موزاییکی از سیارک بنو، که از تصاویر جمع‌آوری شده در سال 2018 توسط فضاپیمای OSIRIS-REx از فاصله 15 مایلی ساخته شده است. (NASA/Goddard/University of Arizona/Reuters)
موزاییکی از سیارک بنو، که از تصاویر جمع‌آوری شده در سال 2018 توسط فضاپیمای OSIRIS-REx از فاصله 15 مایلی ساخته شده است. (NASA/Goddard/University of Arizona/Reuters)

دانشمندان مولکول‌های سازگار با حیات را در نمونه‌های سیارکی ناسا کشف کردند

بر اساس تحقیقاتی که روز چهارشنبه منتشر شد، سیارک بنو که پنج سال پیش توسط یک کاوشگر رباتیک ناسا مورد بازدید قرار گرفت، حاوی بسیاری از عناصر سازنده اصلی حیات به شکلی که ما آن را می‌شناسیم، از جمله اسیدهای آمینه است.

علاوه بر این، این مولکول‌های آلی زمانی در محلولی نمکی غوطه‌ور بودند که می‌توانست به عنوان محیطی سازگار برای شیمی پری‌بیوتیک عمل کند و یک «ماده اولیه» از مولکول‌های موجود برای ظهور احتمالی حیات در زمین ایجاد کند، دانشمندان گفتند. نمونه‌های بنو نشان می‌دهد که مواد خام حیات احتمالاً به مدت حدود 4.5 میلیارد سال به وفور در منظومه شمسی وجود داشته است.

این یافته‌ها در مقالاتی منتشر شده در مجلات نیچر و نیچر استرانومی گزارش شده است.

تیم مک‌کوی، زمین‌شناس موزه ملی تاریخ طبیعی اسمیتسونین و نویسنده اصلی مقاله در نیچر، گفت: «من فکر می‌کنم این نشان می‌دهد که مراحل اولیه در مسیر حیات بسیار گسترده‌تر و خیلی زودتر از آنچه قبلاً فکر می‌کردیم رخ داده است.»

تجزیه و تحلیل نمونه‌های بنو، بازده علمی ماموریت OSIRIS-REx ناسا است که در سال 2016 یک کاوشگر را به سیارک در یک سفر چند ساله پرتاب کرد. این فضاپیما در سال 2020 به سیارک ضربه زد، نمونه‌هایی را حفر کرد، آنها را در یک قوطی مهر و موم کرد و سپس به زمین بازگشت و محموله گرانبها را در ماه سپتامبر 2023 به محدوده بمباران یوتا پرتاب کرد. مقصد بعدی این مواد، مرکز فضایی جانسون ناسا در هیوستون بود که نمونه‌ها را بین محققان سراسر جهان توزیع کرد.

از آن زمان، دانشمندان در حال بررسی هر سنگریزه و دانه گرد و غبار بوده‌اند، این بقایای گذشته دور را مطالعه می‌کنند و سعی می‌کنند شیمی منظومه شمسی اولیه را تشخیص دهند.

در موزه تاریخ طبیعی، مک‌کوی و همکارانش از یک میکروسکوپ الکترونی روبشی برای بررسی نمونه بنو استفاده کردند. آنها ترکیبات کربنات سدیم مانند «خاکستر سودا» موجود در زمین در برخی از دریاچه‌هایی که تبخیر شده‌اند را شناسایی کردند. این نشانه وجود آب مایع در زمان‌های قدیم بود و آب مایع برای بیوشیمی در زمین ضروری است.

منشا حیات همچنان یکی از بزرگترین و پایدارترین اسرار علم است. حل آن چالش برانگیز است زیرا به نظر می‌رسد حیات در اوایل تاریخ زمین وجود داشته است و سیاره ما سطح خود را به طور کامل بازسازی کرده است به طوری که سنگ‌های بسیار قدیمی زیادی برای یافتن وجود ندارد.

