Нови проучвания разкриват интересни данни

Астероидът Бену продължава да дава нови улики на учените за най-големите въпроси относно формирането на ранната Слънчева система и произхода на живота. Като част от продължаващото изследване на проби, доставени на Земята от космическия апарат на НАСА OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, and Security–Regolith Explorer), три нови статии, публикувани в списанията Nature Geoscience и Nature Astronomy, представят забележителни открития -  захари, жизненоважни за биологията, подобно на гума вещество, невиждано досега в астроматериали, и неочаквано високо съдържание на прах, произведен от свръхнови.

♦ Захари, от съществено значение за живота

Учени, ръководени от Йошихиро Фурукава от Университета Тохоку в Япония, откриха захари, необходими за земната биология, в пробите от Бену и описаха констатациите си в списание Nature Geoscience. Открити са петвъглеродната захар рибоза, както и шествъглеродната глюкоза - за първи път в извънземна проба. Макар тези захари да не са доказателство за живот, тяхното наличие, заедно с предишни открития на аминокиселини, нуклеобази и карбоксилни киселини в пробите от Бену, показва, че градивните елементи на биологичните молекули са били широко разпространени в Слънчевата система.

За живота на Земята захарите дезоксирибоза и рибоза са основни градивни елементи на ДНК и РНК. ДНК е основният носител на генетична информация в клетките. РНК изпълнява множество функции и животът, какъвто го познаваме, не би могъл да съществува без нея. Рибозата в РНК участва в „гръбнака“ на молекулата, съставен от захар и фосфат, който свързва последователността от нуклеобази.

„Всички пет нуклеобази, използвани за изграждането както на ДНК, така и на РНК, заедно с фосфати, вече бяха открити в пробите от Бену, донесени на Земята от OSIRIS-REx“, казва Фурукава. „Новото откритие на рибоза означава, че всички компоненти за образуване на молекулата РНК присъстват в Бену.“

Откриването на рибоза в проби от астероид не е напълно изненадващо. Рибоза е намирана и в два метеорита, паднали на Земята. Важното в случая с Бену е, че в пробите не е открита дезоксирибоза. Ако Бену е показателен, това означава, че рибозата може да е била по-разпространена от дезоксирибозата в условията на ранната Слънчева система.

Учени смятат, че наличието на рибоза и отсъствието на дезоксирибоза подкрепят хипотезата за „свят на РНК“, според която ранните форми на живот са разчитали на РНК като основна молекула за съхранение на информация и за задвижване на химични реакции, необходими за оцеляване.

„Съвременният живот се основава на сложна система, организирана предимно от три вида функционални биополимери: ДНК, РНК и протеини“, обяснява Фурукава. „Но ранният живот може да е бил по-прост. РНК е водещият кандидат за първия функционален биополимер, защото може да съхранява генетична информация и да катализира множество биологични реакции.“

Пробите от Бену съдържат и една от най-разпространените форми на „храна“ (или енергия) за живота на Земята — глюкоза. Това е първото доказателство, че важен енергиен източник за живота, какъвто го познаваме, е бил наличен и в ранната Слънчева система.

♦ Тайнствена, древна „дъвка“

Втора статия, публикувана в Nature Astronomy и изготвена под ръководството на Скот Сандфорд от изследователския център Ames на НАСА и Зак Гейнсфорт от Калифорнийския университет в Бъркли, разкрива подобно на гума вещество в пробите от Бену — материал, никога досега невиждан в космически скали. Това вещество вероятно е образувано в ранните дни на Слънчевата система, докато младият родителски астероид на Бену се е затоплял.

Първоначално меко и гъвкаво, но по-късно втвърдено, това древно „космическо лепило“ се състои от полимероподобни материали, изключително богати на азот и кислород. Такива сложни молекули може да са предоставили някои от химичните вещества, помогнали за зараждането на живота на Земята. Откриването им в пробите от Бену е важно за учените, изучаващи произхода на живота и възможността за живот извън Земята.

От звездите към Земята: Какъв е произходът на златото

"Родителското" тяло на Бену се е образувало от материал в слънчевата мъглявина - въртящото се облачно образувание от газ и прах, от което се е родила Слънчевата система, и е съдържало разнообразни минерали и ледове. Докато астероидът се е затоплял от естествена радиация, съединение, наречено карбамат, се е образувало от реакция между амоняк и въглероден диоксид. Карбаматът е водоразтворим, но е оцелял достатъчно дълго, за да полимеризира, образувайки големи и сложни вериги, устойчиви на вода. Това подсказва, че се е образувал преди родителското тяло да се затопли до състояние на водна среда.

