美国国家航空航天局(NASA)的OSIRIS-REx任务已将来自小行星本努的原始样本带回地球,早期结果令人瞩目。样本分析师确认了丰富的有机化合物、富含氮的材料以及过去液态水的证据,这些都是帮助我们理解小行星在将生命的构建块送往地球中所扮演角色的关键成分。本周,我们邀请了Scott Sandford,他是OSIRIS-REx的共同研究员,也是NASA艾姆斯研究中心的研究科学家。他探讨了NASA OSIRIS-REx团队发布的前两篇样本分析论文。然后,Bruce Betts将加入我们进行“近况”,我们回顾人类的样本返回任务历史。了解更多信息请访问: https://www.planetary.org/planetary-radio/2025-OSIRIS-REx-sampleSee omnystudio.com/listener for privacy information.</context> <raw_text>0 本努的样本揭示了早期太阳系的秘密,甚至可能揭示生命的起源。本周在《行星电台》。我是行星学会的Sarah Al-Ahmed,带来更多关于我们太阳系及其以外的人类冒险。NASA的OSIRIS-REx任务返回了一个原始的小行星样本,让我们前所未有地了解本努的化学和历史。
在这一集中,我们将与OSIRIS-REx的共同研究员、NASA艾姆斯研究中心的研究科学家Scott Sanford探讨本努样本的首次发布分析。Scott在研究外星材料方面已经近四十年,今天他将帮助我们理解为什么本努的有机物和矿物正在重写我们对小行星化学的认知。
然后我们将与Bruce Betts进行“近况”交流,回顾人类的样本返回任务历史,从阿波罗月球岩石到彗星尘埃以及火星未来的计划。如果你喜欢《行星电台》,并想了解最新的太空发现,请确保在你最喜欢的播客平台上点击订阅按钮。通过订阅,你将不会错过任何充满惊叹的宇宙知识和我们在其中位置的节目。
在进入我们的主要故事之前,我们有一些关于上周发射的激动人心的月球任务的更新,包括Firefly Aerospace的蓝色幽灵着陆器,该着陆器于2025年3月2日成功着陆月球。蓝色幽灵任务是NASA商业月球有效载荷服务(CLPS)计划的一部分。
它将10个NASA科学和技术仪器送到了月球表面,还有一个我们组织非常兴奋的项目PlanetVac。PlanetVac是由Honeybee Robotics构建的行星学会支持的技术,旨在从其他世界收集样本。我们在2013年和2018年资助了PlanetVac的测试,我们非常高兴看到它终于在月球上进行测试。
总有一天,我们将能够在火星的卫星福波斯上测试它,与日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的MMX任务一起。此外,上周,NASA的月球开拓者航天器作为IM-2月球着陆器的共享有效载荷在猎鹰9号火箭上发射。这是在2月27日。月球开拓者由行星学会董事会主席Bethany Ellman领导。
该任务旨在从轨道上绘制月球上的水的数量和形式。我们将在未来的节目中分享更多关于这些发射和上周发射的其他内容。但现在让我们进入今天的主要故事,OSIRIS-REx样本返回结果。2023年9月24日,经过71亿公里的激烈旅程,NASA的OSIRIS-REx任务成功将来自小行星本努的原始样本送回地球。
样本被密封在一个保护胶囊中,安全地降落在犹他州的沙漠中。也就是说,在它以每小时43,000公里的速度经历了炽热的大气进入,温度升高至2900摄氏度后,它才得以安全着陆。一旦它真正落到地面,
胶囊被运送到位于德克萨斯州休斯顿的NASA约翰逊航天中心的洁净室,科学家们开始分析小行星的材料。本努是一个近地小行星,这意味着虽然它没有立即威胁,但未来可能会构成风险。这使得它成为研究的主要目标。
不仅因为其科学价值,还因为行星防御。本努是一个碎石堆小行星,由早期太阳系中一个较大、灾难性破坏的天体的碎片形成。即使在OSIRIS-REx返回样本之前,我们就强烈怀疑本努可能含有有机化合物,并且可能比过去的小行星样本返回更富含挥发性材料。
但与所有样本返回任务一样,本努带来的惊喜超出了任何人的预期。仅分析了122克小行星材料的一小部分,科学家们已经在关于小行星可能在将水和生命的构建块送往地球等行星中所扮演的角色方面取得了显著发现。为了讨论这些发现,我们邀请了Scott Sanford博士。
Scott是NASA艾姆斯研究中心的研究科学家,在那里他花了近40年时间领导天体化学、天体物理学和天体生物学的研究。Scott还是OSIRIS-REx的共同研究员,以及包括Stardust在内的其他几个样本返回任务的共同研究员,Stardust任务从彗星维尔德2号返回样本。
他还参与了JAXA的隼鸟和隼鸟2号任务,这两个任务访问了小行星板川和龙宫,然后将样本带回地球。今天我们将讨论NASA OSIRIS-REx样本分析团队发布的前两篇重要论文,这两篇论文均由我们今天的嘉宾共同撰写,并于2025年1月29日发布。第一篇论文名为《古代盐水中记录的蒸发岩序列》,发表于《自然》杂志。
它探讨了液态水在本努母体上留下的化学沉积,为小行星的早期历史提供线索。第二篇论文名为《小行星101955本努样本中的丰富氨和富含氮的可溶性有机物》。
它发表于《自然天文学》。这项研究揭示了在本努样本中发现的复杂有机化合物,这些是帮助我们确定小行星在地球生命播种中所扮演角色的关键成分。谁知道,也许在其他地方也是如此。让我们进入科学讨论。嘿,Scott,感谢你加入《行星电台》。嗨,谢谢,我很高兴能在这里。我喜欢谈论科学,所以我很高兴能和你讨论。
我很高兴能有一个在这么多不同样本返回任务中工作过的人。OSIRIS-REx并不是你唯一参与的任务。是的,我参与了Stardust样本返回任务,该任务从一颗彗星返回样本。我还参与了日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)运行的隼鸟和隼鸟2号任务,这两个任务访问了两个不同的小行星。
当然,今天我们在谈论OSIRIS-REx任务,它访问了小行星本努。此外,我在创世纪任务中也扮演了至少一个小角色,该任务带回了太阳风样本。所以我参与了几乎所有NASA进行的样本返回任务,除了阿波罗任务,那是在我之前的事情。你是如何专门研究外星材料,特别是有机物的?
我在圣路易斯的华盛顿大学做我的论文工作,研究由U-2飞机收集的宇宙尘埃,这些飞机实际上是从NASA艾姆斯这里起飞的。所以他们在平流层的高空部署收集器,扫取一些从外部进入大气层的尘埃。
这些颗粒是微观的,直径约为20微米,比你的头发还要细。我试图获取它们的红外光谱,以便我们可以将其与望远镜数据进行比较,比较彗星、小行星等的光谱数据。我们发现这些颗粒的一个成分是有机物。因此,有机物从一开始就引起了我的兴趣。此外,当我来到NASA艾姆斯时,我的工作不仅仅是参与样本返回任务。我还...
帮助建立了与Lua Alamandola一起的天体化学实验室。这是一个可以模拟外太空的实验室,特别是非常寒冷的环境,在那里你有混合的分子冰,温度非常低。我们谈论的是星际尘埃云、彗星和冥王星等非常寒冷的地方。
我们进行的工作使我们能够识别出一些存在于外部冰中的成分。然后我们还问自己,当这些冰被宇宙射线和光子辐照时会发生什么,因为我们知道这在太空中是会发生的。我们发现这会驱动丰富的化学反应,将简单的分子如水、氨和甲醇转变为包含氨基酸、核苷酸和所有其他更复杂的有机物的复杂混合物。
这开始向所有人,包括我们,展示太空似乎是硬连线进行有机化学的,并且产生了许多新的复杂性。如果你形成一个新的太阳系,一个新的行星系统,几乎可以肯定这些行星将会有这种材料降落在它们上面。因此,这在某种程度上为在其他地方启动生命提供了优势。它还告诉你,即使在没有生命的地方,也应该有有机化合物,因为这些过程是相当普遍的。
而且发现的财富是如此之多。但我们会深入探讨。但这绝对令人震惊。是的。
但在我们去那里之前,每个太空任务都是团队合作。在NASA的任务中,确实需要许多不同的NASA设施的贡献才能使其运作。那么NASA艾姆斯具体是如何为OSIRIS-REx任务做出贡献的呢?好的,是的,我在加利福尼亚的Moffett Field的NASA艾姆斯工作。我从任务开始就参与其中,因此我扮演了很多角色。但从某种意义上说,你可以说艾姆斯在两个通用角色方面发挥了关键作用。一个是...
艾姆斯在开发和测试热保护系统方面发挥了关键作用。我的样本在被捕获后由航天器带回地球,然后进入地球大气层,必须在再入时生存下来,正如你所知道的,大家可能都熟悉,这涉及到以每秒约14公里的速度进入时产生大量热量。因此,如果不保护样本,它就会燃烧殆尽。因此,你需要这些非常特殊的材料来
承受这种冲击并生存下来。因此,艾姆斯在开发这些材料方面发挥了关键作用,然后在我们的ArcJet设施进行测试,以证明它们的有效性和耐热性。
所有样本返回任务中,如果你无法将样本带到地球表面并进行测量,那么获得样本就没有任何意义。因此,所有样本返回任务的关键部分是具备这种能力。因此,NASA艾姆斯在确保NASA具备这种能力方面发挥了重要作用。这为所有类型的样本返回任务打开了大门,不仅仅是像OSIRIS-REx这样的任务。然后我从一开始就参与了这个任务。我是最初科学团队成员之一。
因此,我在这方面扮演了很多角色。其中一些涉及设计采样系统的某些方面或测试系统的某些方面。然后,当然,解决科学问题。因此,现在样本已经回来,我正在花时间测量样本,这也是我一开始想做这件事的主要原因。但要获得样本,你需要做很多工作。因此,我在ARC在这方面扮演了很多角色。但我还要强调,正如你之前提到的,
这些任务是复杂的,需要大量不同专业的团队人员。因此,这种事情之所以能够运作,是因为你有一群非常优秀的人,他们努力工作了很长时间。这些任务需要多年时间。
正如我们上周与创世纪任务所说,从开始工作到将其带回家并进行所有样本分析,已经过去了25年。但这就是它的美妙之处。随着我们的技术进步,实际上在很长时间后分析这些样本是非常有用的,因为我们有更多的能力去这样做。是的。我是说,样本返回任务有几个美妙之处,但其中最大的一个,当然是你最终在实验室里拥有一个样本。
而不是在遥远的航天器上进行远程检查。一旦你拥有样本,那么你的航天器的仪器实际上就是地球上的所有分析设备,对吧?因此,你可以对返回的样本进行测量,而这些测量是你通过飞行航天器无法进行的。我是说,用于研究本努样本的仪器不仅比航天器大,而且比航天器起飞的发射台还要大。好的。因此,你知道,我所做的一些工作,我们一直在使用伯克利的先进光源,这是一个大型同步加速器。我们一直在使用那里的X射线束进行测量。你永远不会在航天器上飞行这样的设备。它是一个巨大的建筑。但由于样本返回,我们可以使用所有这些技术。这也使我们
更加灵活,因为,如果你要在原位进行所有测量,你必须在发送航天器之前决定你想测量的内容。此外,正如你提到的,你的技术本质上是最先进的,尽管任务已经进行了10年,但你所使用的分析技术是
新鲜和现代的,实际上由于你有样本在手,你可以利用尚不存在的技术。我的意思是,当我们得到样本时,我们不会像你知道的那样研究六个月,然后说“哦,那很有趣”,然后把它扔掉。不,它会被送到一个保管设施,我们会非常好地照顾样本,并且它将可供人们在未来进行研究。因此,我认为我会期待会有人根据他们从本努样本中发现的内容撰写科学论文。有些论文将来自尚未出生的人。好的,我们仍在研究阿波罗样本,并学习有关月球的知识。因此,一旦你得到样本,它就是一个惊人的资源。不仅对未来的人来说,而且对未来的技术。现在不存在的技术,后来可以应用。
这些样本教会了我们很多关于行星形成和潜在的地球生命历史的知识。但这个样本非常特别。你会说本努的这些样本有什么特别之处?
