Cukry i "kosmiczny plastik” odkryte w próbce planetoidy

Amerykańska sonda kosmiczna OSIRIS-REx pobrała w 2020 roku próbkę z powierzchni planetoidy Bennu, a następnie w 2023 roku dostarczyła ją na Ziemię w kapsule zrzuconej na spadochronie. Potem zaczęły się badania w laboratoriach.

W ostatnim czasie w czasopismach naukowych ukazały się trzy publikacje opisujące wyniki analiz. Pierwsza z nich dotyczy substancji kluczowej dla życia – cukrów. Zespół badawczy, którym kierował Yoshihiro Furukawa z Uniwersytetu Tohoku w Japonii, znalazł w próbce z Bennu dwa cukry: rybozę (cukier pięciowęglowy) oraz glukozę (cukier sześciowęglowy).

Po raz pierwszy wykryto te substancje w próbce pochodzącej spoza Ziemi. We wcześniejszych badaniach wykrywano aminokwasy, zasady nukleinowe i kwasy karboksylowe. Znalezienie ich w próbce z planetoidy pokazuje, że były rozpowszechnione w Układzie Słonecznym. A stanowią cegiełki budulcowe cząsteczek biologicznych. Na przykład na Ziemi istotne są cukry: deoksyryboza jako kluczowy składnik budujący DNA oraz ryboza dla RNA.

Elementy układanki znalezione na Bennu

Furukawa wskazuje, że wszystkie pięć zasad nukleinowych potrzebnych do zbudowania DNA i RNA, a także fosforany, zostały już wykryte w próbkach z Bennu. Nowe odkrycie rybozy oznacza, że wszystkie komponenty niezbędne do powstania cząsteczki RNA istnieją na Bennu.

Przy czym rybozę udało się wcześniej wykryć w dwóch meteorytach znalezionych na Ziemi. W pracy zwrócono uwagę, że w przypadku Bennu nie znaleziono deoksyrybozy, co może sugerować, że ryboza była powszechniejsza we wczesnym Układzie Słonecznym.

Autorzy pracy uważają, że jest to też wsparcie dla hipotezy „świata RNA”, czyli że pierwsze formy życia opierały się o RNA jako podstawowej cząsteczce do przechowywania informacji i uruchamiania reakcji chemicznych potrzebnych do przetrwania. Co więcej, próbka z Bennu zawiera też glukozę, czyli jedną z najpowszechniejszych form dostarczania energii używanej przez życie na Ziemi.

Druga analiza, którą kierowali Scott Sandford z NASA Ames Research Center w California Silicon Valley oraz Zack Gainsforth z University of California, dotyczy zagadkowego materiału podobnego do gumy. Nigdy nie widziano wcześniej czegoś takiego w kosmicznych skałach. Przypuszczalnie substancja uformowała się we wczesnych etapach historii Układu Słonecznego, gdy macierzysta asteroida dla Bennu uległa rozgrzaniu.

Substancja zawiera materiały podobne do polimerów, bogate w azot i tlen. Tak skomplikowane cząsteczki mogły dostarczać prekursorów pomagających w ukształtowaniu się życia na naszej planecie.

Przeprowadzono eksperymenty dla zbadania własności dziwnej substancji. Materiał jest elastyczny, podobny do zużytej gumy albo miękkiego plastiku. Jest półprzezroczysty, a po wystawieniu na promieniowanie staje się kruchy.

"Kosmiczny plastik" z asteroidy

Natomiast z perspektywy budowy chemicznej, widać w nim te same grupy chemiczne, co w poliuretanie. Można więc powiedzieć, że materiał z Bennu to „kosmiczny plastik”. Przy czym ma on bardziej chaotyczna budowę chemiczną niż ziemski poliuretan.

Trzecia z publikacji, od zespołu, którym kierowała Ann Nguyen z NASA Johnson Space Center w Houston, dotyczy ziaren przedsłonecznych, czyli gwiezdnego pyłu z czasów przed powstaniem Układu Słonecznego. Takie ziarna znaleziono w dwóch różnych rodzajach skał w próbkach z Benuu.

Uważa się, że materiał przedsłoneczny był dobrze wymieszany, gdy zaczął powstawać Układ Słoneczny. Jednak próbki z Bennu zawierają sześć razy więcej pyłu z supernowych niż jakikolwiek inny zbadany materiał z kosmosu. Można więc przypuszczać, że ciało macierzyste planetoidy powstało w obszarze dysku protoplanetarnego wzbogaconego o pył od umierających gwiazd.

Artykuły na temat badań próbek z Bennu ukazały się w „Nature Geosciences” oraz „Nature Astronomy”.