Tijdens een expeditie naar Antarctica in 2012 een team van Japanse en Belgische onderzoekers pakte een kleine steen op die steenkoolzwart leek tegen het sneeuwwit. Nu bekend als meteoriet Asuka 12236, het was ongeveer zo groot als een golfbal.

Ondanks zijn bescheiden omvang, deze rots uit de ruimte was een kolossale vondst. Zoals het blijkt, Asuka 12236 is een van de best bewaarde meteorieten in zijn soort ooit ontdekt. En nu, NASA-wetenschappers hebben aangetoond dat het microscopische aanwijzingen bevat die hen kunnen helpen een universeel mysterie op te lossen:hoe floreerden de bouwstenen van het leven op aarde?

Dus, toen astrobiologen van NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, kregen hun (voorzichtig gehandschoende) handen op een piepklein stukje van deze primitieve meteoriet, ze gingen snel aan de slag om de informatie binnenin te decoderen. Onder de schittering van de tl-lampen en vergezeld van het geroezemoes van analytische instrumenten die op de achtergrond draaien, het NASA Goddard-team verpletterde eerst een 50 milligram snuifje Asuka 12236 in hun laboratorium met een vijzel en stamper. Daarna suspendeerden ze de aminozuren van het oude stof in een wateroplossing en stuurden de vloeistof door een krachtige analytische machine die de moleculen erin massaal scheidde en elke soort identificeerde.

De Goddard-onderzoekers ontdekten dat er een overvloed aan aminozuren was opgesloten in Asuka 12236, dubbele concentratie gezien in een ruimterots genaamd Parijs, die eerder werd beschouwd als de best bewaarde meteoriet van dezelfde klasse. Deze oermoleculen omvatten asparaginezuur en glutaminezuur, die behoren tot de 20 aminozuren die zichzelf in talloze arrangementen vormen, waaruit miljoenen eiwitten bestaan. Eiwitten gaan vervolgens door met het aandrijven van de chemische tandwielen van het leven op aarde, inclusief essentiële lichaamsfuncties bij dieren.

Onder leiding van Goddard-astrobioloog Daniel P. Glavin, het team ontdekte ook dat Asuka 12236 meer linkshandige versies van sommige aminozuren had. Er is een rechtshandige en linkshandige spiegelbeeldversie van elk aminozuur, alsof je handen spiegelbeelden van elkaar zijn. Al het bekende leven gebruikt alleen linkshandige aminozuren om eiwitten te bouwen. Meer en meer, Glavin en zijn collega's ontdekken dat meteorieten vol zitten met deze linkshandige chemische voorlopers van het leven.

"De meteorieten vertellen ons dat er een inherente voorkeur was voor linkshandige aminozuren voordat het leven zelfs maar begon, "Zei Glavin. "Het grote mysterie is waarom?"

Om tot op de bodem uit te zoeken wat linkshandigheid zo speciaal maakt, Glavin en zijn team onderzoeken honderden meteorieten. De grotere verscheidenheid aan oorsprongen, chemie, en leeftijden, des te beter. Verschillen in de soorten en hoeveelheden aminozuren die in deze gesteenten worden bewaard, stellen wetenschappers in staat om een ​​overzicht op te bouwen van hoe deze moleculen door de tijd en onder omstandigheden zijn geëvolueerd, inclusief blootstelling aan water en hitte in hun moederasteroïden.

Op de tijdlijn van het zonnestelsel, Asuka 12236 past helemaal in het begin - in feite, sommige wetenschappers denken dat kleine stukjes van de meteoriet dateren van vóór het zonnestelsel. Verschillende bewijslijnen suggereren dat de oorspronkelijke chemische samenstelling van Asuka 12236 de best bewaard gebleven is in een categorie koolstofrijke meteorieten die bekend staat als CM-chondrieten. Dit zijn enkele van de meest interessante gesteenten om te bestuderen voor wetenschappers die zich richten op de oorsprong van het leven, aangezien vele een zeer complexe mix van organische verbindingen bevatten die in verband worden gebracht met levende wezens.

Wetenschappers hebben vastgesteld dat het interieur van Asuka 12236 zo goed bewaard is gebleven omdat het gesteente werd blootgesteld aan heel weinig vloeibaar water of hitte, zowel toen het nog een deel van een asteroïde was en later, toen het op Antarctica zat te wachten om ontdekt te worden. Ze kunnen het zien op basis van de soorten mineralen die erin worden gevonden. Een gebrek aan kleimineralen is een aanwijzing, aangezien dit soort mineralen wordt gevormd door water. Een andere aanwijzing is dat Asuka 12236 veel ijzermetaal bevat dat niet is geroest, een indicatie dat de meteoriet niet is blootgesteld aan de zuurstof in het water. Het gesteente bevat ook een overvloed aan silicaatkorrels met ongebruikelijke chemische samenstellingen die aangeven dat ze zijn gevormd in oude sterren die stierven voordat de zon begon te vormen. Aangezien deze silicaatmineralen doorgaans gemakkelijk door water worden vernietigd, wetenschappers vinden ze niet in meteorieten die minder ongerept zijn dan Asuka 12236.