تجزیه و تحلیل نمونه‌های بنو یک گام تدریجی به سوی درک منظومه شمسی در حالی است که زمین در حال خنک شدن بود و به طور بالقوه برای زندگی سازگارتر می‌شد. اگرچه تعریف حیات همچنان بحث برانگیز است، اما به طور گسترده ای در نظر گرفته می شود یک سیستم شیمیایی خودپایدار است که قادر به تکامل داروین است. اما هیچ کس نمی‌داند چه زمانی، چگونه یا کجا شیمی به اندازه کافی پیچیده شد تا به چیزی تبدیل شود که دانشمندان آن را حیات می‌دانند.

اگرچه شهاب‌سنگ‌ها می‌توانند قطعاتی از سیارک‌ها را مستقیماً در دوران مدرن به سطح سیاره ما بیاورند، دانشمندان می‌خواستند سیارکی را در محیط طبیعی خود و عاری از آلودگی زمینی مطالعه کنند.

دانیل گلاوین، اخترفیزیکدان در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا و نویسنده اصلی مقاله در نیچر استرانومی گفت: «آنچه نمونه‌های بنو را خاص می‌کند این است که بسیار بکر هستند. ما می‌توانیم به این نتایج اعتماد کنیم. این ماده فرازمینی است و نه آلودگی از زمین.»

این اولین نمونه‌برداری ناسا از یک سیارک بود، اگرچه اولین تلاش بشر نبود. آژانس فضایی ژاپن با ماموریت هایابوسا2 خود که در سال 2020 قطعاتی از یک سیارک بزرگتر به نام ریوگو را به زمین آورد، نمونه‌برداری انجام داد.

OSIRIS-REx مقدار بیشتری از نمونه‌های سیارکی به دست آورد و برخی تفاوت‌ها را پیدا کرد، از جمله درصد بسیار بالاتری از آمونیاک، یک عنصر سازنده برای اسیدهای آمینه، که خود عناصر سازنده پروتئین‌ها هستند.

گلاوین گفت: «آمونیاک زیادی وجود دارد. این یک شگفتی بزرگ بود.» فراوانی زیاد مولکول فرار (یک اتم نیتروژن، سه اتم هیدروژن) نشانه آن است که بدنه اصلی بنو موادی را بسیار دور از خورشید، فراتر از مدار فعلی مشتری، جمع کرده است.

بعید بود که خود حیات در صخره‌های بنو جایگاهی پیدا کند. ناسا زمانی که فضاپیما آن را لمس کرد، کشف کرد که سیارک توده ای از مواد سست و انباشته شده است که از یک سیارک بزرگتر به جا مانده است که حدود 4.5 میلیارد سال پیش تشکیل شده و بعداً با جسم دیگری برخورد کرده است.

بنو به عنوان هدفی برای OSIRIS-REx (که مخفف منشأ، تفسیر طیفی، شناسایی منابع و امنیت - کاوشگر رگولیت است) انتخاب شد، تا حدی به این دلیل که این سیارک عبور کننده از زمین است، به این معنی که مسیر آن به دور خورشید می‌تواند منجر به برخورد آن با زمین شود.

اگر حیات در بنو جای پایی به دست آورده بود، هیچ اثری از خود به جا نگذاشته است. سارا راسل، دانشمند سیاره‌شناسی در موزه تاریخ طبیعی در لندن، در یک کنفرانس خبری ناسا در روز چهارشنبه گفت: «ما نمونه بنو را در سطح بسیار دقیقی بررسی کرده‌ایم. ما هیچ ساختار سلولی را که اگر فسیلی در آن وجود داشت، انتظار می‌رفت، نمی‌بینیم.»

محاسبات مدار بنو نشان می‌دهد که خطر چنین برخوردی برای چند قرن آینده بسیار کم است. با این وجود، دانشمندان می‌خواهند مراقب آن باشند و هر بار که نزدیک می‌شود، می‌توانند پیش‌بینی‌های خود را در مورد اینکه در آینده قابل پیش‌بینی کجا خواهد بود (و اینکه آیا ما باید سعی کنیم کاری در مورد آن انجام دهیم) اصلاح کنند.