Фундаментальное открытие для понимания происхождения жизни было объявлено исследователями, связанными с НАСА. Анализ образцов, собранных с астероида Бенну миссией OSIRIS-REx, подтвердил наличие триптофана, незаменимой аминокислоты для живых организмов на Земле, которая никогда не обнаруживалась во внеземном материале.
Органическое соединение, известное своей молекулярной сложностью, является одним из строительных блоков белков и играет жизненно важную роль в обмене веществ. Его идентификация в космическом камне, пролетевшем в миллионах километров от Земли, подтверждает теорию о том, что основные ингредиенты жизни были занесены на нашу планету в результате ударов астероидов и комет.
Драгоценный груз общим весом 121,6 грамма пыли и камней был доставлен на Землю в сентябре 2023 года после семилетнего путешествия зонда OSIRIS-REx. С тех пор ученые из нескольких лабораторий по всему миру кропотливо исследовали небольшие порции материала в поисках разгадки формирования Солнечной системы.
Сложность миссии и сбора образцов
Миссия OSIRIS-REx, запущенная в 2016 году, представляет собой одно из самых амбициозных достижений в недавних исследованиях космоса. Зонд путешествовал более двух лет, пока не достиг астероида Бенну, где еще два года провел в беспрецедентных деталях картирование его поверхности. Этот период наблюдений имел решающее значение для определения безопасного и интересного с научной точки зрения места для сбора материала, что является весьма сложной задачей из-за неровной и каменистой поверхности астероида.
Решающий момент наступил в октябре 2020 года во время маневра, известного как «Touch-And-Go» (TAG). Роботизированная рука зонда коснулась поверхности Бенну всего на несколько секунд, выпустив струю азота, которая подняла пыль и мелкие камни, известные как реголит, которые были захвачены коллектором. Затем образец был герметично запечатан в возвратной капсуле, гарантируя, что материал достигнет Земли в своем первоначальном состоянии, без земного загрязнения или деградации, которая происходит при прохождении метеоритов через атмосферу.
Что такое триптофан и почему его открытие имеет решающее значение
Триптофан классифицируется как незаменимая аминокислота, а это означает, что организм человека не может производить ее и должен получать ее с пищей.
Он необходим для синтеза белка и действует как предшественник важных молекул, таких как нейромедиатор серотонин, который регулирует настроение, и гормон мелатонин, который контролирует сон.
Среди 20 аминокислот, образующих белки у наземных организмов, триптофан имеет одну из самых сложных молекулярных структур. Его естественное образование в космической среде является убедительным свидетельством того, что химия пребиотиков может быть более устойчивой, чем предполагалось ранее.
Отсутствие триптофана в метеоритах, найденных на Земле, всегда было загадкой для ученых. Основная гипотеза заключается в том, что его тонкая структура не может выдержать экстремальное тепло, возникающее при входе в атмосферу Земли, что объясняет, почему для его обнаружения был необходим образец, собранный непосредственно в космосе.
Бенну как капсула времени Солнечной системы
Астероид Бенну представляет собой объект огромного научного интереса, поскольку считается настоящим реликтом формирования нашей Солнечной системы. Имея диаметр около 500 метров, он вращается вокруг Солнца по траектории, которая периодически приближает его к Земле. Считается, что Бенну сформировался в главном поясе астероидов, между Марсом и Юпитером, и мигрировал на свою нынешнюю орбиту. Его возраст оценивается от 700 миллионов до 2 миллиардов лет, но материалы, из которых он состоит, намного старше: примерно 4,5 миллиарда лет, в то же время, когда зародились Солнце и планеты. Его богатый углеродом состав и наличие водосодержащих минералов указывают на то, что он сохраняет первичные ингредиенты, которые дали начало каменистым планетам, включая Землю. Поэтому изучение Бенну похоже на открытие капсулы времени, позволяющей ученым анализировать строительные блоки планет в их самом первозданном, первозданном состоянии.
Лабораторный анализ и подтверждение открытия
Идентификация триптофана потребовала передовых аналитических методов и предельной точности.
Исследовательская группа, возглавляемая экспертами из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, использовала для проведения испытаний всего 50 миллиграммов реголита Бенну.
Результаты, опубликованные в научном журнале PNAS (Труды Национальной академии наук), подробно описывают методы, которые позволили выделить и идентифицировать молекулу без сомнений.
Другие органические компоненты, обнаруженные в материале
Помимо триптофана, предварительные анализы образцов Бенну уже выявили удивительное богатство органических соединений. Были идентифицированы еще 14 из 20 белокобразующих аминокислот, а также пять азотистых оснований, входящих в состав ДНК и РНК — молекул, несущих генетическую информацию всего живого на Земле. Совместное присутствие такого большого количества важных ингредиентов в одном астероиде значительно усиливает аргументы в пользу внеземного происхождения химии жизни.
Будущее исследований с образцами Бенну
Открытие триптофана — это только начало того, что мы надеемся узнать из материала Бенну.
Большая часть собранных 121,6 граммов бережно сохраняется для изучения будущими поколениями ученых, которые получат доступ к еще более передовым технологиям.