Астероид Рюгу раскрывает тайну азота, который мог стать строительным блоком жизни на Земле

Ученые из Киотского университета под руководством Тору Мацумото обнаружили в образцах астероида Рюгу азотсодержащие соединения, включая аммоний в глинистых минералах, углерод-азотные связи и кристаллы нитрата натрия, сосредоточенные вокруг карбоната натрия. Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy и проливает свет на то, как азот — ключевой элемент жизни, мог попасть на молодые планеты Солнечной системы.

Азот — это один из главных «кирпичиков» жизни. Он входит в состав белков и ДНК, без него невозможно представить ни одно живое существо. Но у астрономов долгое время была серьезная головоломка: в виде свободного газа азот легко улетучивается в космос, а вот в твердых соединениях его находят гораздо реже, чем ожидалось. Особенно трудно отследить его путь к Земле в далеком прошлом.

На помощь пришли образцы, доставленные японской миссией Hayabusa2 с астероида Рюгу. Эти кусочки породы не прошли через земную атмосферу и не были испорчены жарой и выветриванием, поэтому сохранили свой первозданный химический состав гораздо лучше, чем обычные метеориты.

Исследователи из Киотского университета под руководством Тору Мацумото взяли два крошечных зерна из этих образцов и изучили их с помощью инфракрасной и рентгеновской спектроскопии, а также электронной микроскопии. Эти методы позволили разглядеть отдельные химические связи и понять, где именно в породе находятся нужные соединения. Ученые обнаружили несколько форм азота: аммоний, «запертый» внутри глинистых минералов, молекулы с углерод-азотными связями и кристаллы нитрата натрия. Самое интересное, что все эти соединения располагались вокруг карбоната натрия, минерала, который образуется, когда последние остатки соленой воды на астероиде либо замерзают, либо испаряются.

Такая картина позволяет предположить, что азотные соединения накапливались в течение миллионов лет, пока вода циркулировала внутри родительского тела Рюгу. По мере исчезновения воды эти соединения становились все более концентрированными. Такая среда могла запускать химические реакции, необходимые для образования более крупных и сложных молекул.

Возможно, нечто подобное происходило и на ледяных соленых телах вроде карликовой планеты Церера, где уже находили аммиак. Кстати, независимый анализ образцов с астероида Бенну, доставленных миссией OSIRIS-REx, тоже выявил похожие аммоний-содержащие глины. Это подтверждает общую картину, хотя и не доказывает точную последовательность событий, предложенную командой Мацумото.

Сами авторы относятся к своей интерпретации осторожно, ведь напрямую наблюдать эти реакции они не могли. Но если их выводы верны, астероиды вроде Рюгу работали как медленные химические реакторы. Они постепенно концентрировали азот в течение огромных промежутков времени, а затем доставляли его на молодые планеты. Возможно, именно эти процессы поставляли самые первые строительные блоки для того, что впоследствии стало жизнью на Земле.

В итоге исследование показало, что азотсодержащие соединения на Рюгу сохранялись с момента формирования родительского тела и вплоть до исчезновения жидкой воды. Концентрация азота в остаточных рассолах могла усиливать межмолекулярные органические реакции и даже способствовать полимеризации. По аналогии с Рюгу, подповерхностные рассолы на богатых аммиаком и солями ледяных телах, таких как Церера, могли создавать благоприятные условия для органических реакций с участием азота.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях