研究人员在从近地小行星Bennu收集的前所未有的样本中检测到了生命所必需的有机化合物和矿物质，这为小行星可能在地球历史早期就为地球提供了生命的组成部分这一观点提供了更多证据。这些样本还为了解太阳系早期太空岩石混乱地弹跳时已经在进行什么样的化学和生物过程提供了一个窗口。
对过去一年发布的岩石和尘埃样本的初步分析表明，这颗小行星含有水以及碳、氮和其他有机物，但有机材料的化学成分在很大程度上是未知的。位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心负责样本返回的高级科学家 Daniel P. Glavin 博士说，现在，新的研究表明，这颗小行星包含许多生命的化学组成部分，例如氨基酸和DNA中的成分。
“这一切都非常令人兴奋，因为它表明，像本努这样的小行星曾经在太空中充当巨大的化工厂，也可能将生命的原材料输送到地球和我们太阳系中的其他天体，”格拉文说。他是周三发表在《自然天文学》（Nature Astronomy）杂志上的一项样本研究的主要作者。
此外，周三发表在《自然》杂志上的另一篇论文的作者在本努的岩石中发现了对生命至关重要的盐和矿物质，包括一些以前从未在小行星样本中见过的盐和矿物质，并强调了古代水对小行星的作用。
美国宇航局科学任务理事会副局长尼基·福克斯（Nicky Fox）说，周三在美国宇航局新闻发布会上分享的这两篇论文的结果提出了一项“开创性的科学发现”。
“这两篇论文齐头并进地表明，本努是一个比我们六个月前认为的要有趣和复杂得多的地方，”《自然》研究的共同第一作者、史密森尼国家自然历史博物馆（Smithsonian's National Museum of Natural History）的陨石馆长蒂姆·麦考伊（Tim McCoy）博士说。
Bennu是一种富含碳的太空岩石，被称为碎石堆小行星。科学家们认为，Bennu曾经是一颗更大的“母”小行星的一部分，该小行星因撞击而失去了几块碎片。然后，那些被炸掉的碎片聚结在一起，就像一堆岩石碎石，在重力的作用下微弱地固定在一起。
该样本于2020年10月由美国宇航局一个名为OSIRIS-REx 或起源、光谱解释、资源识别和安全风化层探测器的任务从Bennu收集。这标志着美国首次派遣航天器在小行星上短暂降落并收集物质。随后，OSIRIS-REx航天器在2023年9月掠过地球时从太空舱上掉下来，将其送入犹他州的沙漠。
一组研究人员小心翼翼地取回了太空舱，并确保里面的样本保持原始状态，并完全密封，不受任何可能污染外星岩石和尘埃并可能扭曲其特性分析的地球大气和环境的影响。
当科学家们意识到胶囊中含有两倍于预期储存的材料时，他们感到非常兴奋，这些物质大约有120克，大约是一块肥皂的重量。样本被分成并与世界各地的研究人员共享。
格拉文和他的团队在他们研究的Bennu样品中检测到了数千种有机分子化合物，包括33种氨基酸。氨基酸或结合形成蛋白质的分子是生命的一些组成部分。格拉文说，研究人员发现了生物学中用于构建蛋白质的20种氨基酸中的14 种，以及19种非蛋白质氨基酸，其中许多在已知生物学中很少见或根本不存在。
该团队还检测到腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶——所有五个生物核碱基，或构成DNA和RNA遗传密码的成分。
“这些有机分子以前都在陨石中发现过，但与陨石相比，Bennu样本是原始的，并且在进入大气层和暴露于陆地污染期间受到保护，不会受到加热，”格拉文说，“因此，我们现在有更高的信心，这些生命的化学组成部分实际上是起源于外星的，是在太空中形成的，而不是来自地球的污染物。”
格拉文的团队还在样本中发现了富含氮和氨的化合物，这表明Bennu是大约45亿年前在太阳系寒冷、遥远的地区形成的一颗更大的小行星的一部分。格拉文说，氨对许多生物过程都是必不可少的。
氨冰离热源（如太阳）越远，它就越稳定。研究人员认为，富含氨的冰在直径超过100公里的大型母小行星体内融化，在岩石内部形成了一个液体环境，可以形成复杂的有机分子，例如氨基酸和核碱基。
麦考伊说：“研究陨石35年后，这些陨石记录了我们太阳系历史上的前五亿年，这些陨石被板块构造和火山活动以及地球上的水循环所抹去。我以为我们要了解太阳系最早的地质历史。我们最终发现了很多关于我们太阳系最早的生物学历史的信息，这很了不起。”
麦考伊的团队包括来自四大洲的66名研究人员，他们发现Bennu或其更大的母行星上的水蒸发时留下的盐分和矿物质。矿物质包括磷酸钠、碳酸盐、硫酸盐、氯化物和氟化物，其中一些是生命形成所必需的。
该团队惊讶地发现了矿物trona，也称为碳酸钠或纯碱，从未在其他小行星或陨石中直接观察到过。在地球上，它被用于清洁产品和玻璃制造。
麦考伊说，研究人员认为，Bennu的母小行星表面淌着水袋或水脉，这可能类似于太阳系早期的一个大泥球。这颗小行星的裂缝和裂缝使水蒸发到表面，留下浓盐水，或“元素汤”。
这种浓缩的盐水类似于地球上干涸湖床的咸壳，是盐和矿物质混合并形成更复杂的结构的地方，为有机化合物的形成奠定了基础。
“我们现在从Bennu那里知道，生命的原始成分正在Bennu的母体上以非常有趣和复杂的方式结合在一起，”麦考伊说，“我们已经发现了通往生命之路的下一步。但我们不知道这种环境可以让事情在这条道路上走多远。”
行星科学家对盐水感兴趣，因为它们可能是支持生命形成的环境。它们也有可能存在于我们太阳系的其他地球上，包括海洋世界，例如土星的冰冷卫星土卫二，其中也含有碳酸钠。
水、矿物质、盐和氨基酸的存在表明，生命的组成部分有可能以有趣的方式在Bennu上聚集在一起，但格拉文表示，需要更多的研究来确定有机化合物是如何在太空岩石上形成和进化的。
麦考伊说，许多矿物的晶体结构中夹有少量水，因此研究人员可能能够了解盐水的成分如何随着时间的推移而变化，这可以清楚地了解蒸发水中发生了什么。
样品呈现的谜团之一是氨基酸的混合物。氨基酸具有旋性，这意味着它们可以以两个镜像版本产生，就像一双手一样。在地球上，生命会产生左旋氨基酸，因此格拉文希望看到这一点反映在Bennu样本中——但它包含两者的相等混合物，这表明氨基酸可能始于地球上。现在，格拉文和他的同事们想知道为什么地球上的生命“向左转”而不是向右转。
格拉文指出，样本中发现的材料组合表明，生命的化学组成部分在整个太阳系中广泛存在，这提供了强有力的证据，证明轰击早期地球的小行星可能已经将水和有机物质输送到地球表面。
但麦考伊说，这一理论提出了一个问题，即这种拯救生命的轰炸是否曾成功发生在太阳系的任何其他行星上。格拉文说，还有一个谜题是，鉴于所需的大部分原材料都存在，为什么生命没有在Bennu内部形成。
“也许是因为在咸液体在母体中蒸发之前，没有足够的时间来完成生命更复杂的有机化学需求，”格拉文说，“未来对太阳系中其他天体的任务对于寻找地球上生命如何起源的答案以及我们在其他地方寻找生命至关重要。”
