本努行星包含太阳系的“原始组成部分”

深色 Bennu 颗粒的显微照片，长约 1 毫米，具有明亮的磷酸盐外壳。 右侧，较小的部分已与身体分离。 图片来源：Lauretta 和 Connolly 等人。 (2024) 陨石学与行星科学，doi:10.1111/maps.14227

美国宇航局的 奥西里斯-雷克斯 该任务从小行星贝努 (Bennu) 回收了样本，揭示其中含有太阳系必需的物质，以及过去可能存在水的迹象。 这一发现为了解早期太阳系的状况和生命可能的起源提供了宝贵的见解。

由亚利桑那大学领导的美国宇航局奥西里斯-雷克斯任务从近地小行星本努带回的岩石和尘埃样本的深入研究揭示了一些期待已久的惊喜。

OSIRIS-REx 样本分析小组发现小行星贝努 (Bennu) 含有形成太阳系的原始成分。 小行星尘埃富含碳和氮以及有机化合物，所有这些都是我们所知的生命的重要组成部分。 该样本还含有磷酸钠和磷酸镁，这让研究团队感到惊讶，因为贝努航天器收集的遥感数据中没有发现这种物质。 它在样本中的存在表明，这颗小行星可能已经与一个早已消失的小型原始海洋世界分离。

2023 年 9 月 24 日，美国宇航局 OSIRIS-REx 任务的样本返回舱在犹他州国防部测试和训练场降落在沙漠中后不久。 该样本是由 NASA 的 OSIRIS-REx 航天器于 2020 年 10 月从小行星 Bennu 采集的。 图片来源：NASA/Kegan Barber

皮诺样品飞行和交付

OSIRIS-REx 宇宙飞船于 2016 年 9 月 8 日发射升空，开始前往近地小行星贝努 (Bennu) 的旅程，收集表面的岩石和尘埃样本。 OSIRIS-REx 是美国第一个从小行星收集样本的任务。 航天器于 2023 年 9 月 24 日将重 4.3 盎司（121.6 克）的样本运送到地球。

OSIRIS-REx 项目首席研究员但丁·劳雷塔 (Dante Lauretta) 表示：“这么多年之后，终于有机会深入研究来自 Bennu 的 OSIRIS-REx 样本，真是令人兴奋。” 奥西里斯-雷克斯 “这一发现不仅回答了有关早期太阳系的长期存在的问题，而且为研究地球作为宜居行星的形成开辟了新的途径。概述论文中描述的想法激发了更多的好奇心，促使我们探索更深。”

洛雷塔 (Loretta) 是发表在 气象学和行星科学 其中详细介绍了小行星样本的性质。 该论文还作为介绍 比诺样品目录，一个在线资源，向公众提供有关样本的信息，科学家可以在其中索取样本材料用于自己的研究。

“由洛雷塔博士和康诺利博士领导的第一篇描述贝努样本的论文的发表，对于该任务以及月球和行星实验室来说是一个令人兴奋的里程碑，”该大学月球和行星实验室主任马克·马利说亚利桑那州行星科学系主任、“教师、科学家和学生将在未来几年和几十年内继续研究样本。”“目前，我们只能想象我们星球的起源和生命的故事。”由我们实验室中已经存在的贝努谷物讲述。”

一个装有来自小行星贝努的岩石和尘埃的容器的鸟瞰图，仪器刻度以厘米为单位。 版权所有：NASA/Erica Blumenfeld 和 Joseph Aebersold

皮诺的“水汪汪的过去”？

对小行星贝努样本的分析揭示了对该小行星成分的有趣见解。 该样本以粘土矿物（尤其是蛇纹石）为主，反映了在地球大洋中脊中发现的岩石类型，其中地幔物质（地壳下方的层）与水相遇。

海水与地幔物质之间的相互作用产生了粘土，并产生了多种矿物质，包括碳酸盐、氧化铁和硫化铁。 但劳里塔说，贝努样本中最令人惊讶的发现是水溶性磷酸盐的存在。 这些化合物是当今地球上已知的所有生命形式的生化成分。

日本宇宙航空研究开发机构隼鸟 2 号任务于 2020 年交付的小行星龙宫样本中也发现了类似的磷酸盐。但贝努样本中检测到的磷酸钠和磷酸镁的特点是不含杂质，这些杂质类似于其他矿物质的小气泡劳里塔说，它被困在岩石内部，其颗粒尺寸在任何陨石样本中都不是前所未有的。

