显微镜下的贝努暗粒子图像，大约一毫米长，表面有一层明亮的磷酸盐。右边是一个较小的断裂碎片。来源:来自Lauretta & Connolly et al.(2024)《陨石与行星科学》，doi:10.1111/maps.14227
对小行星本努样本的分析发现了必要的生命成分过去有水存在的迹象和线索，为了解太阳系起源和生命前化学提供了洞见。
对美国宇航局OSIRIS-REx任务返回的小行星Bennu样本的早期分析显示，富含碳、氮和有机化合物的尘埃，所有这些都是必不可少的化合物
正如我们所知道的那样，这是生命。该样品主要由粘土矿物，特别是蛇纹石组成，反映了地球上海洋中脊中发现的岩石类型。在样本中发现的磷酸镁钠暗示，这颗小行星可能是从一个古老的、原始的小海洋世界分裂出来的。磷酸盐对研究小组来说是一个惊喜，因为OSIRIS-REx宇宙飞船在本努时没有探测到这种矿物质。虽然在2020年由JAXA(日本宇宙航空研究开发机构)隼鸟2号任务运送的小行星龙宫样本中发现了类似的磷酸盐，但在Bennu样本中检测到的磷酸镁钠因其纯度(即矿物中缺乏其他材料)和颗粒大小而脱颖而出，这在任何陨石样本中都是前所未有的。
这张本努的马赛克图是由美国宇航局的OSIRIS-REx宇宙飞船观察到的，该飞船在近距离观察了这颗小行星两年多。来源:NASA/戈达德/亚利桑那大学
来自小行星本努成分的发现
科学家们一直热切期待有机会挖掘4.3盎司(121.6克)的原始小行星Bennu样本，该样本是由美国宇航局的OSIRIS-REx(起源，光谱解释，资源识别和安全-风化层探测器)任务收集的，自去年秋天送到地球以来。他们希望这些材料能包含太阳系过去的秘密，以及可能导致地球上生命起源的生命前化学成分。最近发表在《陨石与行星科学》杂志上的对Bennu样本的早期分析表明，这种兴奋是有道理的。
OSIRIS-REx样本分析小组发现，本努含有形成太阳系的原始成分。这颗小行星的尘埃富含碳和氮，以及有机化合物，这些都是我们所知道的生命的基本组成部分。样本中还含有磷酸镁钠，这对研究小组来说是一个惊喜，因为它没有出现在飞船在本努收集的遥感数据中。它在样本中的存在表明，这颗小行星可能是从一个早已消失的、微小的、原始的海洋世界分裂出来的。
8个样本托盘的视图，其中包含小行星本努的最终物质。灰尘和岩石从触摸式样品采集机构(TAGSAM)头的顶板倒入托盘。从这一堆中收集了51.2克，使小行星样本的最终质量达到121.6克。图片来源:NASA/Erika Blumenfeld & Joseph Aebersold
小行星物质中存在水的证据
对Bennu样本的分析揭示了这颗小行星组成的有趣见解。该样本主要由粘土矿物，特别是蛇纹石组成，反映了在地球海洋中脊发现的岩石类型，地幔(地壳下的一层)的物质在那里遇到了水。
这种相互作用不仅导致了粘土的形成;它还产生了各种矿物，如碳酸盐、氧化铁和硫化铁。但最意想不到的发现是水溶性磷酸盐的存在。这些化合物是今天地球上所有已知生命的生物化学成分。
虽然在2020年由JAXA(日本宇宙航空研究开发机构)隼鸟2号任务运送的小行星龙宫样本中发现了类似的磷酸盐，但在Bennu样本中检测到的磷酸镁钠因其纯度(即矿物中缺乏其他材料)和颗粒大小而脱颖而出，这在任何陨石样本中都是前所未有的。
这是美国宇航局OSIRIS-REx任务带回的小行星Bennu样本的一小部分，显微镜图像显示。左上方的窗格显示了一个深色的Bennu粒子，大约一毫米长，外层是明亮的磷酸盐。另外三张图片显示的是扫描电子显微镜捕捉到的一个颗粒碎片，它沿着一条含有磷酸盐的明亮静脉分裂。来源:来自Lauretta & Connolly et al.(2024)《陨石与行星科学》，doi:10.1111/maps.14227
在Bennu样本中发现的镁-磷酸钠引发了人们对地球化学过程的质疑，这些过程集中了这些元素，并为Bennu的历史条件提供了有价值的线索。
“磷酸盐的存在和状态，以及本努上的其他元素和化合物，表明这颗小行星曾经有过水的过去，”该论文的共同主要作者、图森亚利桑那大学OSIRIS-REx项目的首席研究员但丁·劳雷塔(Dante Lauretta)说。“本努可能曾经是一个更湿润的世界的一部分。不过，这一假设还需要进一步调查。”
“OSIRIS-REx给了我们所希望的:一个来自以前潮湿世界的富含氮和碳的大型原始小行星样本，”该论文的合著者、位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的OSIRIS-REx项目科学家杰森·德沃金说。
美国宇航局的OSIRIS-REx宇宙飞船在收集样本后离开小行星Bennu的表面。图片来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心/CI实验室/SVS
