واشنطن-اكتشف الباحثون المركبات العضوية والمعادن اللازمة مدى الحياة في عينات غير مسبوقة تم جمعها من الكويكب القريب من Bennu ، مضيفين أدلة على أن الكويكبات قد قدمت من المحتمل أن تسلم اللبنات البنية من الحياة إلى كوكبنا في وقت مبكر من تاريخها.
توفر العينات أيضًا نافذة لفهم نوع العمليات الكيميائية والبيولوجية التي كانت جارية بالفعل حيث تم تجهيز صخور الفضاء حولها خلال الأيام الأولى للنظام الشمسي.
أظهرت التحليلات الأولية لعينات الصخور والغبار التي تم إصدارها خلال العام الماضي أن الكويكب يحتوي على الماء وكذلك الكربون والنيتروجين وغيرها من المواد العضوية ، لكن التركيب الكيميائي للمادة العضوية لم يكن معروفًا إلى حد كبير.
الآن ، كشفت أبحاث جديدة عن أن الكويكب يحتوي على العديد من اللبنات الكيميائية للحياة ، مثل الأحماض الأمينية والمكونات الموجودة في الحمض النووي. ماريلاند.
وقال غلافين ، المؤلف الرئيسي لدراسة: “هذا كل شيء مثير للغاية لأنه يشير إلى أن الكويكبات مثل Bennu تصرفت ذات يوم مثل المصانع الكيميائية العملاقة في الفضاء ويمكن أن تسلم المكونات الخام أيضًا للحياة على الأرض وغيرها من الأجسام في نظامنا الشمسي”. على العينات المنشورة يوم الأربعاء في مجلة Nature Astronogy.
بالإضافة إلى ذلك ، اكتشف مؤلفو ورقة منفصلة تم نشرها يوم الأربعاء في مجلة Nature أملاح ومعادن حاسمة في الحياة ، بما في ذلك البعض لم يسبق له مثيل في عينات الكويكب من قبل ، داخل صخور Bennu – وكذلك تسليط الضوء على الدور الذي لعبته المياه القديمة على الكويكب.
وقال نيكي فوكس ، مدير مشارك في مديرية بعثة العلوم في ناسا ، إن نتائج كلتا الورقتين ، التي شاركت يوم الأربعاء خلال مؤتمر صحفي في ناسا ، تقدم “اكتشافًا علميًا رائدًا”.
وقال الدكتور تيم مكوي ، مؤلف مشارك لدراسة الطبيعة والمنسقة: “تسير هاتان الورقتان معًا في جنبان إلى القول إن Bennu كان مكانًا أكثر إثارة للاهتمام وتعقيدًا مما قدمنا له على الأرجح منذ ستة أشهر”. من النيازك في متحف التاريخ الطبيعي في سميثسونيان.
Bennu هو صخرة فضائية غنية بالكربون تُعرف باسم كويكب كومة الأنقاض. يعتقد العلماء أن بينو كان في السابق جزءًا من الكويكب “الوالد” الأكبر الذي فقد بضع قطع بسبب التأثير. بعد ذلك ، تم تجميع هذه القطع المقطوعة ، مثل كومة من الأنقاض الصخرية التي يتم تجميعها بشكل ضعيف معًا عن طريق الجاذبية.
تم جمع العينة من Bennu في أكتوبر 2020 من خلال مهمة ناسا تسمى Osiris-Rex ، أو Origins ، والتفسير الطيفي ، وتحديد الموارد ، و regolith Explorer. كانت المرة الأولى التي ترسل فيها الولايات المتحدة مركبة فضائية للهبوط لفترة وجيزة على الكويكب وجمع المواد. ثم انخفضت المركبة الفضائية Osiris-Rex عن كبسولة عندما تأرجحها الأرض في سبتمبر 2023 ، مما أرسلها إلى الصحراء في ولاية يوتا.
عمل فريق من الباحثين على استرداد الكبسولة بعناية والتأكد من أن العينات الموجودة في الداخل ظلت بدائية ومختومة تمامًا ضد أي من جو الأرض والبيئة التي يمكن أن تلوث الصخور خارج كوكب الأرض والغبار وربما تشوه أي تحليل لخصائصها.
كان العلماء سعداء عندما أدركوا أن الكبسولة تحتوي على ضعف ذاكرة التخزين المؤقت المتوقعة للمواد ، والتي بلغت حوالي 120 جرامًا ، أو حول وزن شريط الصابون. تم تقسيم العينات ومشاركتها مع الباحثين في جميع أنحاء العالم.
