В образцах астероида впервые обнаружили вещество, обычно встречающееся в соленых озерах на Земле.

Бенну — околоземный астероид, относящийся к группе углеродистых астероидов, с диаметром около 560 метров. С 2018 по 2021 год его исследовал аппарат NASA OSIRIS-REx. Затем зонд собрал образцы с поверхности астероида и доставил их на Землю, сбросив капсулу с образцами, которая приземлилась в штате Юта. В итоге OSIRIS-REx собрал чуть более 120 граммов материала — вдвое больше запланированного объема. 

Предварительный анализ образцов астероида показал, что он является частью небесного тела с океаном, сформировавшегося около 4,5 миллиарда лет назад. Ученые пока не знают, каким именно был этот родительский объект. 

В ходе первых анализов материала Бенну ученые обнаружили воду в составе глинистых минералов, углерод как в неорганических минералах, так и в виде органических молекул, а также фосфат магния-натрия (MgNaPO4). Исследователи предполагают, что астероиды, подобные Бенну, могли занести на раннюю Землю необходимые для жизни элементы.

NASA поделилась частью образцов с различными научными учреждениями для ускорения анализа. В числе «избранных» оказались космогеологи из Национального музея естественной истории (США) и Музея естественной истории (Великобритания). Обе команды ученых совместно изучили материал и опубликовали результаты в журнале Nature.

С использованием сканирующего электронного микроскопа космогеологи исследовали астероидный материал размером менее микрометра — меньше сотой доли человеческого волоса. В нем был найден раствор солей, оставшийся после испарения соленых вод с высоким содержанием натрия более 4,5 миллиарда лет назад, в период формирования Солнечной системы. 

В частности, исследователи обнаружили в растворе минералы в виде твердых частиц, которые образовались в результате испарения воды. Всего они содержали 11 химических соединений, включая карбонат натрия (Na2Co3) — неорганическое соединение, также известное как кальцинированная сода. Ранее оно не было зарегистрировано в неземном материале. На Земле минералы с карбонатом натрия обычно встречаются в осадочных породах, в местах испарения минеральных вод и соленых озерах, таких как озеро Серлс в пустыне Мохаве в США.

Следует отметить, что, по некоторым гипотезам, соль (в частности, хлорид натрия, NaCl) играла ключевую роль в возникновении жизни на Земле. Первичные океаны, существовавшие на ранних этапах эволюции планеты, были солеными, и этот соленый раствор создавал подходящую химическую среду для формирования первых органических молекул и протоклеток.

«Тот водный мир, частью которого был Бенну, когда-то содержал много жидкой воды. Когда вода испарилась, остался рассол — рапа — раствор солей. Вероятно, именно в нем смешивались и соединялись соли и минералы, формируя более сложные структуры, необходимые для жизни», — пояснил Тим Маккой (Tim McCoy), один из авторов исследования.

Авторы научной работы пока не уверены, могли ли условия на родительском теле Бенну способствовать образованию органических веществ сложной структуры. Необходимы дополнительные исследования астероидного материала.

Древний рассол Бенну отличается от земных аналогов: помимо карбоната натрия, в нем содержится много минералов с фосфором (P), который часто встречается в материалах метеоритов, но редко — в соленых озерах. В то же время в нем мало бора (B), который характерен для земных соленых озер.

Открытие минералов с карбонатом натрия в образцах астероида стало неожиданным для ученых. Исследователи предполагают, что подобные рассолы с Na2Co3 могут существовать и на других небесных телах, включая карликовую планету Церера и спутник Сатурна Энцелад. Ранее на этих объектах астрономы находили натрийсодержащие соединения. Авторы работы планируют изучить все образцы метеоритов в музейных коллекциях, чтобы найти следы солей, которые могли остаться незамеченными.

Параллельно с научной работой американских и британских космогеологов вышла статья в журнале Nature Astronomy, в которой ученые из Японии представили результаты еще одного исследования образцов астероида Бенну.

Специалисты сообщили, что в материале астероида им удалось обнаружить множество аминокислот — молекул, составляющих основу белков, необходимых для жизни. Кроме того, были найдены все пять известных азотистых оснований — органических соединений, входящих в состав нуклеиновых кислот. 

Азотистые основания играют ключевую роль в формировании генетического материала. Другими словами, это «кирпичики» РНК и ДНК. Особенно интересно, что некоторые из этих соединений ранее никогда не находили в материалах метеоритов. По мнению авторов исследования, их выводы подтверждают гипотезу о том, что углеродистые астероиды могли принести на Землю «строительные блоки жизни».

Образцы Бенну, доставленные на Землю зондом OSIRIS-REx, ученые будут изучать в течение десятилетий. В процессе исследований космогеологи надеются сделать открытия, которые помогут разгадать тайну появления жизни на Земле.