Исследователи из Университета штата Пенсильвания обнаружили значительные изотопные различия в молекулах бета-аланина, содержащихся в образцах с астероида Bennu. Это открытие позволяет лучше понять условия, в которых формировались строительные блоки жизни в ранней Солнечной системе. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications Earth and Environment.
Ранее миссия NASA OSIRIS-REx доставила на Землю в 2023 году материал с Bennu, в котором нашли 14 из 20 аминокислот, составляющих белки земных организмов, а также четыре компонента ДНК и РНК. В новом исследовании ученые сосредоточились на бета-аланине — молекуле, которая не используется земными организмами для построения белков, но важна для изучения добиотической химии.
Новый метод анализа
Для исследования использовались уникальные приборы, включая устройство pico-CSIA и модифицированный масс-спектрометр GC-Orbitrap. Это позволило ученым измерить изотопный состав не просто всей пробы в целом, а конкретных атомов углерода внутри одной молекулы. В качестве эталона для сравнения использовали образец из метеорита Мерчисон, хранящийся в Национальном музее естественной истории в Вашингтоне.
Результаты показали, что при почти идентичном среднем изотопном составе углерода, распределение изотопов внутри самих молекул бета-аланина в образцах с Bennu и из метеорита Мерчисон кардинально различается. Особенно заметно повышенное содержание изотопа 13C в карбоксильном углероде пробы с Bennu.
Выводы об устройстве Солнечной системы
По мнению авторов, такая разница указывает на то, что молекулы формировались в разных средах или разных «партиях» внутри протопланетного диска. Тот факт, что одна и та же химическая структура может иметь разный изотопный «отпечаток», доказывает пространственную неоднородность ранней Солнечной системы.
Профессор Кэтрин Фримен отметила, что огромная разница между соседними атомами в одной молекуле свидетельствует о её первозданной природе. По её словам, эти молекулы могли возникнуть на самом заре рождения Солнечной системы, возможно, даже до формирования Земли.
Данные о составе астероидных материалов создают важную абиотическую базу. Это поможет ученым в будущем отличать природные органические соединения от настоящих биосигнатур при исследовании других тел, например, ледяных лун Юпитера.