在本努样本中发现磷酸钠和磷酸镁，引发了人们对将这些元素聚集在一起的地球化学过程的疑问，同时也提供了有关本努历史条件的宝贵线索。

劳雷塔说：“贝努上磷酸盐以及其他元素和化合物的存在和状况表明，这颗小行星过去有水。贝努很可能曾经是湿润世界的一部分。尽管这一假设需要进一步调查。”

这幅贝努马赛克是根据美国宇航局奥西里斯-雷克斯航天器的观测结果创建的，该航天器两年多来一直在靠近这颗小行星。 版权所有：NASA/戈达德/亚利桑那大学

年轻的太阳系

尽管贝努可能有与水相互作用的历史，但它仍然是一颗化学上原始的小行星，其元素比例与太阳非常相似。

“我们带回的样本是目前地球上最大的未改变的小行星物质库，”洛雷塔说。

小行星的形成让我们得以一睹太阳系早期（45 亿多年前）的风采。 这些岩石保留了其原始状态，自形成以来就没有再次融化或硬化，证实了它们的原始性质和古老起源。

该概念艺术展示了 OSIRIS-REx（起源光谱解释资源识别安全 – 风化层探索者）航天器使用“触摸即走”样本臂机制（TAGSAM）与小行星 Bennu 进行接触。 这次任务成功地将贝努表面涂层的样本带回地球进行研究。 版权所有：美国宇航局

关于生活基本组成部分的提示

研究小组还证实这颗小行星富含碳和氮。 这些元素对于了解贝努材料产生的环境以及将简单元素转化为复杂分子的化学过程至关重要，这可能为地球上的生命奠定基础。

劳雷塔说：“这些结果强调了收集和研究贝努这样的小行星物质的重要性，特别是通常在进入地球大气层时燃烧的低密度物质。” “这些材料是解开太阳系形成和生物化学复杂过程的关键，而这些过程可能有助于地球上生命的出现。”

然后怎样呢

美国和世界各地的数十个其他实验室将在未来几个月内从美国宇航局休斯敦约翰逊航天中心接收部分本努样本，预计未来几年将有更多描述本努样本的科学论文从奥西里斯- REx 样本分析团队。

“本努样本是非常美丽的外行星岩石，”该研究的合著者哈罗德·康诺利（Harold Connolly）说，他是样本分析小组的任务样本科学家、新泽西州格拉斯伯勒市罗文大学的教授、亚利桑那大学的访问学者。 “OSIRIS-REx 样本分析团队提供了新的、有时令人惊讶的结果，有助于对类地行星的起源和演化施加重要限制。”

参考文献：“实验室中的小行星 (101955) Bennu：OSIRIS-REx 航天器收集的样本的特征”作者：Dante S. 洛丽塔，哈罗德 C. 康诺利，约瑟夫 E. 艾伯索德，康奈尔·M. 或者。 D . 亚历山大，罗纳德·L. Ballouz、Jessica J. Barnes、Helena C. Bates、Carina A. Bennett、Laurinne Blanche、Erika H. Blumenfeld、Simon J. Clemett、George D. Cody、Daniella N. DellaGiustina、Jason P. Dworkin、Scott A. Eckley、 Dionysis I. Foustoukos、Ian A. Franchi、Daniel P. Glavin、Richard C. Greenwood、Pierre Haenecour、Victoria E. Hamilton、Dolores H. Hill、Takahiro Hiroi、Kana Ishimaru、Fred Jourdan、Hannah H. Kaplan、Lindsay P.凯勒、Ashley J. King、Piers Koefoed、Melissa K. Kontogiannis、Loan Le、Robert J. Macke、Timothy J. McCoy、Ralph E. Milliken、Jens Najorka、Ann N. Nguyen、Maurizio Pajola、Anjani T. Polit、Kevin赖特，希瑟 L. 罗珀，莎拉·S. 拉塞尔，安德鲁·J. 瑞安，斯科特 A. 桑福德，保罗·F. 斯科菲尔德，科迪·D. 舒尔茨，劳拉·B. 塞弗特、立花翔吾、Cathy L. 托马斯·基伯塔，米歇尔·S. Thompson、Valerie Tu、Filippo Tosperti、王群、Thomas J. Zija, C.W. 在 Woolner，2024 年 6 月 26 日， 气象学和行星科学。
DOI：10.1111/maps.14227