Астероид подарил Земле сахар: Бенну стал кулинаром Вселенной

Q: Какой следующий шаг NASA?

После завершения анализа Бенну учёные готовятся к миссии OSIRIS-APEX, которая направится к астероиду Апофис, сближающемуся с Землёй в 2029 году.

Учёные нашли рибозу и глюкозу в образцах с астероида Бенну — Университет Тохоку

Всё началось с возвращения на Землю небольшого контейнера — внутри него покоились частицы, собранные с поверхности астероида Бенну. С тех пор этот небесный объект стал настоящим "временным капсулой" Солнечной системы, сохранившей химические следы эпохи её зарождения. Новый анализ образцов, проведённый группой учёных из Университета Тохоку (Япония), снова заставил пересмотреть представления о происхождении жизни. Об этом сообщает журнал Nature Geoscience.

Первые тайны древнего астероида

Миссия NASA OSIRIS-REx, стартовавшая в 2016 году, была одной из самых амбициозных в истории изучения малых тел Солнечной системы. В 2020 году зонд собрал около ста граммов пыли и каменных частиц с поверхности Бенну, вращающегося между орбитами Марса и Юпитера. После трёх лет пути контейнер с образцами благополучно достиг Земли. Его содержимое было распределено между лабораториями мира для многоуровневого анализа.

Результаты первых исследований впечатлили: в пробах нашли фосфаты, аминокислоты и все пять азотистых оснований, из которых строятся ДНК и РНК. Также были идентифицированы одиннадцать минералов, указывающих на контакт вещества с рассолом — древней жидкостью, оставшейся после испарения воды. Эти находки подтвердили, что в ранней Солнечной системе существовали условия, благоприятные для формирования органических молекул, ставших предшественниками жизни.

Новые находки: сахара из космоса

Свежий анализ образцов с помощью газовой хроматографии-масс-спектрометрии открыл неожиданные результаты. Учёные обнаружили рибозу, ключевой элемент молекулы РНК, а также глюкозу, лизозу, ксилозу, арабинозу и галактозу - целый набор органических сахаров, необходимых для биохимических процессов. Впервые глюкозу нашли во внеземном материале.

"Все пять азотистых оснований, используемых для построения как ДНК, так и РНК, уже были обнаружены в образцах с Бенну. Новое открытие рибозы означает, что все компоненты, необходимые для формирования молекулы РНК, присутствуют в этом астероиде", — отметил ведущий автор исследования Ёсихиро Фурукава.

Эти данные не свидетельствуют напрямую о существовании жизни, но ясно показывают: строительные блоки биомолекул могли быть широко распространены по Солнечной системе миллиарды лет назад. Возможно, именно такие астероиды принесли органику на молодую Землю.

Почему не нашли дезоксирибозу

Учёных удивило отсутствие дезоксирибозы - сахара, который входит в состав молекулы ДНК. Это открытие указывает на то, что в ранних условиях космоса рибоза могла быть стабильнее и встречаться чаще. Таким образом, гипотеза "мира РНК" получает новое подтверждение: первые формы жизни могли использовать РНК как универсальную молекулу для хранения генетической информации и проведения реакций.

"Современная жизнь основана на сложной системе трёх биополимеров — ДНК, РНК и белков. Но примитивные формы, вероятно, обходились одним — РНК", — добавил Фурукава.

Другие открытия: резиновое вещество и звёздная пыль

Помимо сахаров, другие группы исследователей из NASA Ames и Калифорнийского университета в Беркли нашли в образцах полимероподобное вещество, напоминающее по структуре резину. Этот материал, богатый азотом и кислородом, ранее никогда не встречался в метеоритах или астероидах. По мнению учёных, он мог сыграть роль "предбиологического клея", связывавшего молекулы в более сложные структуры.

"С этим странным веществом мы, вероятно, наблюдаем одно из самых ранних химических изменений материала, из которого сформировалась Солнечная система", — пояснил Скотт Сэндфорд из NASA Ames.

Тем временем команда из Космического центра имени Джонсона в Хьюстоне изучила микроскопические частицы пыли, возраст которых превышает саму Солнечную систему. Они обнаружили, что в веществе Бенну содержится в шесть раз больше частиц сверхновых звёзд, чем в среднем у метеоритов. Это указывает на происхождение астероида в области протопланетного диска, богатой пылью от умирающих светил — схожие процессы, связанные с первыми материалами планет, рассматриваются в исследовании "Огромные структуры над ядром признаны остатками древнего мира" .

Сравнение: Бенну и Рюгу — два посланца из прошлого

Для науки интерес представляют не только результаты OSIRIS-REx, но и японская миссия Hayabusa2, собравшая образцы с астероида Рюгу. Сравнение показывает, что оба небесных тела содержат схожие органические соединения, включая аминокислоты и фосфаты. Однако в материале Бенну концентрация рибозы оказалась выше, что может говорить о различии условий их формирования.

Оба астероида относятся к углеродистым хондритам - древнейшим типам метеоритного вещества. Они служат своеобразными "архивами" раннего этапа эволюции Солнечной системы и помогают понять, как простейшие молекулы превратились в кирпичики жизни.

Плюсы и минусы исследования образцов астероидов

Работа с внеземным материалом открывает уникальные возможности, но требует осторожности и сложной техники. Среди плюсов таких миссий можно выделить:

возможность получить "чистые" образцы, не подвергшиеся влиянию атмосферы Земли;
прямое подтверждение химического состава древних тел;
развитие технологий автоматических космических аппаратов.

Однако есть и минусы:

высокая стоимость миссий (миллиарды долларов);
ограниченное количество материала;
риск потери образцов при посадке или транспортировке.

Тем не менее, пользу таких исследований трудно переоценить — они буквально раскрывают прошлое нашей планетной системы.

Советы по изучению астероидных образцов

Перед анализом материал должен храниться в стерильных азотных камерах, чтобы исключить земное загрязнение.
Для определения состава используется комбинация спектроскопии и хроматографии, позволяющая отделить и идентифицировать органические молекулы.
Результаты должны проверяться независимыми лабораториями в разных странах.
Все данные сохраняются в открытых базах NASA и JAXA, чтобы учёные могли повторять расчёты и анализ.