"Het is leuk om na te denken over hoe deze dingen op de aarde vallen en vol zitten met al deze verschillende informatie over hoe het zonnestelsel is ontstaan, waaruit het is ontstaan, en hoe de elementen in de melkweg zijn opgebouwd, " zei Conel M. O'D. Alexander, een wetenschapper aan het Carnegie Institution for Science in Washington, gelijkstroom, die samenwerkte met Glavin's team aan de Asuka 12236-analyse, die op 20 augustus in het tijdschrift werd gepubliceerd Meteoritica en planetaire wetenschap .

Meteorieten zoals Asuka 12236 zijn stukken van veel grotere asteroïden. Deze fragmenten werden meer dan 4,5 miljard jaar geleden tijdens asteroïdebotsingen in het zonnestelsel geslingerd en kwamen uiteindelijk naar het aardoppervlak na een vurige afdaling door onze atmosfeer te hebben overleefd. Voor Alexander en Glavin, deze rotsen zijn als geschiedenisboeken die uit de lucht vallen en chemische informatie leveren over het vroege zonnestelsel. Ruimterotsen zijn de enige bron van deze informatie, omdat erosie en platentektoniek op aarde de chemische geschiedenis van onze planeet hebben weggevaagd.

Met Asuka 12236, wetenschappers krijgen een kijkje in de allereerste aminozuren die in het zonnestelsel worden geproduceerd en de omstandigheden die hebben geleid tot de verscheidenheid en complexiteit van deze moleculen. "Asuka 12236 laat ons zien dat er een 'Goldilocks'-ding gaande is, ' zei Glavin.

Glavin en zijn team leren dat de sleutel voor aminozuren, als het gaat om vormen en vermenigvuldigen, is blootstelling aan de perfecte omstandigheden in asteroïden. "Je hebt wat vloeibaar water en warmte nodig om een ​​verscheidenheid aan aminozuren te produceren, "zei hij. "Maar als je te veel hebt, je kunt ze allemaal vernietigen."

Het water zou zijn geproduceerd in de asteroïde waar Asuka 12236 vandaan kwam, toen de warmte van het radioactieve verval van bepaalde chemische elementen het ijs smolt dat condenseerde met gesteente toen de asteroïde voor het eerst werd gevormd. Aangezien Asuka 12236 zo goed bewaard is gebleven, het kan afkomstig zijn van een koelere buitenste laag van de asteroïde waar het in contact zou zijn gekomen met weinig warmte, en daarom, water. Hoewel dat voorlopig slechts een vermoeden is, Glavin zei:"Er is nog veel dat we niet weten over deze meteoriet."

De enige factor die niet klopt met die verklaring is deze:het team van Glavin vond meer linkshandige dan rechtshandige moleculen in sommige eiwitvormende aminozuren in Asuka 12236. Deze linkshandige moleculen zouden verwerkt moeten zijn in veel meer water dan deze oude rots lijkt te zijn blootgesteld. "Het is vrij ongebruikelijk om deze grote linkshandige excessen te hebben in primitieve meteorieten, " zei Glavin. "Hoe ze gevormd zijn, is een mysterie. Daarom is het goed om naar verschillende meteorieten te kijken, zodat we een tijdlijn kunnen bouwen van hoe deze organische stoffen in de loop van de tijd evolueren en de verschillende wijzigingsscenario's."

Hoewel het mogelijk is dat wetenschappers deze levensgerelateerde moleculen zien vanwege aardse besmetting, Het team van Glavin is er om verschillende redenen van overtuigd dat Asuka 12236 onaangetast is. Een teken is dat een hoge concentratie aminozuren in het monster van Goddard vrij rondzweefde; als wetenschappers naar het leven op aarde hadden gekeken, de aminozuren zouden zijn gebonden in eiwitten, zei Glavin. Nog altijd, wetenschappers kunnen er niet 100% zeker van zijn dat ze niet naar verontreiniging kijken als ze te maken hebben met rotsen die op het aardoppervlak vallen.

Om deze reden, Glavin en zijn team kijken uit naar het analyseren van een beslist ongerept monster van een primitieve asteroïde die niet is blootgesteld aan de biologie van de aarde. Ze zullen hun kans krijgen nadat NASA's OSIRIS-REx-ruimtevaartuig in 2023 een verzegelde cache van vuil en rotsen van de asteroïde Bennu heeft afgeleverd. OSIRIS-REx zal het monster van Bennu op 20 oktober verzamelen, 2020.

"De soorten moleculen begrijpen, en hun handigheid, die aanwezig waren in de vroegste dagen van het zonnestelsel brengt ons dichter bij het weten hoe de planeten en het leven gevormd, " zei Jason P. Dworkin, een Goddard-astrobioloog die Asuka 12236 heeft helpen analyseren en als projectwetenschapper voor de OSIRIS-REx-missie fungeert.