„С това странно вещество разглеждаме, съвсем вероятно, едни от най-ранните изменения на материалите, които са се случили в тази скала“, казва Сандфорд. „На този астероид, образуван в ранните дни на Слънчевата система, наблюдаваме събития близо до самото начало.“

Чрез инфрачервен микроскоп екипът на Сандфорд избира необичайни богати на въглерод зърна, съдържащи изобилие от азот и кислород. След това започват процес, който Сандфорд описва като „ковачество на молекулярно ниво“, използвайки лабораторията Molecular Foundry в Национална лаборатория Лорънс Бъркли. Чрез нанасяне на ултра тънки слоеве платина, те подсилват частицата, прикрепват волфрамова игла, за да я повдигнат, и я изтъняват чрез фокусиран зарядов лъч. След като частицата става хиляда пъти по-тънка от човешки косъм, учените анализират състава ѝ чрез електронна микроскопия и рентгенова спектроскопия в Advanced Light Source към лабораторията в Бъркли. Високата пространствена резолюция и чувствителните рентгенови лъчи позволяват безпрецедентен химичен анализ.

„Разбрахме, че имаме нещо забележително още в мига, в който изображенията се появиха на монитора“, казва Гейнсфорт. „Беше като нищо, което някога сме виждали, и в продължение на месеци бяхме погълнати от данни и теории, докато се опитвахме да разберем какво е това и как е могло да се образува.“

Екипът провежда множество експерименти, за да изследва характеристиките на материала. Оказва се, че странното вещество е било отлагано на слоеве върху ледени и минерални зърна в астероида.

Материалът е бил и гъвкав - подобен на използвана дъвка или мек пластмасов материал. Учените забелязват, че той се огъва и се вдлъбва при натиск. Бил е полупрозрачен и излагането на радиация го е правело крехък, подобно на пластмасов стол, оставен прекалено дълго на слънце.

„Гледайки неговия химичен състав, виждаме същия тип химични групи, които се срещат в полиуретана на Земята“, казва Сандфорд. „Това прави материала от Бену нещо като "космическа пластмаса“.

Древното вещество, обаче, не е просто полиуретан — то е по-безредно, с разнообразни връзки и вариращ състав. Сравнението само подчертава колко необичаен е органичният материал, открит в пробите от астероида.

Сами ли сме във Вселената: Учени откриха „най-силните доказателства досега“ за живот на далечна планета (СНИМКИ)

Чрез изследване на тези древни следи учените се доближават до разбирането на ранната Слънчева система  на първичните вещества и съставките на живота, които тя вече е съдържала, и докъде тези суровини може да са били разпръснати чрез астероиди като Бену.

♦ Изобилен прах от свръхнови

Трета статия, в Nature Astronomy и ръководена от Ан Нгуен от Космическия център „Джонсън“ на НАСА, анализира пресоларни зърна - прах от звезди, предхождащи Слънчевата система, намерени в два различни типа скали в пробите от Бену. Целта е да се разбере къде се е образувало "родителското" тяло на астероида и как е било изменено от геоложки процеси. Смята се, че пресоларният прах е бил добре смесен по време на формирането на Слънчевата система. Пробите съдържат шест пъти повече прах от свръхнови от всеки друг изследван астроматериал, което подсказва, че "родителското" тяло на астероида се е образувало в област от протопланетния диск, богата на прах от умиращи звезди.

Изследването показва също, че въпреки че родителското тяло на Бену е претърпяло значителни промени под въздействието на течности, в пробите все пак има джобове от по-слабо изменени материали, които дават сведения за неговия произход.

„Тези фрагменти съдържат по-голямо количество органична материя и пресоларни силикатни зърна, които е известно, че лесно се разрушават от водни процеси в астероиди“, казва Нгуен. „Тяхното запазване в пробите от Бену е изненадващо и показва, че част от материала е избегнал изменения. Нашето изследване разкрива разнообразието на пресоларни материали, които "родителското" тяло е акумулирало по време на формирането си.“

Източник: NASA

Последвайте ни

tracking tracking tracking tracking tracking tracking tracking