Im vergangenen Jahr gab es im Lawrence Berkeley National Laboratory des Department of Energy (Berkeley Lab) eine ungewöhnliche Stichproben-Proben: Material, das aus dem 4,5-Milliarden-jährigen Asteroiden Bennu gesammelt wurde, als es ungefähr 200 Millionen Meilen von der Erde entfernt war.
Berkeley Lab ist eine von mehr als 40 Institutionen, die Bennus chemisches Make -up untersuchen, um besser zu verstehen, wie sich unser Sonnensystem und Planeten entwickelt haben. In einer neuen Studie, die heute in der Zeitschrift veröffentlicht wurde NaturDie Forscher fanden Hinweise darauf, dass Bennu aus einer alten Naswelt stammt, mit einigen Materialien aus den kältesten Regionen des Sonnensystems, wahrscheinlich jenseits der Umlaufbahn des Saturn.
Der Asteroid enthielt eine Reihe salziger Mineralablagerungen, die sich in einer genauen Reihenfolge bildeten, als eine Salzlösung verdunstete und Hinweise auf die Art des Wassers hinterließ, die vor Milliarden Jahre floss. Sole könnten eine produktive Brühe sein, um einige der wichtigsten Zutaten des Lebens zu kochen, und die gleiche Art von Mineralien gibt Saturns Mond Enceladus.
„Es ist ein erstaunliches Privileg, in der Lage zu sein, Asteroidenmaterial direkt aus dem Weltraum studieren zu können“ Wird verwendet, um ihre chemische Zusammensetzung zu analysieren. „Wir haben hochspezialisierte Instrumente, die uns sagen können, woraus Bennu besteht, und helfen, seine Geschichte zu enthüllen.“
Die Proben von Bennu wurden von der Osiris-Rex-Mission der NASA gesammelt, der ersten US-Mission, die Proben aus einem Asteroiden zurückgab. Die Mission kehrte fast 122 Gramm Material aus Bennu zurück – die größte Probe, die jemals im Weltraum festgehalten wurde, und kehrte von einem außerirdischen Körper jenseits des Mondes auf die Erde zurück.
Marcus hat sich mit Scott Sandford vom NASA AMES Research Center und Zack GainsForth aus dem UC Berkeley Space Sciences Laboratory zusammengetan, um die Bennu-Probe unter Verwendung der Röntgenmikroskopie (Röntgenmikroskopie der Scan-Transmission) am ALS zu untersuchen. Durch die Variation der Energie der Röntgenstrahlen konnten sie das Vorhandensein (oder Abwesenheit) spezifischer chemischer Bindungen auf der Nanometerskala bestimmen und die verschiedenen im Asteroiden gefundenen Chemikalien abgeben. Das Wissenschaftsteam entdeckte, dass einige der letzten Salze, die aus der Salzlake verdampfen, in den besten Ebenen in den Felsen gemischt wurden.
„Diese Art von Informationen liefert uns wichtige Hinweise auf die Prozesse, Umgebungen und das Timing, die die Proben bildeten“, sagte Sandford. „Es ist wichtig, diese Proben zu verstehen, da sie die Arten von Materialien darstellen, die wahrscheinlich auf der Oberfläche der frühen Erde ausgesät und möglicherweise eine Rolle bei der Herkunft und der frühen Entwicklung des Lebens gespielt haben.“
Bei der Molecular Foundry von Berkeley Lab verwendeten Forscher einen Elektronenstrahl, um dieselben Bennu -Proben mit Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) abzubilden. Die Gießerei half auch dazu, die Proben für die Experimente am ALS vorzubereiten. Experten verwendeten einen Ionenstrahl, um mikroskopische Abschnitte des Materials herauszuschneiden, die ungefähr tausendmal dünner sind als ein Blatt Papier.
„In der Lage zu sein, die gleichen exakten Atome unter Verwendung von STXM und TEM zu untersuchen, haben viele der Unsicherheiten bei der Interpretation unserer Daten entfernt“, sagte Gainsforth. „Wir konnten bestätigen, dass wir wirklich eine allgegenwärtige Phase sahen, die durch Verdunstung gebildet wurde. Es dauerte viel Arbeit, um Bennu dazu zu bringen, seine Geheimnisse aufzugeben, aber wir freuen uns über das Endergebnis.“
Dies ist nicht das erste Mal, dass die ALS und die Molekülgiedriche Material aus dem Weltraum untersucht haben. Die Forscher nutzten auch die beiden Einrichtungen, um Proben aus dem Asteroiden Ryugu zu untersuchen und unser Verständnis unseres frühen Sonnensystems aufzubauen. Und es gibt noch mehr, mit zusätzlichen Studien von Bennu an den STXM- und Infrarot -Beamlinien am ALS, das für das kommende Jahr geplant ist.
Berkeley Lab -Forscher haben auch zu einem zweiten Papier beigetragen, das heute veröffentlicht wurde Naturastronomie Das analysierte organische Materialien, die auf dem Asteroiden gefunden wurden. Innerhalb der Bennu -Probe identifizierte das Wissenschaftsteam 14 der 20 Aminosäuren, mit denen das Leben auf der Erde Proteine baut. Sie fanden auch alle fünf Nucleobasen, die ringförmigen Moleküle, die DNA und RNA bilden, sowie Ammoniak, die auf der Erde das Auftreten des frühen Lebens entzünden können.
Die Ergebnisse stützen die Idee, dass Asteroiden wie Bennu in der fernen Vergangenheit möglicherweise Wasser und wesentliche chemische Bausteine des Lebens der Erde geliefert haben. Basierend auf den Ähnlichkeiten zwischen Asteroiden Bennu und den eisigen Zwergplaneten und Monden unseres äußeren Sonnensystems könnten diese potenziellen Inhaltsstoffe für die Lebensdauer weit verbreitet sein.
