Образцы астероида Бенну содержат пять азотистых оснований, ключевых для жизни

Астероиды, небольшие безвоздушные тела внутренней Солнечной системы, могли доставить на Землю миллиарды лет назад воду и химические строительные блоки жизни. Хотя метеориты на Земле происходят от астероидов, их контакт с атмосферной влагой и биосферой затрудняет интерпретацию данных.

Идеальными кандидатами для изучения являются нетронутые образцы, собранные в космосе. Успешные миссии по забору проб осуществили только две страны: Япония (Hayabusa и Hayabusa2) и США (OSIRIS-REx).

Миссия NASA OSIRIS-REx доставила на Землю в сентябре 2023 года 121,6 грамма вещества с астероида (101955) Бенну — это самый большой возвращённый образец. Международная команда учёных под руководством докторов Дэниела Главина и Джейсона Дворкина из Центра космических полётов имени Годдарда обнаружила в этих образцах аммиак и богатые азотом растворимые органические вещества.

Результаты опубликованы в журнале Nature Astronomy. Японские участники исследования обнаружили в образцах все пять азотистых оснований — молекул, необходимых для построения ДНК и РНК. Это подтверждает гипотезу о доставке астероидами строительных блоков жизни на Землю.

Образцы с Бенну обрабатывали в атмосфере азота, чтобы предотвратить загрязнение земной атмосферой. Образец массой 17,75 мг был обработан и проанализирован на содержание N-гетероциклов (органических молекул с кольцевой структурой, содержащих углерод и азот) с помощью высокоразрешающей масс-спектрометрии в Университете Кюсю.

Анализ провела исследовательская группа в составе:

• Доцента Ясухиро Обы (Университет Хоккайдо)
• Главного исследователя Ёсинори Такано (JAMSTEC и Университет Кэйо)
• Доктора Тошики Коги (JAMSTEC)
• Профессора Хироши Нараоки (Университет Кюсю)
• Доцента Ёсихиро Фурукавы (Университет Тохоку)

Ключевые результаты анализа:

• Концентрация N-гетероциклов составила около 5 нмоль/г, что в 5–10 раз выше, чем в образцах с астероида Рюгу.
• Помимо пяти азотистых оснований (аденин, гуанин, цитозин, тимин и урацил), исследователи также обнаружили ксантин, гипоксантин и никотиновую кислоту (витамин B₃).

«В предыдущих исследованиях в образцах с астероида Рюгу были обнаружены урацил и никотиновая кислота, но остальные четыре нуклеотидных основания отсутствовали. Разница в содержании и сложности N-гетероциклов между Бенну и Рюгу может отражать различия в условиях, которым эти астероиды подвергались в космосе», — поясняет Тошики Кога.

Для сравнения были также проанализированы образцы метеоритов Мерчисон и Оргей. Команда обнаружила, что соотношение пуринов (аденин и гуанин) к пиримидинам (цитозин, тимин и урацил) в образцах Бенну было намного ниже, чем в обоих метеоритах.

«Есть несколько возможных причин для этого наблюдаемого различия, — говорит Ясухиро Оба. — Они могут быть связаны с различиями в материнских телах или путях формирования, или же астероид Бенну подвергался воздействию среды холодного молекулярного облака, где образование пиримидинов более вероятно».

«Наши выводы, которые вносят вклад в общую картину, нарисованную всеми авторами статьи, указывают на то, что химию нуклеотидных оснований в образцах Бенну необходимо изучать дальше», — говорит Хироши Нараока.

Ещё одним важным результатом исследования стало создание референса для повторного анализа других метеоритов в коллекциях по всему миру путём сравнения метеоритов с образцами Бенну.