그들은 생명의 기원을 발견할 수 있을까?

밝은 인산염 껍질을 가진 약 1mm 길이의 어두운 Bennu 입자의 현미경 사진. 오른쪽에는 작은 부분이 파손되었습니다. 이미지 출처: Lauretta & Connolly et al. (2024) 기상학과 행성과학doi:10.1111/maps.14227

소행성 베누(Bennu) 샘플 분석을 통해 생명에 필수적인 성분의 존재와 수중 과거의 흔적이 밝혀졌으며, 이를 통해 태양계의 기원과 생화학에 대한 통찰력을 얻을 수 있었습니다.

• 소행성 Bennu 샘플의 초기 분석이 반환되었습니다. NASA‘에스 오시리스-렉스 이번 임무에서는 우리가 알고 있는 생명체에 필수적인 성분인 탄소, 질소, 유기 화합물이 풍부한 먼지가 발견되었습니다. 점토 광물, 특히 사문석이 대부분인 이 샘플은 지구의 중앙해령에서 발견되는 암석의 유형을 반영합니다.
• 샘플에서 발견된 마그네슘과 인산나트륨은 소행성이 작고 원시적인 고대 해양 세계에서 분리되었을 수 있음을 나타냅니다. 인산염은 팀에게 놀라운 일이었습니다. 왜냐하면 OSIRIS-REx 우주선이 Bennu에 있는 동안 광물이 발견되지 않았기 때문입니다.
• 비슷한 인산염이 소행성 류구(Ryugu)의 샘플에서도 발견됐다. 일본항공우주탐사국2020년 일본 항공우주 탐사국 하야부사 2호 임무에서 Bennu 샘플에서 검출된 인산마그네슘나트륨은 순도(즉, 광물에 포함된 다른 물질이 없음)와 입자 크기로 구별되었으며, 이는 운석 샘플에서 전례가 없는 일입니다.

베누의 이 모자이크는 NASA의 OSIRIS-REx 우주선이 2년 이상 소행성에 근접한 관측을 통해 만든 것입니다. 저작권: NASA/Goddard/애리조나 대학교

소행성 Bennu의 구성에 대한 발견

과학자들은 지난번 지구에 전달된 이후 NASA의 OSIRIS-REx(기원, 분광학 해석, 자원 식별 및 보안 – Regolith Explorer) 임무를 통해 수집된 4.3온스(121.6그램)의 깨끗한 Bennu 소행성 샘플을 시추할 기회를 간절히 기다려 왔습니다. 떨어지다. 그들은 그 물질이 태양계의 과거에 대한 비밀과 지구 생명의 기원으로 이어질 수 있는 생화학을 담고 있기를 바랐습니다. 최근 저널에 게재된 Bennu 샘플의 초기 분석… 기상학과 행성과학이는 이러한 흥분이 정당했음을 나타냅니다.

OSIRIS-REx 탐사선의 샘플 분석 팀은 소행성 Bennu가 우리 태양계를 형성한 원래 성분을 포함하고 있음을 발견했습니다. 소행성 먼지에는 탄소와 질소, 유기 화합물이 풍부하며, 이 모두는 우리가 알고 있는 생명체의 필수 구성 요소입니다. 샘플에는 인산마그네슘나트륨도 포함돼 있었는데, 이는 베누 우주선이 수집한 원격탐사 데이터에서는 볼 수 없었기 때문에 연구팀이 놀랐다. 샘플에 존재하는 소행성은 오래 전에 사라진 작고 원시적인 해양 세계에서 분리되었을 수 있음을 나타냅니다.

소행성 베누(Bennu)의 최종 물질이 담긴 8개의 샘플 트레이의 모습. 터치 앤 고 샘플링 메커니즘(TAGSAM) 헤드의 상단 플레이트에서 먼지와 암석을 트레이에 부었습니다. 이 주물에서 51.2g이 수집되어 소행성 샘플의 최종 질량이 121.6g이 되었습니다. 저작권: NASA/Erica Blumenfeld 및 Joseph Aebersold

소행성 Bennu의 샘플을 분석한 결과 소행성의 구성에 대한 흥미로운 통찰력이 드러났습니다. 점토 광물, 특히 사문석이 대부분인 이 샘플은 지각 아래 층인 맨틀의 물질이 물과 만나는 지구의 중앙해령에서 발견되는 암석의 유형을 반영합니다.

