2025-04-05 11:52 来源:本站编辑
对美国宇航局OSIRIS-REx(起源、光谱解释、资源识别和安全风化层探测器)探测器传回地球的小行星Bennu的岩石和尘埃的研究揭示了在我们的星球上对生命至关重要的分子,以及一段咸水的历史,它可能是这些化合物相互作用和结合的“汤”。
这些发现并没有显示生命本身存在的证据,但它们确实表明,生命出现的必要条件在早期太阳系中广泛存在,这增加了生命在其他行星和卫星上形成的可能性。
“NASA的OSIRIS-REx任务已经改写了我们对太阳系起源的理解,”华盛顿NASA总部科学任务理事会副局长尼基·福克斯(Nicky Fox)说。“小行星为我们的地球家园的历史提供了一个时间胶囊,而Bennu的样本对于我们了解太阳系中在地球上开始生命之前存在的成分至关重要。”
在周三发表在《自然》和《自然天文学》杂志上的研究论文中,来自美国宇航局和其他机构的科学家分享了对Bennu样本中矿物质和分子的首次深入分析的结果。OSIRIS-REx于2023年将Bennu样本送回地球。
在《自然天文学》的论文中详细介绍了最引人注目的发现,其中包括氨基酸——地球上生命用来制造蛋白质的20种氨基酸中的14种——以及地球上生命用来储存和传递更复杂的陆地生物分子(如DNA和RNA)遗传指令的所有5种核碱基,包括如何将氨基酸排列成蛋白质。
科学家们还描述了Bennu样本中氨含量异常高。氨对生物学很重要,因为它可以与甲醛反应,在适当的条件下,甲醛也在样品中被检测到,形成复杂的分子,如氨基酸。当氨基酸连接成长链时,它们就会产生蛋白质,这些蛋白质几乎为所有生物功能提供动力。
这些在Bennu样本中发现的生命的组成部分以前在外星岩石中发现过。然而,在太空中收集的原始样本中发现它们支持了这样一种观点,即在远离太阳的地方形成的物体可能是整个太阳系生命的原始前体成分的重要来源。
“我们正在寻找的线索非常微小,暴露在地球环境中很容易被破坏或改变,”丹尼·格拉文(Danny Glavin)说,他是马里兰州格林贝尔特美国宇航局戈达德太空飞行中心的高级样本科学家,也是《自然天文学》论文的共同主要作者。“这就是为什么如果没有样本返回任务,细致的污染控制措施,以及对这种来自本努的珍贵材料的精心管理和储存,这些新发现是不可能的。”
当Glavin的团队分析Bennu样本寻找与生命有关的化合物的线索时,他们的同事,由华盛顿史密森尼国家自然历史博物馆的陨石馆长Tim McCoy和伦敦自然历史博物馆的宇宙矿物学家Sara Russell领导,寻找这些分子形成环境的线索。在《自然》杂志上发表的报告中,科学家进一步描述了一个非常适合启动生命化学的古老环境的证据。
从方解石到岩盐和钾盐,科学家们在Bennu样本中发现了11种矿物质的痕迹,这些矿物质是由含有溶解盐的水经过长时间蒸发而形成的,留下的盐是固体晶体。
在整个太阳系,包括矮行星谷神星和土星的卫星土卫二,都发现或暗示存在类似的盐水。
虽然科学家们以前在坠落到地球表面的陨石中发现了一些蒸发岩,但他们从来没有看到过一套完整的蒸发过程,这种蒸发过程可能持续了数千年或更长时间。在Bennu发现的一些矿物质,如trona,是第一次在外星样本中发现的。
麦科伊说:“这些论文确实在试图解释生命的成分是如何真正聚集在一起,形成我们在这颗含水改变的小行星上看到的东西。”
对于Bennu样本提供的所有答案,仍然存在几个问题。许多氨基酸可以形成两个镜像版本,就像一对左手和右手。地球上的生命几乎只产生了左撇子,但贝努的样本包含了两者的同等混合。这意味着在早期地球上,氨基酸可能也是以相同的混合物开始的。生活“向左”而不是“向右”的原因仍然是个谜。
“OSIRIS-REx是一项非常成功的任务,”美国宇航局戈达德的OSIRIS-REx项目科学家、《自然天文学》论文的共同主要作者杰森·德沃金说。“来自OSIRIS-REx的数据为太阳系充满生命潜力的图景增添了重要的一笔。为什么到目前为止,我们只看到了地球上的生命,而没有看到其他地方的生命,这才是真正诱人的问题。”