在一颗遥远的小行星上采集的样本中,科学家们发现了大量有机分子,包括生命的关键组成部分。
这一令人惊讶的发现表明,生命所必需的化学成分可能在早期太阳系中广泛存在。
美国宇航局于2016年发射的OSIRIS-REx宇宙飞船从小行星Bennu上收集了一些尘埃、土壤和岩石,并于2023年将它们带回了地球。这颗有45亿年历史的小行星被认为是在太阳系存在的前1000万年形成的。
周三发表在《自然》(Nature)杂志上的对收集到的小行星物质的分析表明,这些样本包括数千种有机化合物和地球上生命用来形成蛋白质的20种氨基酸中的14种。这些样本还含有四种“核碱基”——DNA和RNA的主要成分,它们在我们的细胞内储存和传递遗传蓝图。
研究人员没有在本努上发现生命存在的证据;相反,他们的研究结果支持了一个理论,即在地球年轻时撞击地球的小行星可能为生命的形成提供了必要的成分。这一发现还可能意味着,在太阳系其他行星和卫星上形成生命的可能性可能比科学家此前认为的要高。
美国宇航局科学任务理事会副局长尼基·福克斯周三在新闻发布会上说:“OSIRIS-REx任务已经改写了我们对太阳系中生命出现所必需的成分的理解。”
类似的有机分子,包括氨基酸,以前也曾在陨石中发现过,但这些太空岩石碎片并不是完美的标本,因为它们是在经历了地球大气层的炽热旅行后才被研究的。
陨石暴露在地球上的环境中并受到污染,这可能会影响科学结果,而直接从太空中的小行星上收集样本,就像从新生的太阳系中观察一个时间胶囊。
美国宇航局戈达德太空飞行中心的天体生物学家丹尼·格拉文说:“OSIRIS-REx Bennu的发现意义重大,因为这些样本是原始的。”
Glavin说,携带Bennu样本的返回罐在返回大气层时保护它们免受恶劣条件的影响。
“底线是:我们有更高的信心,我们在这些样本中看到的有机物质是外星的,而不是污染,”他说。“我们可以相信这些结果。”
在Bennu的样本中,研究人员偶然发现了一些惊喜。首先,他们发现了异常高浓度的氨——“大约是你在地球土壤中发现的氨的自然水平的100倍,”Glavin说。
氨是许多生物过程的基本成分,包括作为形成氨基酸的基石,而氨基酸又可以连接成长链来制造蛋白质。
周三发表在《自然》杂志上的第二篇论文描述了另一个惊喜:研究人员发现了11种矿物质的痕迹,这些矿物质可能是本努及其母小行星蒸发后留下的盐水混合物的一部分。
华盛顿特区史密森尼自然历史博物馆(Smithsonian Natural History Museum)的陨石馆长、两项研究的合著者蒂姆·麦考伊(Tim McCoy)说,蒸发的水留下的含盐晶体类似于在地球上干涸的湖床上发现的富含钠的地壳,比如加州的塞尔斯湖。
McCoy在一份声明中说:“我们现在从Bennu身上知道,生命的原始成分在Bennu的母体上以非常有趣和复杂的方式结合在一起。”“我们发现了通往生命之路的下一步。”
检测到的矿物质包括碳酸钠化合物,如trona(有时被称为“苏打灰”),科学家们说,这种化合物从未在其他外星样本中观察到过。类似的盐水混合物被认为存在于土星的卫星土卫二和矮行星谷神星上。
这两项新研究首次对Bennu样本进行了深入分析。2023年,科学家宣布了初步发现,包括被粘土矿物锁住的碳和水的痕迹。
本努的土壤和岩石是美国宇航局从小行星上收集并带回的第一个样本,但它们并不是历史上第一个。2010年,日本的隼鸟号(Hayabusa)向地球运送了几微克来自一颗名为Itokawa的小行星的物质。第二次任务被称为隼鸟2号,于2020年从一颗名为龙宫的小行星上运送了一个小样本。
虽然来自Bennu的样本已经产生了有趣的结果,但需要更多的研究来了解究竟是什么导致生命出现在一个行星或卫星上,而不是其他行星或卫星上。
“什么是本努没有而地球有的?”美国宇航局戈达德太空飞行中心的OSIRIS-REx项目科学家杰森·德沃金说。“这是世界各地的天体生物学家未来需要思考的一个研究领域,将本努视为一个拥有所有物质但没有创造生命的地方的例子。”地球为什么特别?”