好吧,我认为有几件事情使它特别。我的意思是,你之前提到,在某种程度上我们发现有机物并不令人惊讶,因为我们在落到地球上的碳质球粒陨石等其他样本中见过有机物。但本努样本中有一些东西是非常独特的。首先,由于我们访问了小行星,并通过摄影和光谱学等各种方式对小行星进行了表征,
在我们下去获取样本之前,我们的样本有背景。我们知道它来自哪里。我们知道它来自哪个天体。我们知道它在天体上的位置。我们知道在我们下去采样之前它的样子。而对于陨石来说,它们都是孤儿。它们落在地面上。我们并不真正知道它们来自哪里。因此,很难将事物放在背景中。
因此,这个任务给了我们这个背景,这使得差别巨大。它确实让你以更好的方式解释你所看到的东西。此外,我们付出了很大的努力,以确保我们带回的样本保持尽可能原始。
因此,陨石在落地时,我们免费获得它,当然,但它是孤儿。而且,顺便说一下,它落在一个牧场或水洼中,或者弹到路上被汽车撞到,无论如何。它们几乎立即被污染。考虑到地球上水和有机物的丰富存在,你会受到这两者的污染。因此,
在测量陨石中的有机物时,总是存在这个问题,特别是如果你测量与地球上生物学相关的任何分子。我怎么知道这不是污染物?我怎么知道我测量的东西不是在欺骗我们,而是陨石的一部分?好吧,在本努的情况下,由于我们尽一切可能以原始的方式捕获或收集它,我们以原始的方式储存它,我们将其放回地球表面时放在一个容器中,
封闭的容器使其不在泥土中滚动等等。然后迅速将其送入准备好的洁净室。然后样本在其大部分生命周期内都处于氮气冲洗状态。因此,它没有暴露于氧气和水蒸气中。因此,最终结果是,当我们在样本中测量东西时,我们非常有信心这些不是污染物。这是一个很大的区别,特别是如果你测量的分子类型
与整个天体生物学角度相关,这确实是一个很大的帮助。实际上,我认为我们在样本中看到了一些在碳质球粒陨石中很少见的东西,特别是因为我们将这些东西保持在空气之外。我们发现的东西之一是几周前发布的两篇论文之一,关于我们看到的蒸发岩序列,这意味着我们在样本中看到了盐。
如果你有一块陨石落在地球上,里面有盐,并且它静置了一两天,那么你知道会发生什么,如果你把食盐放在外面,留到过夜,对吧?它会融化,对吧?因此,这使我们能够保存一些东西,而大多数陨石很快就会丢失。因此,所有这些因素使本努样本成为一个惊人的资源。是的。
在尝试分析这些样本的成分时,有哪些最有用的技术?好吧,我必须小心如何回答这个问题,因为我可以告诉你我喜欢用来做我所做的事情的技术,但这并不意味着其他技术对我同样有价值。
它们各有其理由。我的意思是,我们使用很多技术,因为它们都很有用。因此,我使用的一些东西是红外光谱学,这有两个优点。一个是你可以将红外数据与我们在小行星上使用航天器拍摄的望远镜数据或光谱数据进行比较。因此,你可以比较这两者,但它也给你提供了很多关于存在的分子成分的信息。你知道,它可以告诉你是否存在有机物,如果存在,它们是脂肪族有机物吗?是芳香族有机物吗?它们是否有氮键,等等?
