Ein Staubkorn (eingekreist) aus Itokawa (ISAS-JAXA) Verfolgen Sie die verdrehten Äste Ihres Stammbaums bis zu seinen ursprünglichen Ursprüngen vor Milliarden von Jahren und Sie werden feststellen, dass wir alle aus Staub entstanden sind, der reich an Staub ist organische Chemie .
Woher dieser organische Staub kam, ist seit mehr als einem halben Jahrhundert umstritten. Jetzt haben Forscher auf der Oberfläche eines S-Typs den ersten Beweis für organische Materialien gefunden, die für das Leben auf der Erde unerlässlich sind Asteroid .
Ein internationales Forscherteam hat kürzlich eine eingehende Analyse eines der Partikel durchgeführt vom Asteroiden Itokawa zurückgebracht vom Original der japanischen Raumfahrtbehörde (JAXA). Hayabusa Mission im Jahr 2010.
Die meisten davon Die Meteoriten der Erde stammen aus Asteroiden vom S-Typ wie Itokawa. Daher ist das Wissen, dass er wesentliche Bestandteile für das Leben auf unserem Planeten enthalten haben könnte, ein bedeutender Fortschritt in unserem Verständnis darüber, wie lebensbildende Bedingungen entstehen könnten. Bisher konzentrierten sich die meisten Forschungen zu organischem Material auf kohlenstoffreiche (C-Klasse) Asteroiden.
Bei der Untersuchung der Probe stellte das Team fest, dass organisches Material, das vom Asteroiden selbst stammte, sich im Laufe der Zeit unter extremen Bedingungen entwickelt hat – unter Einbeziehung von Wasser und organischem Material aus anderen Quellen.
Dies ähnelt dem Prozess, der auf der Erde stattfand, und hilft uns besser zu verstehen, wie die frühesten Formen der terrestrischen Biochemie einfach eine Erweiterung der Chemie sein könnten, die im Inneren vieler Asteroiden abläuft.
„Diese Ergebnisse sind wirklich aufregend, da sie komplexe Details der Geschichte eines Asteroiden enthüllen und zeigen, wie ähnlich sein Entwicklungsweg dem der präbiotischen Erde ist.“ sagt Die Geowissenschaftlerin Queenie Chan von der Royal Holloway University of London.
Evolutionsmodelle können uns etwa 3,5 Milliarden Jahre zurückversetzen, in eine Zeit, in der das Leben kaum mehr als konkurrierende Nukleinsäuresequenzen war.
Wenn wir noch weiter zurückgehen, müssen wir darüber nachdenken, wie sich Elemente wie Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff zu erstaunlich komplexen Molekülen verbinden könnten, die in der Lage sind, sich selbst zu solchen Dingen anzuordnen verhält sich wie RNA , Proteine und Fettsäuren.
Als sich Forscher in den 1950er-Jahren zum ersten Mal mit der heiklen Frage beschäftigten, wie aus einfacheren Zutaten spontan eine Bio-Suppe zubereitet werden könnte, Experimente zeigten Die Bedingungen auf der Erdoberfläche könnten ausreichen.
Fast sieben Jahrzehnte später haben wir uns auf die langsamen und stetigen chemischen Prozesse im Inneren der Gesteine konzentriert, die sich zu Welten wie der unseren zusammengeschlossen haben.
Beweise sind nicht schwer zu finden. Es ist jetzt klar, dass ein stetiger Regen aus Gestein und Eis vor Milliarden von Jahren Moleküle davon abgegeben haben könnte Zyanid , der Zucker Ribose , Und sogar Aminosäuren – zusammen mit a großzügige Wasserspende – auf die Erdoberfläche.
Aber das Ausmaß, in dem die Chemie von Meteoriten durch Dinge auf der Erde verunreinigt worden sein könnte, lässt Raum für Zweifel.
Seit Hayabusas Rückkehr vor einem Jahrzehnt wurden mehr als 900 Partikel unberührten Asteroidenschmutzes aus seiner Nutzlast abgetrennt und in einem JAXA-Reinraum gelagert.
Weniger als 10 davon wurden auf Anzeichen organischer Chemie untersucht, aber bei allen wurde festgestellt, dass sie Moleküle enthalten, die überwiegend aus Kohlenstoff bestehen.
Itokawa ist ein sogenannter steiniger ( oder kieselhaltig ) Asteroidenklasse oder S-Klasse. Nach ersten Studien zu seinem Material wird angenommen, dass dies auch der Fall ist ein gewöhnlicher Chondrit – eine relativ unveränderte Art von Weltraumgestein, das einen primitiveren Zustand des inneren Sonnensystems darstellt.
Angesichts der Tatsache, dass diese Art von Asteroiden einen Großteil der Mineralien ausmacht, die auf unseren Planeten einschlagen, und man allgemein nicht davon ausgeht, dass sie viel organische Chemie enthalten, waren diese frühen Erkenntnisse, gelinde gesagt, faszinierend.
Chan und ihre Kollegen nahmen nur eines dieser Staubkörner, ein 30 Mikrometer großes Partikel, dessen Form ein wenig an den südamerikanischen Kontinent erinnerte, und führten eine detaillierte Analyse seiner Zusammensetzung durch, einschließlich einer Untersuchung seines Wassergehalts.
Sie fanden eine reiche Vielfalt an kohlenstoffhaltigen Verbindungen, darunter Anzeichen ungeordneter polyaromatischer Moleküle eindeutig außerirdischen Ursprungs und Strukturen von Graphit.
„Nach eingehender Untersuchung durch ein internationales Forscherteam hat unsere Analyse eines einzelnen Korns mit dem Spitznamen „Amazonas“ sowohl primitive (ungerhitzte) als auch verarbeitete (erhitzte) organische Materie innerhalb von zehn Mikrometern (ein Tausendstel Zentimeter) konserviert. der Entfernung,' sagt Chan .
„Die erhitzte organische Substanz weist darauf hin, dass der Asteroid in der Vergangenheit auf über 600 °C erhitzt wurde.“ „Das Vorhandensein von nicht erhitzter organischer Materie ganz in der Nähe bedeutet, dass der Einfall primitiver organischer Materie auf die Oberfläche von Itokawa gelangte, nachdem der Asteroid abgekühlt war.“
Itokawa hat eine aufregende Geschichte für einen Stein, der nichts Besseres zu tun hat, als einige Milliarden Jahre lang untätig um die Sonne zu schweben, nachdem er durch gutes Backen verändert, dehydriert und dann mit einer neuen Schicht aus frischem Material rehydriert wurde.
Obwohl seine Geschichte nicht ganz so aufregend ist wie die Geschichte unseres eigenen Planeten, beschreibt die Aktivität des Asteroiden das Kochen von organischem Material im Weltraum als einen komplexen Prozess und ist nicht auf kohlenstoffreiche Asteroiden beschränkt.
Ende letzten Jahres Hayabusa2 kehrte mit einer Probe eines erdnahen C-Klasse-Asteroiden namens Ryugu zurück. Der Vergleich der Inhalte seiner Nutzlast mit denen seines Vorgängers wird zweifellos zu noch mehr Erkenntnissen darüber beitragen, wie sich die organische Chemie im Weltraum entwickelt.
Die Frage nach dem Ursprung des Lebens und seiner scheinbaren Einzigartigkeit auf der Erde ist eine Frage, auf die wir noch lange nach Antworten suchen werden. Aber jede neue Entdeckung weist auf eine Geschichte hin, die weit über die sicheren, warmen Pfützen unseres neugeborenen Planeten hinausgeht.
Diese Forschung wurde veröffentlicht in Wissenschaftliche Berichte .