Wetenschappers weten al lang dat bepaalde ingrediënten nodig zijn om het leven te ondersteunen, vooral water en belangrijke organische chemicaliën zoals koolstof. In recente jaren, beide ingrediënten zijn gevonden op gigantische asteroïden en andere hemellichamen.

Maar, tot nu, geen enkele studie had sluitend bewijs geleverd, gebaseerd op buitenaardse monsters, om te laten zien hoe en wanneer organische materie is gemaakt op de rotsen die door de zwaartekracht rond ons zonnestelsel worden geslingerd.

Samen met een groep internationale wetenschappers, mijn team heeft enkele van de minuscule deeltjes geanalyseerd die uit zo'n rots zijn gehaald:een asteroïde genaamd 25143 Itokawa. Ons onderzoek wees uit dat organisch materiaal - de grondstoffen voor het leven - was geproduceerd op het oppervlak van Itokawa, evenals daar afgeleverd via meteoriet en ruimtestofinslagen.

Het is de eerste keer dat een onderzoeksteam heeft aangetoond dat organische stoffen in situ zijn gemaakt op asteroïden, en dat deze organische inhoud mogelijk is geëvolueerd toen ander organisch materiaal in de loop van de tijd het oppervlak van de asteroïde raakte. Met deze kennis, we kunnen speculeren over de evolutie van de chemie van het aardoppervlak gedurende de miljarden jaren die voorafgingen aan de eerste vonk van leven op onze planeet.

Monster verzamelen

Elke dag, tussen de 50 en 150 meteorieten die meer dan 10 gram wegen, raken het aardoppervlak. Deze kleine rotsen kunnen chemische aanwijzingen bevatten over ons zonnestelsel, maar zodra ze onze atmosfeer binnenkomen - en vooral nadat ze de aarde hebben geraakt - raken ze besmet, vervormen en wissen van de aanwijzingen waarmee ze aankwamen.

Dat is de reden waarom ruimtemissies zijn bedoeld om monsters rechtstreeks van asteroïden en van een komeet te verzamelen, de maan en Mars:om buitenaardse deeltjes te inspecteren die niet zijn bezoedeld door terrestrische verontreinigingen.

Een van die missies werd in 2003 gelanceerd door het Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA). De Hayabusa-missie, op weg naar de nabije aarde asteroïde Itokawa, probeerde te vangen, deeltjes opslaan en retourneren die wetenschappers kunnen inspecteren op tekenen van de ingrediënten die nodig zijn om het leven te ondersteunen.

Itokawa werd geselecteerd voor de missie omdat zijn baan hem dichter bij de aarde zou brengen, net zoals het Hayabusa-ruimtevaartuig het in 2005 onderschepte - een prestatie die het lukte ondanks twee jaar van onrustige ruimtevluchten die werden achtervolgd door zonnevlammen en technische problemen.

Na zes weken observatie op afstand, 20 kilometer boven Itokawa, Hayabusa dook naar het oppervlak van de asteroïde, het uitvoeren van twee touchdowns terwijl je met meer dan 25 kilometer per seconde door de ruimte reist. Deze landingsduiken leken op hoe een valk duikt om zijn prooi te vangen. "Hayabusa" is het Japanse woord voor valk, hoewel zijn prooi op deze missie asteroïdestof was.

Stof tot stof

Lading veilig opgeborgen, Hayabusa keerde in 2010 terug naar de aarde met duizenden kostbare, onaangetaste stofdeeltjes. tegen 2012, die deeltjes waren zorgvuldig verspreid onder wetenschappers over de hele wereld. Velen waren slechts 50 micrometer in diameter, ongeveer de helft van de diameter van een mensenhaar.

Het analyseren van de deeltjes was delicaat werk. We konden ze alleen oppakken met de punt van een naald:het deeltje plakt alleen door statische elektriciteit aan de naald, en een klein beetje lucht kan het deeltje gemakkelijk voor altijd wegblazen. We moesten er ook absoluut zeker van zijn dat er geen deeltjes werden aangetast door terrestrische besmetting terwijl we ze bestudeerden.

Tot dusver, organische analyses zijn uitgevoerd op minder dan tien Itokawa-deeltjes. Deze studies hebben water en organisch materiaal gevonden. Maar in alle gevallen waren de auteurs niet zeker van de definitieve oorsprong van de organische stof en watersporen die ze vonden:beide waren technisch niet te onderscheiden van die in terrestrische rotsen.

Buitenaardse zekerheid

Ons deeltje was anders. Bijgenaamd "Amazon" omdat zijn vorm leek op die van Zuid-Amerika, ons deeltje bevatte ook organisch materiaal, maar deze keer zijn isotopische handtekeningen classificeerden het als ondubbelzinnig buitenaards.

We hebben ook bewijs gevonden dat suggereert dat de organische stof van Amazon afkomstig is van twee bronnen:endogeen (in situ geproduceerd op Itokawa) en exogeen (elders geproduceerd en afgeleverd aan het oppervlak van Itokawa).

Dat komt omdat we primitief vonden, onverwarmde organische stoffen in Amazon, evenals gegrafitiseerde organische stoffen, die moet zijn verwarmd tot 600°C. Beide organische stoffen kwamen op slechts 10 micrometer van elkaar voor.

Het was interessant om te ontdekken dat Itokawa in het verleden zulke hoge temperaturen had meegemaakt. Het betekende dat Itokawa tot een veel grotere asteroïde van minstens 40 kilometer in diameter moet hebben behoord voordat hij catastrofaal werd getroffen en in fragmenten werd verbrijzeld. waarvan sommige weer bij elkaar kwamen om Itokawa te vormen.

De verwarmde organische stof moet afkomstig zijn uit het zeer hete binnenste van een voorheen grote asteroïde, terwijl de onverwarmde materie zich later op Itokawa moet hebben gevestigd, van koolstofhoudende meteorietinslagen, of van ruimtestof. Hetzelfde gebeurde met Itokawa's water:het ging verloren in de periode van verwarming, en het rehydrateerde uit exogeen water nadat de verwarming was afgenomen.

oude aarde

Onze bevindingen laten duidelijk zien dat Itokawa, en waarschijnlijk vele andere asteroïden in ons zonnestelsel, water en organisch materiaal op verschillende manieren kunnen ontwikkelen, en in verschillende omstandigheden, gedurende eonen van hemelse tijd.

Uitgerust met deze nieuwe kennis, we kunnen speculeren over de eigen evolutie van de aarde in de tijd voordat het leven zich ontwikkelde. Als hemelgesteenten zich gedurende miljarden jaren kunnen ontwikkelen en zelfs hun organisch materiaal kunnen delen, zoals we hebben gezien met Itokawa, misschien de speciale plaats van de aarde in onze kosmos, intelligent leven dragen waar andere planeten dat niet doen, is het resultaat van soortgelijke hemelse interacties.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.