اكتشف Glavin وفريقه الآلاف من المركبات الجزيئية العضوية ، بما في ذلك 33 من الأحماض الأمينية ، في عينات Bennu التي درسوها. الأحماض الأمينية ، أو الجزيئات التي تتحد لتكوين البروتينات ، هي بعض اللبنات الأساسية للحياة.
ووجد الباحثون 14 من الأحماض الأمينية 20 التي يتم استخدامها في علم الأحياء لبناء البروتينات ، و 19 أحماض أمينية غير بروتين ، وكثير منها نادر أو غير موجود في علم الأحياء المعروف.
اكتشف الفريق أيضًا الأدينين ، والوانين ، والسيتوزين ، والثلب ، و uracil – جميع النيوكليوباز الخمسة ، أو المكونات التي تشكل الكود الوراثي في الحمض النووي والحمض النووي الريبي.
وقال غلافين: “لقد تم العثور على جميع هذه الجزيئات العضوية سابقًا في النيازك ، ولكن على عكس النيازك ، تكون عينات Bennu محمية من التسخين أثناء الدخول في الغلاف الجوي والتعرض للتلوث الأرضي”. “لذلك لدينا ثقة أعلى بكثير الآن لأن هذه اللبنات الكيميائية للحياة هي في الواقع خارج الأرض في الأصل وتشكل في الفضاء ، وليست ملوثات من الأرض.”
وجد فريق Glavin أيضًا مركبات غنية بالنيتروجين والأمونيا في العينات ، مما يشير إلى أن Bennu كان جزءًا من الكويكب الأكبر الذي تشكل قبل حوالي 4.5 مليار سنة في المناطق البعيدة البعيدة للنظام الشمسي. وقال جلافين إن الأمونيا ضرورية للعديد من العمليات البيولوجية.
جليد الأمونيا أكثر استقرارًا كلما كان من مصدر الحرارة ، مثل الشمس. يعتقد الباحثون أن الجليد المخصب للأمونيا يذوب داخل جسم الكويكب الوالد الكبير ، والذي يقدر بأكثر من 62 ميلًا (100 كيلومتر) في القطر ، وخلق بيئة سائلة داخل الصخ نوكليوبز ، لتشكيل.
وقال مكوي: “بعد أن درست النيازك لمدة 35 عامًا ، سجلت هذه النصف الأول من مليار سنة من تاريخ نظام الطاقة الشمسية لدينا والتي تم القضاء عليها من قبل تكتونيات اللوحة والبركانية ودورة المياه هنا على الأرض”. “اعتقدت أننا سنتعرف على التاريخ الجيولوجي الأول لنظامنا الشمسي. ما انتهى بنا الأمر كان الكثير من المعلومات حول أقرب تاريخ بيولوجي لنظامنا الشمسي ، وهو أمر رائع. “
وجد فريق McCoy ، بما في ذلك 66 باحثًا في أربع قارات ، أن الملح والمعادن التي خلفها كمياه على Bennu ، أو الكويكب الوالد الأكبر ، تبخر. تشمل المعادن فوسفات الصوديوم والكربونات والكبريتات والكلوريد والفلوريدات ، وبعضها ضروري لتشكيل الحياة.
فوجئ الفريق بالعثور على ترونا المعدني ، المعروف أيضًا باسم كربونات الصوديوم أو رماد الصودا ، والذي لم يتم ملاحظته مباشرة في كويكب أو نيزك آخر. على الأرض ، يتم استخدامه في منتجات التنظيف وتصنيع الزجاج.
وقال مكوي إن الباحثين يعتقدون أن الجيوب أو الأوردة من الماء تتدفق تحت سطح الكويكب الوالد في بنو ، والتي ربما كانت مشابهة لارتفاع كرة كبيرة من الطين في الأيام الأولى للنظام الشمسي. سمحت الشقوق والكسور في الكويكب بالتبخر على السطح ، تاركة وراءها محلول ملحي مركزة ، أو “حساء العناصر” ، في أعقابها.
هذا محلول ملحي مركّز ، على غرار القشور المالحة من البحيرة الجافة على الأرض ، هو المكان الذي يمكن أن تختلط فيه الأملاح والمعادن وتخلق هياكل أكثر تعقيدًا ، مما يضع الطريق لتشكيل المركبات العضوية.