이 반응은 점토를 생성할 뿐만 아니라; 또한 탄산염, 산화철, 황화철과 같은 다양한 미네랄이 생성됩니다. 그러나 가장 놀라운 발견은 수용성 인산염의 존재입니다. 이 화합물은 오늘날 지구상에 알려진 모든 생명체의 생화학적 구성 요소입니다.

2020년 일본항공우주탐사국(JAXA) 하야부사 2호 미션에서 보낸 류구 소행성 샘플에서도 유사한 인산염이 발견된 반면, 베누 샘플에서 검출된 인산마그네슘나트륨은 순도, 즉 다른 물질이 없다는 점에서 구별된다. 광물과 그 입자의 크기는 어떤 운석 샘플에서도 전례가 없습니다.

현미경 이미지에서 볼 수 있듯이 NASA의 OSIRIS-REx 임무에서 반환된 Bennu 소행성 샘플의 작은 부분. 왼쪽 상단 패널에는 밝은 인산염 외부 껍질이 있는 약 1mm 길이의 어두운 색의 벤노 입자가 표시됩니다. 다른 세 개의 패널은 인산염을 함유한 밝은 정맥을 따라 부서진 입자 조각의 주사 전자 현미경으로 촬영한 점진적 확대 이미지를 보여줍니다. 저작권: Lauretta & Connolly 외. (2024) 기상학과 행성과학doi:10.1111/maps.14227

Bennu의 표본에서 마그네슘과 인산 나트륨을 발견하면 이러한 요소가 집중된 지구화학적 과정에 대한 의문이 제기되고 Bennu의 역사적 조건에 대한 귀중한 단서를 제공합니다.

이번 연구의 공동 저자이자 대학 OSIRIS-REx 프로그램의 수석 연구원인 단테 로레타(Dante Lauretta)는 “베누의 다른 원소 및 화합물과 함께 인산염의 존재와 상태는 소행성이 물이 있었던 과거를 가리킨다”고 말했습니다. 투산에 있는 애리조나주. “Bennu는 한때 더 습한 세계의 일부였을 가능성이 있습니다. 하지만 이 가설은 추가 조사가 필요합니다.”

NASA 고다드의 OSIRIS-REx 프로젝트 과학자이자 연구 공동 저자인 제이슨 더킨(Jason Durkin)은 “OSIRIS-REx는 우리가 기대했던 것, 즉 이전에 습했던 세계에서 온 크고 깨끗하며 질소와 탄소가 풍부한 소행성 샘플을 정확하게 제공했습니다.”라고 말했습니다. 메릴랜드 주 그린벨트에 있는 우주 비행 센터.

NASA의 OSIRIS-REx 우주선은 샘플을 수집한 후 소행성 Bennu 표면을 떠납니다. 이미지 출처: NASA 고다드 우주 비행 센터/CI/SVS 연구소

물과 상호작용한 역사에도 불구하고 베누는 화학적으로 원시적인 소행성으로 남아 있으며, 그 원소 비율은 태양과 매우 유사합니다.

“우리가 가져온 샘플은 현재 지구상에서 변경되지 않은 소행성 물질의 가장 큰 저장소입니다.”라고 Loretta는 말했습니다.

이 형성은 45억년 전인 우리 태양계의 초기 시절을 엿볼 수 있게 해줍니다. 이 암석은 생성 이후 다시 녹거나 굳지 않고 원래의 상태를 유지하고 있어 고대의 기원을 확인시켜 줍니다.

연구팀은 소행성에 탄소와 질소가 풍부하다는 사실을 확인했다. 이러한 요소는 Bennu의 재료가 탄생한 환경과 간단한 요소를 복잡한 분자로 변환하여 지구 생명체의 기초가 되는 화학적 과정을 이해하는 데 필수적입니다.