我们还在进行X射线吸收近边光谱学的工作,这也给我们提供了相关信息。但也有人进行透射电子显微镜分析。这是一种测量矿物并理解其矿物结构和化学成分的好方法。一种真正强大的技术是使用同位素。你研究不同元素的同位素比率。这可以告诉你样本是否包含某些情况下的前太阳成分,可能是实际上在小行星形成之前就存在的成分。因此,它们比太阳系还要古老。在有机物的情况下,你喜欢测量同位素,因为许多外星有机物相对于正常氢富含氘,即重氢。它们通常相对于氮14富含氮15。因此,如果你可以测量你在样本中发现的有机物的同位素比率,并且你得到了这些
那么你就知道它不是地球的,因为地球的东西会有地球的同位素比率。因此,这对理解可能在制造它们的化学中发挥的作用非常有用,但它也给你提供了保证,让你知道你正在看真正的东西。是的。
因此,同位素是一个重要的方面。同位素的某些同位素系统可以用于测定事物的年代。你可以用它们来弄清楚,哦,这个是在这个之后的200万年制造的,或者这个是在46.52亿年前制造的,或者其他的。因此,年代学涉及同位素。因此,这就是同位素。我的意思是,我不进行同位素分析,但我会第一个站出来为它们辩护,因为它们实在是太有用了。是的。
因此,有很多很多技术。我相信到我们完成这个任务时,我们将发表数十篇论文,所有这些论文都将涉及
至少一种,如果不是多种技术用于研究样本。而且,再次强调,样本返回意味着我们可以进行所有这些测量,而不仅仅是一些,因为我们受到航天器能携带的限制。我们可以进行所有这些测量,然后你不仅可以从这些测量中学习,而且现在可以开始将它们进行比较。然后一旦你从不同的测量中获得结果并将它们结合在一起,你就可以找出一些你无法通过
单一类型的测量来找出的事情。你知道,你可能会进行测量,比如,哦,这真的很奇怪。我可以看到几种可能的方式,但我不确定哪种最可能。但然后你看到别人测量的东西,你会想,哦,你刚刚测量的东西与我的某个想法不兼容。那个想法显然不成立。因此,你不仅从技术中学习到东西。你通过比较技术学习,这带来了巨大的不同。是的。
这些论文表明,本努并不是仅仅以这种方式形成的。它实际上来自一个母体。是什么让我们认为这是事实?好吧,有几个原因,但很多只是因为你有一个碎石堆,表明曾经有一个天体被破坏成许多碎片,然后它们又重新聚集在一起。通常,如果你有那种影响力打破东西,你不会期望所有东西都能重新聚集成一个天体。因此,这些部分可能曾经是
一个更大天体的一部分。但此外,如果你看看拍摄的表面图像,你知道,表面覆盖着巨石。你可以看到具有不同特征、不同外观的巨石。有些巨石显然看起来有层次。许多这种地形和地貌表明,曾经发生过涉及更大天体的过程。例如,我们知道
我们带回的材料的主要成分是由一种称为层状硅酸盐的矿物主导的。这些是粘土。因此,这些矿物是在通过暴露于液态水改变先前矿物时形成的。这意味着你必须在某个时候有一个足够大的母体,能够拥有液态水。而且现在显然没有液态水。你在样本中仍然有一些水分子,但周围没有液态水。
因此,要获得液态水,通常认为你需要有一个足够大的天体来保持和发展内部的热量,以融化在天体首次聚集时可能积累的冰。
因此,这通常需要比当前本努更大的天体来做到这一点。因此,如果你试图弄清楚本努最初可能来自哪里,有几个小行星家族是合理的候选者。通常,当你看到小行星家族时,你会假设这是因为你有一个较大的天体破裂,所有部分现在都在慢慢分开。
因此,有许多证据表明,本努曾经是比现在大得多的东西的一部分,我们只看到那个原始母体的一个组成部分。
如果我们能够实际去一些小行星群并提取样本,那么我们实际上可以进行比较分析,看看哪个最有可能是本努的母体。对吧。尽管获得一个碎石堆小行星的好处是,你知道,如果原始小行星,假设为了论证的目的,假设是20公里宽,我们可以下来采样100克,那么你就会有这个问题,如果你有一个更大的天体,你的样本对整体的代表性如何?你可能会有很大的偏见。但如果你获得一个碎石堆小行星,
你已经打破了原始小行星,然后将碎片杂乱无章地重新组合在一起,那么这个碎石堆很有可能包含来自整个原始天体的成分。因此,从某种意义上说,它是一个更好的抓取样本,对吧?因此,你有可能看到你可能在原始小行星破裂之前未能采样的部分。我们可能在看到这一点,因为如果你看看我们带回的样本,单个岩石,
