美國國家航空暨太空總署（NASA）亞利桑那大學領導的OSIRIS-REx任務對從近地小行星貝努（Bennu）返回的岩石和塵埃樣本進行了深入研究，發現了一些期待已久的驚喜。 OSIRIS-REx樣本分析小組發現，貝努含有形成太陽系的原始成分。這顆小行星的塵埃中含有豐富的碳和氮以及有機化合物，所有這些都是我們所知的生命的基本成分。

貝努粒子的顯微鏡影像，該粒子呈現深色，長約一毫米，有一層明亮的磷酸鹽外殼。右邊是一個斷裂的較小碎片。圖片來源：Lauretta & Connolly 等人(2024) Meteoritics & Planetary Science, doi:10.1111/maps.14227

樣本中還含有磷酸鎂鈉，這讓研究團隊大吃一驚，因為太空船在貝努採集的遙感資料中並沒有發現這種物質。它在樣本中的存在暗示著這顆小行星可能是從一個早已消失的、微小的、原始的海洋世界分裂出來的。

2023年9月24日，美國國防部猶他州測試和訓練場，美國國家航空暨太空總署OSIRIS-REx任務的樣本返回艙在沙漠中著陸後不久。此樣本由美國太空總署的OSIRIS-REx太空船於2020年10月從小行星貝努採集。圖片來源：NASA/Keegan Barber

2016年9月8日，被稱為OSIRIS-REx的”起源、光譜解讀、資源識別和安全–巨岩探測器”（Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, and Security-Regolith Explorer）航天器發射升空，開始了前往近地小行星貝努（Bennu）採集表面岩石和塵埃樣本的旅程。 OSIRIS-REx 是美國首次從小行星上採集樣本的任務。太空船於2023年9月24日將重達4.3盎司或121.6克的樣本送達地球。

OSIRIS-REx的首席研究員、亞利桑那大學月球與行星實驗室行星科學攝政教授丹特-勞雷塔（Dante Lauretta）說：「這麼多年後終於有機會深入研究來自貝努的OSIRIS-REx樣本，這令人無比興奮。我們渴望進行更深入的探索”。 “

勞雷塔是發表在《流星與行星科學》（Meteoritics & Planetary Science）上的一篇論文的共同第一作者，該論文詳細介紹了小行星樣本的性質。這篇論文也是對貝努樣本目錄的介紹，貝努樣本目錄是一個在線資源，其中公開了樣本的相關信息，科學家們可以為自己的研究索取樣本材料。

“由勞雷塔博士和康諾利博士領導的第一篇描述貝努樣本的論文的發表是這項任務和月球與行星實驗室的一個激動人心的里程碑，”亞利桑那大學月球與行星實驗室主任兼行星科學系主任馬克-馬利（Mark Marley）說。 “我們的教師、科學家和學生將在未來數年甚至數十年繼續研究該樣本。現在，我們只能想像已經在我們實驗室中的貝努穀物還將講述我們星球的起源和星球上的生命故事。

其中一個容器的俯視圖，容器中裝有來自小行星貝努的岩石和塵埃，硬體刻度以公分為單位。圖片來源：NASA/Erika Blumenfeld 與Joseph Aebersold

對”貝努”樣本的分析揭示了這顆小行星成分的奇妙之處。樣本中主要是黏土礦物，與地球上洋中脊發現的岩石類型如出一轍，在洋中脊，來自地函（地殼下的一層）的物質遇到了水。

海水與地函物質之間的這種相互作用會形成黏土，並產生各種礦物，包括碳酸鹽、氧化鐵和硫化鐵。勞雷塔說，貝努樣本中最出乎意料的發現是存在水溶性磷酸鹽。這些化合物是當今地球上所有已知生命的生化成分。

日本宇宙航空研究開發機構的隼鳥2號（Hayabusa2）任務於2020年送達的小行星龍宮（Ryugu）樣本中也發現了類似的磷酸鹽。但是在貝努樣本中檢測到的磷酸鎂鈉的突出特點是缺乏包裹體（就像岩石中夾雜著其他礦物的小氣泡），而且其顆粒的大小在任何隕石樣本中都是前所未有的。

在”貝努”樣本中發現鎂鈉磷酸鹽引發了關於將這些元素聚集在一起的地球化學過程的問題，並提供了關於”貝努”歷史條件的寶貴線索。

貝努上磷酸鹽以及其他元素和化合物的存在和狀態表明，這顆小行星的過去曾經是一個多水的世界。貝努有可能曾經是一個更潮濕世界的一部分。不過，這項假設還需要進一步研究。

這張貝努的馬賽克圖是利用美國太空總署的OSIRIS-REx 太空船的觀測資料製作的，該太空船曾在兩年多的時間裡靠近這顆小行星。資料來源：美國國家航空暨太空總署/戈達德/亞利桑那大學

儘管貝努可能有過與水相互作用的歷史，但它仍然是一顆化學性質原始的小行星，其元素比例與太陽非常相似。

勞雷塔說：”我們送回的樣本是目前地球上最大的未經改變的小行星物質寶庫。”

透過這顆小行星的成分，我們可以一窺45 億多年前太陽系的早期面貌。這些岩石保持著原始狀態，自誕生以來既沒有融化也沒有分解，這證實了它們的原始性質和古老起源。

這幅藝術家的概念圖展示了OSIRIS-REx（起源光譜解讀資源識別安全–岩石資源管理器）航天器用”觸摸和取樣臂機制”（TAGSAM）接觸小行星貝努。這次任務成功地將貝努表面塗層樣本送回地球進行研究。資料來源：美國國家航空暨太空總署

研究團隊也證實這顆小行星富含碳和氮。這些元素對於了解貝努物質的起源環境以及將簡單元素轉化為複雜分子的化學過程至關重要，有可能為地球上的生命奠定基礎。

勞雷塔說：「這些發現強調了從貝努等小行星上收集和研究材料的重要性–尤其是進入地球大氣層後通常會燃燒殆盡的低密度材料。這種物質是揭示太陽系形成的複雜過程以及可能導致地球上出現生命的前生物化學的關鍵。

未來幾個月，美國和世界各地的數十個實驗室將從休士頓的美國太空總署約翰遜太空中心接收部分貝努樣本，預計OSIRIS-REx樣本分析小組將在未來幾年內發表更多描述貝努樣本的科學論文。

論文的共同第一作者哈羅德-康諾利（Harold Connolly）說：”貝努樣本是美麗誘人的地外岩石，”他是領導樣本分析小組的任務樣本科學家、新澤西州格拉斯博羅羅文大學教授和亞利桑那大學客座研究科學家。 “每週，OSIRIS-REx 樣品分析小組的分析都會提供新的發現，有時甚至是令人驚訝的發現，這些發現有助於為類地行星的起源和演化提供重要的限制因素。”

編譯自/ ScitechDaily