Lauretta는 “이러한 결과는 Bennu와 같은 소행성에서 물질, 특히 일반적으로 지구 대기에 진입하면 연소되는 저밀도 물질을 수집하고 연구하는 것의 중요성을 강조합니다.”라고 말했습니다. “이러한 물질은 지구 생명체 출현에 기여했을 수 있는 태양계 형성과 생화학의 복잡한 과정을 밝히는 열쇠를 쥐고 있습니다.”

미국과 전 세계 수십 개의 다른 실험실은 앞으로 몇 달 안에 휴스턴에 있는 NASA의 존슨 우주 센터로부터 Bennu 샘플의 일부를 받을 예정이며, Bennu 샘플 분석을 설명하는 더 많은 과학 논문이 향후 몇 년 내에 나올 것으로 예상됩니다. OSIRIS-REx 샘플분석팀.

이번 연구의 공동 저자이자 뉴저지 글래스보로에 있는 로완 대학의 OSIRIS-REx 미션 샘플 과학자인 Harold Connolly는 “Bennu 샘플은 놀랍도록 아름다운 외계 행성 암석입니다. 매주 OSIRIS-REx 샘플 분석 팀은 새롭고 “이러한 조건은 지구와 유사한 행성의 기원과 진화에 중요한 제약을 두는 데 도움이 됩니다.”

OSIRIS-REx 우주선은 2016년 9월 8일 발사되어 지구에 가까운 소행성 Bennu로 이동하여 표면에서 암석과 먼지 샘플을 수집합니다. 소행성에서 샘플을 수집하는 미국 최초의 임무인 OSIRIS-REx는 2023년 9월 24일에 샘플을 지구로 전달했습니다.

참조: Dante S의 “실험실의 소행성(101955) Bennu: OSIRIS-REx 우주선에 의해 수집된 샘플의 특성” 로레타, 해롤드 C. 코널리, 조셉 E. 애버솔드, 코넬 M. 또는. 디. 알렉산더, 로널드 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. Keller, 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 라이터, 헤더 L. 로퍼, 사라 S. 러셀, 앤드루 J. 라이언, 스캇 A. 샌드포드, 폴 F. 스코필드, 코디 D. 슐츠, 로라 B. 세이퍼트, 타치바나 쇼고, 캐시 L. 토마스-키베르타, 미셸 S. 톰슨, 발레리 투, 필리포 토스페르티, 쿤 왕, 토마스 J. Zija, C.W., Woolner, 2024년 6월 26일, 기상학과 행성과학.
DOI: 10.1111/maps.14227

메릴랜드 주 그린벨트에 있는 NASA의 고다드 우주 비행 센터는 OSIRIS-REx에 대한 전반적인 임무 관리, 시스템 엔지니어링, 안전 및 임무 보증을 처리했습니다. 애리조나 대학교 투산(Tucson)의 Dante Lauretta가 수석 연구원입니다. 대학은 과학팀을 이끌고 임무의 과학적 모니터링과 데이터 처리를 계획합니다. 콜로라도 주 리틀턴에 있는 록히드 마틴 스페이스(Lockheed Martin Space)는 우주선을 제작하고 비행 작전을 제공합니다. Goddard와 Kinetics Aerospace는 OSIRIS-REx 우주선 안내를 담당했습니다. OSIRIS-REx는 NASA Johnson에서 조직되었습니다. 이 임무에 대한 국제 파트너십에는 캐나다 우주국의 OSIRIS-REx 레이저 고도계 및 일본 항공 우주 탐사국의 Hayabusa2 임무와 소행성 샘플링 과학 협력이 포함됩니다. OSIRIS-REx는 NASA의 뉴 프론티어 프로그램의 세 번째 임무입니다. 이 임무는 앨라배마 주 헌츠빌에 있는 NASA의 마샬 우주 비행 센터가 워싱턴에 있는 과학 임무 부서를 위해 관리합니다.