Yaşamın Kökenlerini Çözebilecekler mi?

Bennu asteroitinden alınan bir numunenin analizi, temel yaşam bileşenlerini ve sulu bir geçmişe dair ipuçlarını buldu ve güneş sisteminin kökenleri ve prebiyotik kimya hakkında fikir verdi.

• Bennu asteroitinden getirilen numunenin ilk analizi NASA‘S OSIRIS-REx görev, bildiğimiz şekliyle yaşam için gerekli bileşenler olan karbon, nitrojen ve organik bileşikler açısından zengin toz ortaya çıkardı. Özellikle serpantin olmak üzere kil minerallerinin hakim olduğu örnek, Dünya’daki okyanus ortası sırtlarında bulunan kaya türünü yansıtıyor.
• Örnekte bulunan magnezyum-sodyum fosfat, asteroitin eski, küçük, ilkel bir okyanus dünyasından kopmuş olabileceğine işaret ediyor. Fosfat, ekip için bir sürprizdi çünkü mineral, Bennu’dayken OSIRIS-REx uzay aracı tarafından tespit edilmemişti.
• Ryugu asteroitinden gelen örnekte de benzer bir fosfat bulundu. JAXAJaponya Uzay Araştırmaları Ajansı’nın (Japan Aerospace Exploration Agency) 2020’deki Hayabusa2 misyonunda, Bennu örneğinde tespit edilen magnezyum-sodyum fosfat, saflığı (yani minerale dahil olan diğer maddelerin eksikliği) ve taneciklerinin büyüklüğü ile herhangi bir meteor örneğinde görülmemiş şekilde öne çıkıyor.

Bennu’nun bu mozaiği, iki yıldan uzun bir süre boyunca asteroitin yakınında bulunan NASA’nın OSIRIS-REx uzay aracı tarafından yapılan gözlemler kullanılarak yaratıldı. Kaynak: NASA/Goddard/Arizona Üniversitesi

Asteroit Bennu’nun Kompozisyonundan Keşifler

Bilim insanları, NASA’nın OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, and Security – Regolith Explorer) görevi tarafından geçen sonbaharda Dünya’ya ulaştırıldığından beri toplanan 4,3 onsluk (121,6 gram) bozulmamış asteroit Bennu örneğini inceleme fırsatını sabırsızlıkla beklediler. Malzemenin, güneş sisteminin geçmişinin sırlarını ve Dünya’daki yaşamın kökenine yol açmış olabilecek prebiyotik kimyayı barındıracağını umuyorlardı. Yakın zamanda yayınlanan Bennu örneğinin erken bir analizi Meteoritik ve Gezegen Bilimibu heyecanın haklı olduğunu gösteriyor.

OSIRIS-REx Örnek Analiz Ekibi, Bennu’nun güneş sistemimizi oluşturan orijinal bileşenleri içerdiğini buldu. Asteroitin tozu, karbon ve nitrojenin yanı sıra bildiğimiz şekliyle yaşam için gerekli olan organik bileşikler açısından zengindir. Örnek ayrıca, araştırma ekibi için bir sürpriz olan magnezyum-sodyum fosfat da içeriyor çünkü Bennu’daki uzay aracı tarafından toplanan uzaktan algılama verilerinde görülmedi. Örnekteki varlığı, asteroitin çoktan yok olmuş, küçük, ilkel bir okyanus dünyasından kopmuş olabileceğini ima ediyor.

Asteroit Bennu’dan gelen son materyali içeren sekiz numune tepsisinin görünümü. Toz ve kayalar, Touch-and-Go Numune Alma Mekanizması (TAGSAM) başlığının üst plakasından tepsilere döküldü. Bu dökümden 51,2 gram toplandı ve asteroit numunesinin son kütlesi 121,6 grama ulaştı. Kaynak: NASA/Erika Blumenfeld & Joseph Aebersold

Bennu örneğinin analizi, asteroitin bileşimine dair ilgi çekici içgörüler ortaya çıkardı. Özellikle serpantin olmak üzere kil minerallerinin hakim olduğu örnek, Dünya’nın orta okyanus sırtlarında bulunan kaya türünü yansıtıyor; burada Dünya’nın kabuğunun altındaki katman olan mantodan gelen malzeme suyla karşılaşıyor.

