4,3 унції) каменів та пилу та безнапасно повернула їх на Землю у 2023 році. З того часу NASA розповсюдило невелику частину цього зразка серед дослідників у всьому світі для аналізу.
Вивчення Бенну важливо, оскільки його склад відображає склад ранньої Сонячної системи, даючи вченим можливість зазирнути у зародження життя. Попередні дослідження зразків з Бенну вже виявили 14 із 20 амінокислот, від яких походять усі живі організми на Землі, а також усі п'ять біологічних азотистих основ – компонентів, що становлять генетичний код ДНК та РНК. Раніше дослідники також виявили амінокислоти у зразках з іншого астероїда, Рюгу, зібраних Японським агентством аерокосмічних досліджень у 2019 році, а також у різних метеоритах, що впали на Землю. На думку експертів, ця кількість даних свідчить про те, що астероїди могли доставляти на нашу планету необхідні для життя компоненти на ранніх етапах її розвитку.
Новий аналіз зразків Бенну впевнено, хоча й не остаточно, виявив триптофан, збільшивши кількість амінокислот, необхідних для створення білків, у складі астероїда до 15 з 20.
"Виявлення триптофану в астероїді Бенну - важлива подія, оскільки триптофан - одна з найскладніших амінокислот, і досі він ніколи не зустрічався ні в метеоритах, ні в космічних зразках", - сказав Хосе Апонте, астрохімік аналітичної лабораторії астробіології в Центрі космічних польотів Годдарда NASA. Він був співавтором дослідження, присвяченого цим відкриттям, опублікованого у журналі PNAS.
Присутність триптофану в астероїді підтверджує ідею про те, що життя могло зародитися не лише на Землі, додав Апонте в електронному листі: «Спостереження за його природною формою у космосі говорить нам про те, що ці інгредієнти вже існували у ранній Сонячній системі. Це полегшило б зародження життя».
Фрагменти пазла
Бенну, назва якого відсилає до давньоєгипетського божества, пов'язаного з сонцем, творінням і відродженням, простягається приблизно на третину милі завширшки. Космічний камінь, ймовірно, є шматком, що відколовся від набагато більшого астероїда, що утворився десь між 2 мільярдами та 700 мільйонами років тому. Він, ймовірно, утворився в головному поясі астероїдів між Марсом та Юпітером, а його хімічний склад відображає початок Сонячної системи, який, за даними НАСА, налічує близько 4,5 мільярда років.
Астероїд обертається орбітою поблизу Землі вже близько 1,75 мільйона років. Згідно з наявними даними, він може зіткнутися з нашою планетою у 2182, що може призвести до «глобальної зими». Наразі вчені оцінюють ймовірність зіткнення як 1 до 2700, або 0,037%.
Спочатку матеріал, з якого складається Бенну, утворився в результаті вибухів наднових, вибухів старих зірок, що сталися задовго до утворення Сонячної системи. Екстремальний жар вибухів послужив свого роду кузнею, де елементи, що містяться в астероїді, зазнали подальшого нагрівання від удару, який утворив Бенну, а також впливу сонячного випромінювання, що ще більше змінило склад його елементів. Також було виявлено, що Бенну містить аміак – хімічну речовину, яка може брати участь в утворенні молекул, таких як амінокислоти, а також різних типів мінералів, що є багатьма необхідними компонентами для створення будівельних блоків життя, але не самого життя.
«Вони подібні до фрагментів пазла, які ще не зібрані», — сказав Анхель Модхарро, науковий співробітник та спеціаліст з органічної геохімії з Аналітичної лабораторії астробіології Центру космічних польотів імені Годдарда НАСА та головний автор нового дослідження. "Це говорить нам про те, що багато будівельних блоків життя можуть природним чином утворюватися всередині астероїдів або комет, а виявлення триптофану розширює абетку амінокислот, які виробляються в космосі та могли бути доставлені на Землю".
Раніше на Бенну було виявлено 33 амінокислоти, але лише 14 із них використовуються живими організмами на Землі для побудови білків. Триптофан приєднається до останньої групи; він також належить до категорії амінокислот, які вчені називають незамінними, оскільки людський організм не може їх виробляти та отримувати з їжею.
Мохарро додав, що необхідні додаткові тести для підтвердження наявності триптофану у зразку з Бенну, взятому для дослідження, який важив лише 50 міліграмів. Однак, враховуючи бездоганний стан зразків з Бенну, цілком імовірно, що це не є результатом земного забруднення, вважає Джордж Коді, науковий співробітник Інституту Карнегі у Вашингтоні, округ Колумбія. Коді не брав участі у дослідженні, але працював зі зразками з Бенну.
"Я вважаю, що ці молекули дійсно отримані з астероїда Бенну", - написав Коді в електронному листі.
Зібравши зразок із самого астероїда, дослідники уникли наслідків потрапляння в атмосферу, що змінює хімічний склад астероїдів, що падають на Землю, що робить Бенну набагато надійнішою «капсулою часу» для вивчення складу ранньої Сонячної системи.
"Оскільки OSIRIS-REx повернув ці зразки в первозданному вигляді, ми нарешті бачимо крихкі солі, мінерали та органічні речовини, які метеорити втрачають при попаданні в атмосферу", - сказав Данте Лауретта, професор планетології та космохімії в Університеті Аризони в Тусоне.
Батьківське тіло Бенну було багатим геологічним середовищем з безліччю рідких систем, що функціонували в різних місцях і в різний час, кожна з яких керувала своїм власним хімічним складом», — додав Лауретта. Бенну зберігає набір різних хімічних систем, і разом вони показують, що малі тіла були динамічними, багатими органікою системами задовго до появи життя на Землі.
Молекулярні «копалини»
Ця робота розширює розуміння вченими того, які молекули, необхідні для життя, можна знайти у позаземних матеріалах, сказав Коді. Якщо природна хімія, що відбувалася на зорі нашої Сонячної системи, виробляє ті ж молекули, які життя використовує зараз, додав він, то між ними має бути зв'язок.
Покійний Гарольд Моровіц, піонер досліджень походження життя, вважав, що молекули, що складають ядро живих організмів, можуть бути молекулярними «копалинами» з часів зародження Сонячної системи, і виявлення триптофану та інших амінокислот, що утворюють білки, у зразках з Бенну додає ваги цій ідеї, каже Коді.
Виявлення триптофану в Бенну ще більше розширює дивовижне розмаїття сполук, які, як ми тепер знаємо, можуть мати космічне походження, пише в електронному листі Кейт Фріман, професор Університету Евана П'ю в Університеті штату Пенсільванія. "Астероїди були службою доставляння продуктів на ранній Землі, надаючи багатий набір молекул для нашого добіологічного світу", - додала Фріман, яка не брала участі в дослідженні.
За словами Сари Рассел, професора планетології та керівника Групи планетарних матеріалів Музею природної історії в Лондоні, яка не брала участі у дослідженні, нове дослідження також наголошує на важливості місій щодо повернення зразків.
Хоча в лабораторіях вчених знаходяться тисячі космічних зразків у вигляді метеоритів, для отримання повної картини їм також потрібний незабруднений, первозданний матеріал, доставлений на Землю космічними апаратами, додала вона.
«Відкриття триптофану, зокрема, дивує, — додала Рассел, — оскільки ми не знаходимо його в метеоритах, можливо тому, що він не виживає при падінні через атмосферу Землі та зіткненні з планетою».
