De nieuwste analyse heeft niet alleen complexe mineralen en organische verbindingen aan het licht gebracht, maar ook unieke natriumcarbonaatverbindingen in pekelachtige resten van Bennu.
In september 2023 zette NASA’s OSIRIS-REx-missie 121,6 gram stof en gruis van planetoïde Bennu af op de aarde. Het was het grootste monster uit de ruimte dat ooit naar onze planeet is gebracht. Sindsdien zijn onderzoekers volop bezig met het analyseren van dit kostbare materiaal. En nu komen ze met groot en verrassend nieuws.
Organische stoffen
Een internationaal team van wetenschappers heeft een opmerkelijke ontdekking gedaan in de Bennu-monsters. Ze vonden ammoniak en stikstofrijke oplosbare organische stoffen, zo schrijven ze in Nature Astronomy. De Japanse onderzoekers ontdekten bovendien alle vijf stikstofhoudende basen — de moleculen die essentieel zijn voor het bouwen van DNA en RNA. Dit ondersteunt de theorie dat planetoïden mogelijk de bouwstenen van het leven naar de aarde hebben gebracht.
Bouwstenen van leven
Planetoïden, kleine, luchtdroge objecten in het binnenste zonnestelsel, worden al lang beschouwd als de mogelijke boodschappers die water en de chemische bouwstenen van het leven naar de aarde hebben gebracht, miljarden jaren geleden. Hoewel meteorieten op aarde van planetoïden afkomstig zijn, maakt de blootstelling aan vocht in de atmosfeer en de oncontroleerbare biosfeer het lastig om de gegevens daarvan goed te interpreteren. Onvervuilde monsters die direct van planetoïden in de ruimte worden verzameld, zouden de ideale bron zijn. Tot nu toe hebben slechts twee landen succesvolle monsterverzamelingen uitgevoerd: Japan (met de Hayabusa- en Hayabusa2-missies) en de Verenigde Staten (met OSIRIS-REx).
N-heterocycli
De Bennu-monsters van NASA werden onder goed afgesloten omstandigheden bewaard om te voorkomen dat ze in contact kwamen met de aardse atmosfeer en daardoor vervuild raakten. Een monster van 17,75 mg werd vervolgens geanalyseerd op N-heterocycli — organische moleculen met een ringstructuur die zowel koolstof als stikstof bevatten. De analyse onthulde dat de concentratie van N-heterocycli zo’n 5 nmol/g bedraagt, wat 5 tot 10 keer hoger is dan wat werd gevonden in monsters van planetoïde Ryugu. Naast de vijf stikstofhoudende basen – adenine, guanine, cytosine, thymine en uracil – die essentieel zijn voor het bouwen van DNA en RNA, stuitten de onderzoekers ook op xanthine, hypoxanthine en nicotinezuur (vitamine B3). “Eerder onderzoek had uracil en nicotinezuur aangetroffen in de monsters van de planetoïde Ryugu, maar de andere vier nucleobasen ontbraken”, vertelt onderzoeker Toshiki Koga. “Het verschil in hoeveelheid en complexiteit van de N-heterocycli tussen Bennu en Ryugu zou wel eens kunnen wijzen op de verschillende omgevingen waarin deze planetoïden in de ruimte hebben verkeerd.”
Oud pekel
Hoewel dit al heel bijzonder is, is er meer. In een tweede studie, gepubliceerd in Nature, ontdekten onderzoekers namelijk sporen van oud pekel die mineralen bevatten die cruciaal zijn voor leven. De zoute residu is waarschijnlijk achtergelaten door verdampt water en bevat verbindingen die nog nooit eerder zijn waargenomen in monsters van planetoïden. Deze stoffen suggereren dat Bennu ooit een omgeving had waarin de bouwstenen van het leven zich mogelijk konden vormen. “We weten nu dat de bouwstenen voor leven zich op een interessante en complexe manier begonnen te combineren op Bennu”, zegt mede-hoofdauteur van de studie Tim McCoy. “We hebben een volgende stap gezet op het pad naar het ontstaan van leven.”
Droge meren
De ontdekking impliceert dat het moederlichaam van Bennu, dat zo’n 4,5 miljard jaar geleden ontstond, vloeibaar water moet hebben bevat. De recente ontdekking suggereert dat dit water verdampte en zoute resten achterliet, die doen denken aan de zoute korsten van verdroogde meren op aarde.
Natriumcarbonaat
Het team was verbluft toen ze sporen van natriumcarbonaatverbindingen met water ontdekten in de Bennu-monsters. Deze verbindingen, ook wel soda-as of trona genoemd, waren nog nooit eerder direct aangetroffen in een andere planetoïde of meteoriet. Op aarde komt natriumcarbonaat vaak voor als bakpoeder en wordt het aangetroffen in verdampte meren die rijk zijn aan natrium, zoals het Searles Lake in de Mojavewoestijn.
Elf mineralen
De onverwachte vondst van natriumcarbonaat bracht de onderzoekers ertoe om wereldwijd collega’s te raadplegen of zij iets bijzonders hadden opgemerkt in andere Bennu-monsters. Samen ontdekten ze elf mineralen die waarschijnlijk afkomstig zijn uit een pekelachtige omgeving op het moederlichaam van Bennu. Deze mineralen ontstonden toen zout, natriumrijk water verdampte tijdens de vroege vorming van het zonnestelsel. Het verdampte water liet mineralen achter die rijk zijn aan natrium, koolstof, zwavel, fosfor, chloor en fluor. Dit proces is vergelijkbaar met wat we tegenwoordig zien in sodameren op aarde of in de ondergrondse oceanen van ijzige manen en dwergplaneten in het buitenste zonnestelsel, zoals de maan Enceladus van Saturnus en de dwergplaneet Ceres.
De pekel van Bennu wijkt af van aardse pekel door de unieke mineraalsamenstelling. Zo bevatten de Bennu-monsters veel fosfor, een element dat vaak voorkomt in meteorieten, maar relatief zeldzaam is op aarde. Bovendien bevatten de monsters weinig boor, een element dat veel voorkomt in hyperzoute soda-meren op aarde, maar vrijwel nooit in meteorieten.
Deze ontdekking suggereert dat buitenaardse pekel mogelijk een cruciale rol heeft gespeeld in de ontwikkeling van organische verbindingen. Hoewel de pekel van Bennu een fascinerende mix van mineralen en elementen bevat, blijft het nog onduidelijk of de omstandigheden op de planetoïde geschikt waren om deze bouwstenen om te zetten in complexe organische structuren. “We weten nu dat we de fundamenten hebben om dit pad naar leven verder te verkennen, maar het blijft onbekend hoe ver dit pad zich in deze omgeving zou kunnen ontwikkelen”, aldus McCoy.
McCoy gelooft dat de nieuwe ontdekkingen de wetenschappelijke erfenis van de OSIRIS-REx-missie onderstrepen, aangezien de verzamelde monsters de komende decennia het onderzoek zullen voortstuwen. Ze tonen ook aan hoeveel er nog te ontdekken valt over Bennu. “Dit is precies het soort ontdekking waar je op hoopt tijdens een missie”, zet McCoy. “We hebben iets gevonden dat we niet hadden verwacht, en dat is de ultieme beloning voor elke verkenning.”