Überraschender Phosphatfund in NASA-Asteroidenprobe OSIRIS-REx

Wissenschaftler haben gespannt auf die Gelegenheit gewartet, die 121,6 Gramm schwere, unberührte Probe des Asteroiden Bennu zu untersuchen, die von der NASA-Mission OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, and Security – Regolith Explorer) gesammelt wurde, seit sie im vergangenen Herbst auf der Erde landete. Sie hoffen, dass das Material Geheimnisse aus der Vergangenheit des Sonnensystems und der präbiotischen Chemie birgt, die möglicherweise zur Entstehung des Lebens auf der Erde geführt haben.

Eine frühe Analyse der Bennu-Probe, veröffentlicht In Meteoritik und Planetenforschungzeigt, dass diese Aufregung berechtigt war.

Das OSIRIS-REx-Probenanalyseteam fand heraus, dass Bennu die ursprünglichen Bestandteile enthält, aus denen unser Sonnensystem entstand. Der Staub des Asteroiden ist reich an Kohlenstoff und Stickstoff sowie organischen Verbindungen, die alle wesentliche Bestandteile des Lebens sind, wie wir es kennen. Die Probe enthält auch Magnesium-Natriumphosphat, was für das Forschungsteam eine Überraschung war, da es in den Fernerkundungsdaten, die die Raumsonde bei Bennu sammelte, nicht zu finden war. Seine Anwesenheit in der Probe deutet darauf hin, dass der Asteroid von einer längst vergangenen, winzigen, primitiven Ozeanwelt abgesplittert sein könnte.

Eine Phosphat-Überraschung

Die Analyse der Bennu-Probe lieferte interessante Einblicke in die Zusammensetzung des Asteroiden. Die Probe besteht vorwiegend aus Tonmineralien, insbesondere Serpentin, und ähnelt dem Gesteinstyp, der an den Mittelozeanischen Rücken der Erde vorkommt, wo Material aus dem Erdmantel, der Schicht unter der Erdkruste, auf Wasser trifft.

Diese Wechselwirkung führt nicht nur zur Bildung von Ton, sondern auch zur Entstehung einer Vielzahl von Mineralien wie Karbonaten, Eisenoxiden und Eisensulfiden. Die überraschendste Entdeckung ist jedoch die Anwesenheit wasserlöslicher Phosphate. Diese Verbindungen sind Bestandteile der Biochemie allen heute bekannten Lebens auf der Erde.

Während ein ähnliches Phosphat in der Probe des Asteroiden Ryugu gefunden wurde, die 2020 von der Hayabusa2-Mission der JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) angeliefert wurde, sticht das in der Bennu-Probe nachgewiesene Magnesium-Natrium-Phosphat durch seine Reinheit – das heißt das Fehlen anderer Materialien im Mineral – und die Größe seiner Körner hervor, die bei keiner Meteoritenprobe zuvor festgestellt wurde.

Der Fund von Magnesium-Natriumphosphaten in der Bennu-Probe wirft Fragen zu den geochemischen Prozessen auf, die zur Konzentration dieser Elemente geführt haben, und liefert wertvolle Hinweise zu Bennus historischen Bedingungen.

„Das Vorhandensein und der Zustand von Phosphaten sowie anderen Elementen und Verbindungen auf Bennu deuten auf eine feuchte Vergangenheit des Asteroiden hin“, sagte Dante Lauretta, Co-Leitautor des Artikels und leitender Forscher für OSIRIS-REx an der University of Arizona in Tucson. „Bennu könnte einst Teil einer feuchteren Welt gewesen sein, obwohl diese Hypothese weiterer Untersuchungen bedarf.“

„OSIRIS-REx lieferte uns genau das, was wir erhofft hatten: eine große, unberührte Asteroidenprobe, reich an Stickstoff und Kohlenstoff, aus einer ehemals feuchten Welt“, sagte Jason Dworkin, Co-Autor der Abhandlung und OSIRIS-REx-Projektwissenschaftler am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt im Bundesstaat Maryland.

Aus einem jungen Sonnensystem

Obwohl Bennu in seiner Vergangenheit möglicherweise mit Wasser in Kontakt gekommen ist, bleibt er chemisch ein primitiver Asteroid, dessen Elementaranteile denen der Sonne sehr ähneln.

„Die Probe, die wir zurückgebracht haben, ist der derzeit größte Vorrat an unverändertem Asteroidenmaterial auf der Erde“, sagte Lauretta.

Diese Komposition bietet einen Einblick in die frühen Tage unseres Sonnensystems vor über 4,5 Milliarden Jahren. Diese Gesteine ​​haben ihren ursprünglichen Zustand bewahrt und sind seit ihrer Entstehung weder geschmolzen noch wieder verfestigt, was ihre uralten Ursprünge bestätigt.

Hinweise auf die Bausteine ​​des Lebens

Das Team hat bestätigt, dass der Asteroid reich an Kohlenstoff und Stickstoff ist. Diese Elemente sind entscheidend, um die Umgebungen zu verstehen, aus denen Bennus Materialien stammen, und die chemischen Prozesse, die einfache Elemente in komplexe Moleküle verwandelten und möglicherweise den Grundstein für Leben auf der Erde legten.

„Diese Erkenntnisse unterstreichen, wie wichtig es ist, Material von Asteroiden wie Bennu zu sammeln und zu untersuchen – insbesondere Material mit geringer Dichte, das normalerweise beim Eintritt in die Erdatmosphäre verglühen würde“, sagte Lauretta. „Dieses Material ist der Schlüssel zur Entschlüsselung der komplexen Prozesse der Entstehung des Sonnensystems und der präbiotischen Chemie, die zur Entstehung von Leben auf der Erde beigetragen haben könnte.“

Was kommt als nächstes

Dutzende weitere Labore in den Vereinigten Staaten und auf der ganzen Welt werden in den kommenden Monaten Teile der Bennu-Probe vom Johnson Space Center der NASA in Houston erhalten, und in den nächsten Jahren werden vom OSIRIS-REx Sample Analysis Team viele weitere wissenschaftliche Artikel mit Analysen der Bennu-Probe erwartet.

„Die Bennu-Proben sind verlockend schöne außerirdische Gesteine“, sagte Harold Connolly, Co-Leitautor des Artikels und Probenwissenschaftler der OSIRIS-REx-Mission an der Rowan University in Glassboro, New Jersey. „Jede Woche liefert die Analyse des OSIRIS-REx-Probenanalyseteams neue und manchmal überraschende Erkenntnisse, die dabei helfen, wichtige Erkenntnisse über den Ursprung und die Entwicklung erdähnlicher Planeten zu gewinnen.“

Die am 8. September 2016 gestartete Raumsonde OSIRIS-REx flog zum erdnahen Asteroiden Bennu und sammelte eine Probe aus Gestein und Staub von dessen Oberfläche. OSIRIS-REx, die erste US-Mission, die eine Probe von einem Asteroiden sammelte, brachte die Probe am 24. September 2023 zur Erde.