对早期太阳系条件的洞察
尽管它可能有与水相互作用的历史，但本努仍然是一颗化学成分原始的小行星，其元素比例与太阳非常相似。
“我们带回的样本是目前地球上最大的未改变小行星物质储存库，”Lauretta说。
这种成分让我们得以一窥太阳系的早期，也就是45亿年前。这些岩石一直保持着它们最初的状态，从一开始就没有融化也没有再凝固，证实了它们古老的起源。
暗示生命的基石
研究小组已经证实，这颗小行星富含碳和氮。这些元素对于了解Bennu材料起源的环境以及将简单元素转化为复杂分子的化学过程至关重要，这些化学过程可能为地球上的生命奠定基础。
劳雷塔说:“这些发现强调了从像本努这样的小行星上收集和研究物质的重要性，尤其是那些在进入地球大气层时通常会燃烧的低密度物质。”“这种材料是解开太阳系形成复杂过程的关键，也是可能导致地球上出现生命的生命前化学物质的关键。”
接下来是什么
未来几个月，美国和世界各地的几十个实验室将从美国宇航局休斯顿约翰逊航天中心接收部分本努样本，预计在未来几年内，OSIRIS-REx样本分析小组将发表更多描述本努样本分析的科学论文。
“贝努的样本是诱人的美丽的外星岩石，”该论文的共同主要作者、新泽西州格拉斯伯勒罗文大学的OSIRIS-REx任务样本科学家哈罗德·康诺利说。“每周，OSIRIS-REx样本分析小组的分析都会提供新的，有时甚至是令人惊讶的发现，这些发现有助于对类地行星的起源和演化施加重要的限制。”
OSIRIS-REx宇宙飞船于2016年9月8日发射，前往近地小行星Bennu，并从其表面收集了岩石和尘埃样本。OSIRIS-REx是美国第一个从小行星上采集样本的任务，于2023年9月24日将样本送回地球。
参考资料:“实验室中的小行星(101955)Bennu: OSIRIS-REx收集的样品的性质”，作者:Dante S. Lauretta, Harold C. Connolly, Joseph E. Aebersold, Conel M. O'D。亚历山大,Ronald-L。巴卢兹、杰西卡·j·巴恩斯、海伦娜·c·贝茨、卡琳娜·a·班尼特、劳伦·布兰奇、埃里卡·h·布卢门菲尔德、西蒙·j·克莱门特、乔治·d·科迪、丹妮拉·n·德拉吉斯蒂娜、杰森·p·德沃金、斯科特·a·埃克利、狄奥尼西斯·i·福斯图斯蒂娜、伊恩·a·弗兰奇、丹尼尔·p·格拉文、理查德·c·格林伍德、皮埃尔·海内库尔、维多利亚·e·汉密尔顿、多洛雷斯·h·希尔、高广·博伊、卡纳·石maru、弗雷德·乔丹、汉娜·h·卡普兰、琳赛·p·凯勒、阿什利·j·金、皮尔斯·科福兹、梅丽莎·k·孔托吉亚尼斯、洛恩·勒、罗伯特·j·马克、Timothy J. McCoy, Ralph E. Milliken, Jens Najorka, Ann N. Nguyen, Maurizio Pajola, Anjani T. Polit, Kevin right, Heather L. Roper, Sara S. Russell, Andrew J. Ryan, Scott A. Sandford, Paul F. Schofield, Cody D. Schultz, Laura B. Seifert, Shogo Tachibana, kathy L. Thomas- keprta, Michelle S. Thompson, Valerie Tu, Filippo Tusberti, Kun Wang, Thomas J. Zega, C. W. V. Wolner, 2024年6月26日，陨石与行星科学。DOI: 10.1111 / maps.14227
美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心为OSIRIS-REx提供了全面的任务管理、系统工程以及安全和任务保证。图森市亚利桑那大学的丹特·劳雷塔(Dante Lauretta)是首席研究员。该大学领导科学团队和任务的科学观测规划和数据处理。位于科罗拉多州利特尔顿的洛克希德·马丁太空公司建造了这艘宇宙飞船，并提供了飞行操作。戈达德和KinetX航空航天公司得到了回应无法导航OSIRIS-REx航天器。OSIRIS-REx的管理工作在NASA约翰逊中心进行。能得到该任务的其他合作伙伴包括CSA(加拿大航天局)的OSIRIS-REx激光高度计仪器以及与JAXA的隼鸟2号任务的小行星样本科学合作。OSIRIS-REx是NASA新弗洛号的第三次任务该项目由位于阿拉巴马州亨茨维尔的NASA马歇尔太空飞行中心管理，隶属于位于华盛顿的NASA科学任务理事会。