وقال مكوي: “نعلم الآن من بينو أن المكونات الخام للحياة كانت تجمع بطرق مثيرة للاهتمام ومعقدة حقًا على هيئة الوالدين في بينو”. لقد اكتشفنا تلك الخطوة التالية على طريق إلى الحياة. لكننا لا نعرف إلى أي مدى يمكن أن تسمح هذه البيئة على طول هذا المسار بالتقدم للأشياء. “
تهتم الملحيين بعلماء الكواكب لأنهم قد يكونون بيئات تدعم تكوين الحياة. من الممكن أيضًا أن تكون موجودة في عوالم أخرى في نظامنا الشمسي ، بما في ذلك عوالم المحيطات مثل Saturn's Moon Moon enceladus – الذي يحتوي أيضًا على كربونات الصوديوم.
يشير وجود الماء والمعادن والأملاح والأحماض الأمينية إلى أنه من الممكن أن تجمع اللبنات الأساسية للحياة بطرق مثيرة للاهتمام في Bennu ، لكن Glavin قال إن هناك حاجة إلى مزيد من الأبحاث لتحديد كيفية تشكيل المركبات العضوية وتطورها على صخرة الفضاء.
وقال مكوي إن العديد من المعادن لديها أجزاء صغيرة من المياه محاصرة في هياكلها البلورية ، لذلك قد يكون الباحثون قادرين على معرفة كيفية تغير تكوين محلول ملحي مع مرور الوقت ، مما قد يوفر الوضوح حول ما حدث في المياه المتبعة.
أحد الألغاز التي قدمتها العينات هي مزيج من الأحماض الأمينية.
تهدف الأحماض الأمينية ، مما يعني أنه يمكن إنشاؤه في نسختين صورة المرآة ، مثل زوج من الأيدي. على الأرض ، تنتج الحياة الأحماض الأمينية اليسرى ، لذلك من المتوقع أن يرى Glavin ذلك الذي ينعكس في عينات Bennu-ولكنه يحتوي على مزيج متساوٍ من الاثنين ، مما يشير إلى أن الأحماض الأمينية قد بدأت على الأرجح على الأرض. الآن ، يتساءل Glavin وزملاؤه عن سبب “تحولت الحياة على الأرض” بدلاً من اليمين.
وأشار Glavin إلى أن مزيج المواد الموجودة في العينات يشير إلى أن اللبنات الأساسية للحياة كانت واسعة الانتشار في جميع أنحاء النظام الشمسي ، مما يوفر أدلة قوية على أن الكويكبات التي تقصف الأرض المبكرة قد تكون قد سلمت المياه والعضوية على سطحها.
لكن هذه النظرية تثير مسألة ما إذا كان هذا القصف الذي يسلم الحياة قد حدث بنجاح على أي كوكب آخر في النظام الشمسي. وقال جلافين إن هناك أيضًا لغز لماذا لم تتشكل الحياة داخل بينو نفسها ، بالنظر إلى أن معظم المكونات الخام اللازمة كانت موجودة.
يوضح هذا الرسم التوضيحي لهذا الفنان سباق Oumuamua للزائر بين النجوم (OH-MOO-AH-MOO-AH) باتجاه ضواحي نظامنا الشمسي. الكائن ، الذي يتم تسخينه بواسطة الشمس (أسفل اليمين) ، هو تنفيس المواد الغازية من سطحه ، كما يفعل المذنب.
يقترح الباحثون أن هذا التغريب هو أحد الأسباب المحتملة للتسارع الطفيف في Oumuamua ، كما اكتشفه العديد من التلسكوبات. الكائن غير المنتظم على شكل نصف ميل فقط عبر. إنه الآن أبعد من الشمس من كوكب المشتري والسفر بعيدًا على بعد حوالي 70،000 ميل في الساعة. يتم تضمين مدارات الكواكب الرئيسية للمقياس. تقع كورفوس كوكبة على شكل صندوق في الخلفية بالقرب من مركز الصور ، والنجم الأزرق المشرق هو في أعلى اليسار من الوسط ، في العذراء الكوكبة. النجوم في أسفل اليسار تنتمي إلى كوكبة هيدرا.
“ربما كان ذلك لأنه لم يكن هناك ما يكفي من الوقت للقيام بالحاجة الأكثر تعقيدًا للكيمياء العضوية للحياة قبل تبخير السوائل المالحة في الجسم الأم” ، قال Glavin. “ستكون المهام المستقبلية للهيئات الأخرى في نظامنا الشمسي أمرًا بالغ الأهمية للبحث عن الإجابات حول كيفية بدء الحياة على الأرض وبحثنا عن الحياة في مكان آخر.” – سي إن إن
