Asteroid Bennu nese stopy dávné vody – a možná i počátků života

Vědci z Berkeley Lab odhalují záhady asteroidu Bennu starého 4,5 miliardy let pomocí nejmodernější technologie. Asteroid ukrývá stopy dávné slané vody, slaných minerálů a dokonce i organických molekul – potenciální vodítka ke vzniku života. Vědci používají rentgenovou a elektronovou mikroskopii k analýze těchto vesmírných hornin na atomární úrovni, čímž odhalují, jak se formovaly rané planetární systémy. Ještě zajímavější je, že našli aminokyseliny a nukleobáze, základní stavební kameny života, což naznačuje, že asteroidy jako Bennu mohly hrát roli při vzniku života na Zemi.

Vzorky starověkých asteroidů v Berkeley Lab
V uplynulém roce analyzovali vědci z Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) Ministerstva energetiky pozoruhodný soubor vzorků: materiál získaný z asteroidu Bennu starého 4,5 miliardy let, který se v době odběru nacházel asi 200 milionů kilometrů od Země.

Berkeley Lab patří mezi více než 40 institucí, které studují chemické složení Bennu, aby získaly hlubší poznatky o vzniku Sluneční soustavy. Studie publikovaná v časopise Nature odhaluje, že Bennu pravděpodobně pochází z dávného světa bohatého na vodu a obsahuje materiál z nejchladnějších oblastí Sluneční soustavy, pravděpodobně z míst za oběžnou dráhou Saturnu.

Vědci zjistili, že na asteroidu se nacházejí slané minerální usazeniny, které vznikly v přesném pořadí, jak se vypařovala slaná voda, a zachovaly se tak důkazy o tom, že kdysi před miliardami let zde tekla tekutá voda. Podobné minerály se nacházejí ve vyschlých jezerních dnech na Zemi, například v kalifornském jezeře Searles. Byly objeveny také na Jupiterově měsíci Europa a Saturnově měsíci Enceladus, tedy na místech, kde by se v podpovrchových oceánech mohly nacházet ingredience nutné pro život.

Odhalení tajemství Bennu pomocí pokročilé technologie
„Je to úžasné privilegium, že můžeme studovat materiál asteroidů přímo z vesmíru,“ řekl Matthew Marcus, vědec z Berkeley Lab, který vede výzkum Advanced Light Source (ALS), kde byly některé vzorky studovány a který napsal jeden z programů použitých k analýze jejich chemického složení. „Máme vysoce specializované přístroje, které nám mohou říci, z čeho je asteroid Bennu složen, a pomoci odhalit jeho historii.“

Vzorky z Bennu získala mise NASA s názvem OSIRIS-REx, první americká mise, která dopravila vzorky z asteroidu. Sonda přivezla z Bennu téměř 122 gramů materiálu – největší vzorek, který byl kdy odebrán ve vesmíru a dopraven na Zemi z mimozemského tělesa mimo Měsíc.

Na připojeném obrázku je pohled na osm zásobníků se vzorky, které obsahují finální materiál z asteroidu Bennu. Prach a horniny byly do zásobníků sypány z horní desky hlavice TAGSAM (Touch-and-Go Sample Acquisition Mechanism). Z tohoto přesypání bylo získáno 51,2 gramů, čímž konečná hmotnost vzorku z asteroidu dosáhla 121,6 gramů.

Zkoumání chemického složení Bennu
Marcus se spojil se Scottem Sandfordem z NASA Ames Research Center a Zackem Gainsforthem z UC Berkeley Space Sciences Laboratory, aby prozkoumali vzorek Bennu pomocí skenovací transmisní rentgenové mikroskopie (STXM) v ALS. Změnou energie rentgenového záření byli schopni určit přítomnost (nebo nepřítomnost) specifických chemických vazeb v měřítku nanometrů a zmapovat různé chemické látky, které se v asteroidu nacházejí. Vědci zjistili, že některé z posledních solí, které se vypařily ze solanky, byly do horniny přimíchány na nejjemnějších úrovních.

„Tento druh informací poskytuje důležitá vodítka o procesech, prostředích a době, kdy se vzorky formovaly,“ řekl Sandford. „Porozumění těmto vzorkům je důležité, protože představují typy materiálů, které byly pravděpodobně dopraveny na povrch rané Země a mohly hrát roli při vzniku a raném vývoji života.“

High-Tech zobrazování k odhalení starověkých stop
V laboratoři Berkeley Lab použili vědci paprsek elektronů k zobrazení stejných vzorků z Bennu pomocí transmisní elektronové mikroskopie (TEM). Pracovníci také pomohli připravit vzorky pro experimenty prováděné v laboratoři ALS. Odborníci použili svazek iontů k vytvoření mikroskopických řezů v materiálu, které jsou asi tisíckrát tenčí než list papíru.

„Možnost zkoumat stejné atomy pomocí STXM i TEM odstranila mnoho nejistot při interpretaci našich dat,“ řekl Gainsforth. „Mohli jsme potvrdit, že skutečně pozorujeme všudypřítomnou fázi vzniklou vypařováním. Dalo nám hodně práce přimět Bennu, aby vydala svá tajemství, ale konečný výsledek nás potěšil.“

Není to poprvé, co ALS a Molecular Foundry studovaly materiál z vesmíru. Vědci tato dvě zařízení využili také ke zkoumání vzorků z asteroidu Ryugu, čímž prohloubili naše znalosti o rané Sluneční soustavě. A čeká je toho ještě víc – na příští rok jsou naplánovány další studie Bennu jak na STXM, tak na infračervené svazkové linii na ALS.

Stavební kameny života ukryté v Bennu
Výzkumníci z Berkeley Lab se podíleli také na druhé práci, která byla publikována v časopise Nature Astronomy a která analyzuje organické materiály nalezené na asteroidu. Ve vzorku z Bennu vědecký tým identifikoval 14 z 20 aminokyselin, které život na Zemi používá ke stavbě bílkovin. Nalezli také všech pět nukleobází, molekul ve tvaru kruhu, které tvoří DNA a RNA, a také amoniak, který na Zemi mohl přispět ke vzniku raného života.

Výsledky podporují myšlenku, že asteroidy jako Bennu mohly v dávné minulosti na Zemi dopravit vodu a základní chemické stavební kameny života. Na základě podobností mezi asteroidem Bennu a ledovými trpasličími planetami a měsíci ve vnější Sluneční soustavě by tyto potenciální složky života mohly být velmi rozšířené.

Zdroj: https://scitechdaily.com/asteroid-bennu-holds-traces-of-ancient-water-and-maybe-lifes-origins/

autor: František Martinek