Bu etkileşim sadece kil oluşumuyla sonuçlanmaz; aynı zamanda karbonatlar, demir oksitler ve demir sülfürler gibi çeşitli minerallerin oluşumuna da yol açar. Ancak en beklenmedik keşif suda çözünen fosfatların varlığıdır. Bu bileşikler günümüzde Dünya’daki bilinen tüm yaşam için biyokimyanın bileşenleridir.

Benzer bir fosfat, 2020 yılında JAXA’nın (Japonya Uzay Araştırma Ajansı) Hayabusa2 misyonu tarafından getirilen asteroit Ryugu örneğinde bulunurken, Bennu örneğinde tespit edilen magnezyum-sodyum fosfat, saflığı (yani mineralde başka maddelerin bulunmaması) ve taneciklerinin büyüklüğü ile herhangi bir meteorit örneğinde benzeri görülmemiş olması nedeniyle öne çıkıyor.

NASA’nın OSIRIS-REx görevi tarafından geri getirilen asteroit Bennu örneğinin mikroskop görüntülerinde gösterilen küçük bir kısmı. Sol üst panelde, yaklaşık bir milimetre uzunluğunda, dış kabuğu parlak fosfattan oluşan koyu bir Bennu parçacığı gösteriliyor. Diğer üç panelde, fosfat içeren parlak bir damar boyunca ayrılan parçacığın bir parçasının giderek yakınlaştırılmış görüntüleri gösteriliyor ve taramalı elektron mikroskobuyla görüntüleniyor. Kaynak: Lauretta & Connolly ve ark. (2024) Meteoritik ve Gezegen Bilimidoi:10.1111/maps.14227

Bennu örneğinde magnezyum-sodyum fosfatların bulunması, bu elementleri yoğunlaştıran jeokimyasal süreçler hakkında soru işaretleri yaratıyor ve Bennu’nun tarihi koşulları hakkında değerli ipuçları sağlıyor.

“Bennu’daki fosfatların varlığı ve durumu, diğer elementler ve bileşiklerle birlikte, asteroit için sulu bir geçmiş olduğunu gösteriyor,” diyor makalenin eş baş yazarı ve Arizona Üniversitesi, Tucson’daki OSIRIS-REx’in baş araştırmacısı Dante Lauretta. “Bennu potansiyel olarak bir zamanlar daha ıslak bir dünyanın parçası olabilirdi. Yine de, bu hipotez daha fazla araştırma gerektiriyor.”

Makalenin ortak yazarlarından ve Maryland, Greenbelt’teki NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde OSIRIS-REx proje bilimcisi olan Jason Dworkin, “OSIRIS-REx bize tam olarak umduğumuz şeyi verdi: eskiden ıslak olan bir dünyadan, azot ve karbon açısından zengin, büyük, bozulmamış bir asteroit örneği” dedi.

NASA’nın OSIRIS-REx uzay aracı, bir örnek topladıktan sonra asteroit Bennu’nun yüzeyinden ayrılıyor. Kaynak: NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi/CI Lab/SVS

Suyla etkileşim geçmişine rağmen Bennu, kimyasal olarak ilkel bir asteroit olmaya devam ediyor ve element oranları Güneş’inkine çok benziyor.

Lauretta, “Geri getirdiğimiz örnek, şu anda Dünya’da değişmemiş asteroit materyalinin en büyük rezervuarı” dedi.

Bu kompozisyon, 4,5 milyar yıl önce güneş sistemimizin ilk günlerine dair bir bakış sunuyor. Bu kayalar, başlangıçlarından bu yana ne erimiş ne de yeniden katılaşmış olarak orijinal hallerini korumuşlardır ve bu da kadim kökenlerini doğrulamaktadır.

Ekip, asteroitin karbon ve nitrojen açısından zengin olduğunu doğruladı. Bu elementler, Bennu’nun malzemelerinin ortaya çıktığı ortamları ve basit elementleri karmaşık moleküllere dönüştüren ve potansiyel olarak Dünya’daki yaşamın temelini atan kimyasal süreçleri anlamak için çok önemlidir.

