Образцы астероида Бенну, доставленные на Землю миссией OSIRIS-REx в 2023 году, продолжают вызывать интерес и удивление у научного сообщества. Новые исследования, опубликованные в журналах Nature Geoscience и Nature Astronomy, раскрывают новые аспекты происхождения Солнечной системы и химической основы жизни. В материале астероида впервые обнаружены биологически значимые сахара, необычные органические вещества, напоминающие резину, и значительное количество допланетной пыли, которая является остатком сверхновой звезды. Эти находки свидетельствуют о том, что Бенну является не просто реликтовым объектом, а настоящим космическим архивом, хранящим молекулы и материалы, возникшие на заре Солнечной системы.
Согласно первому исследованию, проведенному международной группой ученых под руководством Ёсихиро Фурукавы из Университета Тохоку, в образцах астероида обнаружены сахара, содержащие пять и шесть атомов углерода. Среди них была найдена рибоза — ключевой компонент РНК, и глюкоза, которая ранее не встречалась в внеземных материалах. Хотя эти молекулы сами по себе не доказывают наличие жизни, они демонстрируют, что фундаментальные «кирпичики» земной биологии уже существовали в примитивных объектах Солнечной системы. В сочетании с ранее обнаруженными аминокислотами, нуклеобазами и карбоновыми кислотами, это открытие подкрепляет гипотезу о том, что многие ингредиенты для формирования сложных биологических молекул были доступны задолго до образования планет.
Особенно значимо обнаружение рибозы, так как она является ключевым компонентом гипотезы «мира РНК», предполагающей, что рибонуклеиновая кислота была первой молекулой, способной хранить генетическую информацию и катализировать химические реакции. Обнаружение глюкозы, которая обычно используется живыми организмами в качестве источника энергии, указывает на то, что в протопланетном диске, возможно, присутствовали не только «кирпичики» для создания генетического материала, но и источники пребиотической энергии.
Во втором исследовании, проведенном группой под руководством Скотта Сандфорда из NASA и Зака Гейнсфорта из Калифорнийского университета в Беркли, в образцах астероида был обнаружен ранее неизвестный органический материал — гибкое полимерное вещество, богатое кислородом и азотом, с характеристиками, напоминающими резину или примитивный пластик. Используя современные методы микроскопии и спектроскопии, ученые выяснили, что этот материал образовался в результате полимеризации на ранних этапах истории астероида.
В холодных условиях, богатых льдом, аммиак и углекислый газ вступали в реакцию, образуя карбаматы — соединения, растворимые в воде. До того как родительское тело Бенну нагрелось достаточно для появления жидкой среды, карбаматы успели соединиться друг с другом и с другими молекулами, образуя сложные и устойчивые полимерные цепи. В результате сформировалась своего рода смола, которая, вероятно, оседала на зернах минералов и льда внутри родительского тела астероида. Со временем, под воздействием радиации, этот изначально мягкий и гибкий материал становился хрупким, напоминая земные пластики, но обладая уникальными структурными особенностями.
Эти находки подчеркивают, что примитивные астероиды могли синтезировать и сохранять сложные органические молекулы задолго до возникновения жизни на любой из планет.
Третье исследование, возглавляемое Энн Нгуен из Космического центра имени Джонсона NASA, было сосредоточено на изучении зерен допланетной пыли. Эти частицы возникли еще до появления Солнца в результате взрывов сверхновых. Результаты показали, что астероид Бенну содержит до шести раз больше такой пыли, чем обнаружено в других изученных внеземных образцах. Это указывает на то, что предшественник астероида сформировался в области протопланетного диска, богатой звездной пылью. Возможно, это произошло благодаря эффективному перемешиванию материалов из различных зон или эпох. Важно отметить, что, несмотря на воздействие геологических и химических процессов, а также внутренние воздействия жидкостей, некоторые фракции материала остались почти нетронутыми и сохранили следы допланетного происхождения. Это делает Бенну уникальной «капсулой времени», содержащую как первозданные материалы, так и информацию о составе солнечного диска на этапе его формирования.
Открытия, сделанные на образцах с Бенну, включая биологические сахара, сложные органические полимеры и допланетную пыль, подтверждают, что ранняя Солнечная система была химически богатой и разнообразной средой. Она была способна генерировать и сохранять органические и звездные материалы задолго до формирования планет. Таким образом, Бенну представляет собой фундаментальный космический архив, позволяющий лучше понять не только эволюцию астероидов, но и условия, которые могли способствовать зарождению жизни на Земле. Продолжающееся изучение этих образцов даст возможность глубже понять природу обнаруженных органических соединений и их распределение в Солнечной системе. Это делает миссии по доставке внеземного вещества бесценными для планетологии, астробиохимии и космологии.