根据周三公布的一项期待已久的研究,五年前美国宇航局(NASA)的一个机器人探测器访问过的小行星本努(Bennu)含有许多我们所知道的生命的基本组成部分,包括氨基酸。
此外,科学家们说,这些有机分子曾经浸泡在一种盐水中,这种盐水可能是生命前化学的适宜介质,为地球上最终出现的生命创造了分子的“原料”。本努的样本表明,生命的原料可能在太阳系中大量存在了大约45亿年。
这些发现发表在《自然》和《自然天文学》杂志上。
史密森尼国家自然历史博物馆的地质学家、《自然》杂志上那篇论文的主要作者蒂姆·麦考伊说:“我认为这表明,通往生命之路的早期步骤比我们以前想象的要广泛得多,也早得多。”
对贝努样本的分析是美国宇航局OSIRIS-REx任务的科学回报,该任务于2016年向小行星发射了一个探测器,为期多年。
宇宙飞船于2020年撞击小行星,挖掘出样本,密封在一个罐子里,然后飞回地球,于2023年9月将珍贵的货物扔到犹他州的一个轰炸靶场。这些材料的下一站是位于休斯顿的美国宇航局约翰逊航天中心,该中心将样品分发给全球的研究人员。
从那以后,科学家们一直在仔细研究每一块鹅卵石和每一粒尘埃,研究这些遥远过去的遗迹,并试图辨别早期太阳系的化学成分。
在自然历史博物馆,麦考伊和他的同事们用扫描电子显微镜检查了本努人的样本。他们在地球上某些已经蒸发的湖泊中发现了类似“苏打灰”的碳酸钠化合物。这是很久以前液态水存在的标志,液态水被认为是地球上生物化学的必要条件。
生命的起源仍然是科学界最伟大、最持久的谜团之一。解决这个问题是很有挑战性的,因为生命似乎在地球历史的早期就已经存在了,而且我们的星球对其表面进行了彻底的改造,以至于没有多少非常古老的岩石被发现。
对Bennu样本的分析是了解太阳系的一个渐进步骤,因为地球正在冷却,并可能变得更适合生命。尽管生命的定义仍有争议,但它被广泛认为是一种能够自我维持的化学系统,能够进行达尔文式的进化。但是没有人知道在什么时候,如何以及在哪里,化学成分变得足够复杂,发展成为科学家认为的生命。
尽管在现代,陨石可以将小行星的碎片直接带到地球表面,但科学家们想要研究的是没有地球污染的自然环境中的小行星。
“贝努样本的特别之处在于它们是如此的原始,”美国宇航局戈达德太空飞行中心的天体生物学家丹尼尔·格拉文(Daniel Glavin)说,他是《自然天文学》上那篇论文的主要作者。“我们可以相信这些结果。这是外星物质,不是来自地球的污染。”
这是NASA对小行星的第一次采样,尽管不是人类的第一次尝试。日本航天局利用隼鸟2号任务进行了一次采样,该任务于2020年将一颗名为龙宫的更大小行星的碎片带回了地球。
OSIRIS-REx获得了更多的小行星样本,并发现了一些差异,包括氨的比例明显更高,氨是氨基酸的组成部分,而氨基酸本身是蛋白质的组成部分。
“这是大量的氨。这是一个很大的惊喜,”格拉文说。挥发性分子的最大丰度(一个氮原子,三个氢原子)表明,本奴的母体吸积了远离太阳的物质,超出了木星目前的轨道。
生命本身不太可能在本努的岩石中找到。这颗小行星是NASA在航天器对其进行标记后发现的,它是一颗较大的母小行星形成于大约45亿年前,后来与另一个物体相撞后留下的一堆松散聚集的物质。
本努被选为OSIRIS-REx(起源,光谱解释,资源识别和安全-风化层探测器)的目标,部分原因是它是一颗穿越地球的小行星,这意味着它围绕太阳的路径可能会导致它有一天与地球相撞。
如果生命曾经在本奴上立足,也不会留下任何痕迹。伦敦自然历史博物馆(Natural History Museum)的行星科学家萨拉·拉塞尔(Sara Russell)在周三的NASA新闻发布会上说,“我们已经在非常精细的层面上研究了贝努的样本。”“如果那里有化石,我们没有看到任何你可能期望的细胞结构。”
对“本奴”轨道的计算表明,在接下来的几个世纪里,这种撞击的风险非常低。尽管如此,科学家们还是想密切关注它,每次它接近地球时,他们都可以对它在可预见的未来的位置(以及我们是否需要尝试做些什么)进行精确的预测。