Lauretta, “Bu bulgular, Bennu gibi asteroitlerden malzeme toplamanın ve incelemenin önemini vurguluyor; özellikle de Dünya atmosferine girdiğinde tipik olarak yanacak olan düşük yoğunluklu malzeme,” dedi. “Bu malzeme, Güneş Sistemi oluşumunun karmaşık süreçlerini ve Dünya’da yaşamın ortaya çıkmasına katkıda bulunmuş olabilecek prebiyotik kimyayı çözmenin anahtarını elinde tutuyor.”

Önümüzdeki aylarda ABD’de ve dünyanın dört bir yanındaki düzinelerce laboratuvara, Houston’daki NASA Johnson Uzay Merkezi’nden alınacak Bennu örneğinin bazı parçaları gönderilecek ve önümüzdeki birkaç yıl içinde OSIRIS-REx Örnek Analiz Ekibi’nden Bennu örneğinin analizlerini anlatan çok sayıda bilimsel makale yayınlanması bekleniyor.

“Bennu örnekleri baştan çıkarıcı derecede güzel dünya dışı kayalar,” diyor makalenin eş baş yazarı ve New Jersey, Glassboro’daki Rowan Üniversitesi’nde OSIRIS-REx misyonu örnek bilimcisi olan Harold Connolly. “Her hafta, OSIRIS-REx Örnek Analiz Ekibi tarafından yapılan analizler, Dünya benzeri gezegenlerin kökeni ve evrimi üzerinde önemli kısıtlamalar oluşturmaya yardımcı olan yeni ve bazen şaşırtıcı bulgular sağlıyor.”

8 Eylül 2016’da fırlatılan OSIRIS-REx uzay aracı, Dünya’ya yakın asteroit Bennu’ya gitti ve yüzeyden kaya ve toz örnekleri topladı. Bir asteroitten örnek toplayan ilk ABD görevi olan OSIRIS-REx, örneği 24 Eylül 2023’te Dünya’ya ulaştırdı.

Referans: “Laboratuvardaki Asteroid (101955) Bennu: OSIRIS-REx ile toplanan numunenin özellikleri” Dante S. Lauretta, Harold C. Connolly, Joseph E. Aebersold, Conel M. O’D. Alexander, Ronald-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 Righter, Heather L. Roper, Sara S. Russell, Andrew J. Ryan, Scott A. Sandford, Paul F. Schofield, Cody D. Schultz, Laura B. Seifert, Shogo Tachibana, Kathie L. Thomas-Keprta, Michelle S. Thompson, Valerie Tu, Filippo Tusberti, Kun Wang, Thomas J. Zega, CWV Wolner ve , 26 Haziran 2024, Meteoritik ve Gezegen Bilimi.
DOI: 10.1111/maps.14227

Maryland, Greenbelt’teki NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi, OSIRIS-REx için genel görev yönetimi, sistem mühendisliği ve güvenlik ve görev güvencesi sağladı. Arizona Üniversitesi, Tucson’dan Dante Lauretta baş araştırmacıdır. Üniversite, bilim ekibine ve görevin bilimsel gözlem planlamasına ve veri işlemesine liderlik ediyor. Colorado, Littleton’daki Lockheed Martin Space, uzay aracını inşa etti ve uçuş operasyonlarını sağladı. Goddard ve KinetX Aerospace, OSIRIS-REx uzay aracının yönlendirilmesinden sorumluydu. OSIRIS-REx’in küratörlüğü NASA Johnson’da gerçekleşiyor. Bu görevdeki uluslararası ortaklıklar arasında CSA’dan (Kanada Uzay Ajansı) OSIRIS-REx Lazer Altimetre cihazı ve JAXA’nın Hayabusa2 göreviyle asteroit örneği bilimi iş birliği yer alıyor. OSIRIS-REx, NASA’nın New Frontiers Programı’ndaki üçüncü görev olup, ajansın Washington’daki Bilim Görevi Müdürlüğü için Alabama, Huntsville’deki NASA Marshall Uzay Uçuş Merkezi tarafından yönetiliyor.