显然属于几种不同的岩石类型。并不是所有的岩石看起来都一样。它们之间存在一些变化,这可能是因为其中一些
来自原始母体的表面附近,而一些来自更深处,或者至少它们有不同的历史。因此,我认为我们相当有信心本努只是一个更大母体的一部分。希望通过测量样本,我们实际上能够开始告诉你很多关于母体本身的事情。我的意思是,我认为我们已经看到一些东西,给我们提供了一些线索,关于原始母体的环境在早期太阳系中可能是什么样的,至少在早期阶段。
是的,你之前提到,这些样本富含氮,尤其是氨,当我们与其他陨石和类似物体进行比较时。它们在材料中也具有这些同位素富集。这实际上意味着什么,关于本努或其母体形成的情况?好吧,通常认为,在早期,太阳系形成时,它是由一个原恒星盘形成的。因此,基本上,冰、尘埃和气体形成。
美国宇航局的OSIRIS-REx任务已将来自小行星本努的原始样本带回地球,早期结果令人瞩目。样本分析师确认了丰富的有机化合物、富含氮的材料以及过去液态水的证据,这些都是帮助我们理解小行星在将生命构件送往地球中所扮演角色的关键成分。本周,我们邀请了Scott Sandford,他是OSIRIS-REx的共同研究员,也是美国宇航局艾姆斯研究中心的研究科学家。他探讨了美国宇航局OSIRIS-REx团队发布的前两篇样本分析论文。然后,Bruce Betts加入我们进行“最近动态”,回顾人类样本返回任务的历史。了解更多信息请访问: https://www.planetary.org/planetary-radio/2025-OSIRIS-REx-sampleSee omnystudio.com/listener for privacy information.</context> <raw_text>0 在形成太阳的过程中,物质向内坍缩,角动量最终形成了一个围绕太阳旋转的盘子,而离太阳越远,物质就越冷。在太阳星云的早期阶段,如果你位于盘子的中平面附近且远离太阳,温度可能会非常低,因为没有阳光照射到你身上,你离太阳很远。
这意味着许多气体不再是气体。它们会以冰的形式冻结。因此,像氨和二氧化碳这样的物质可以冻结并形成冰。
然后,当你开始将这些物质组合在一起形成像原始母体小行星那样的天体时,你不仅会收集岩石和矿物,还会收集这些冰。因此,最终的天体将包含非挥发性材料,如硅酸盐矿物,以及挥发性材料,如这些冰。我们看到如此多的氮和氨等物质,
这表明我们必须在足够远的地方形成,以至于氨能够凝结。如果氨的温度足够高,以至于氨无法凝结并仍处于气体状态,那么它就不会留在小行星中。它会随着气体一起被吹走。
因此,这确实表明本努必须在雪线之外形成,人们谈论的雪线是水会冻结的距离,但氨在更低的温度下冻结,二氧化碳也是。因此,本努可能是在这些冰线之外形成的。这表明原始母体是在离太阳相当远的寒冷环境中形成的。
显然,后来一旦情况稍微稳定下来,母体显然开始升温,我们开始融化这些冰。然后我们开始进行化学反应,进行水相变化,形成了层状硅酸盐等。这些样本中有大量含氮化学物质。样本中大约有10,000种不同的物质。在实际分析时,区分这些物质是否具有挑战性?
是的,这确实是很多分子。我们看到一种极其复杂的分子群体。在许多情况下,这种复杂性部分是因为我们看到许多异构体。因此,如果你有一个分子...
它包含某种原子组合,由于化学的性质,你通常可以以不同的排列将它们结合在一起。因此,你会有一个分子,可能有多个分子具有相同数量的氮、碳、氧和氢原子,但它们的排列不同。这是群体非常复杂的一个原因,因为你得到了这些异构体,即具有相同化学式的分子的不同版本。
这就是我们看到所有这些复杂性的原因之一,但同样,你知道,在地球上,无论你走到哪里都有生命。因此,如果你有生化物质散落在周围,生命通常不会倾向于忽视它们,而是会吃掉它们,或者如果是另一个生物系统,则会与之争斗。因此,地球上某些分子复杂性非常高,因为生物系统是复杂的,并使用复杂的生物化学,但
但你看到的化合物类型有一定的限制,因为你的生命专注于它可以使用的化合物,对吧?因此,在一个没有任何东西使用这些化合物的小行星上,你可能会有由非生物过程产生的化合物,常规的化学版本,然后没有东西来破坏它们。因此,它们会存在很长时间。因此,你会得到一个非常复杂的混合物,因为由于生命的存在,你没有将其筛选掉。
如果你试图在一个星球上启动生命,这可能是一个很好的事情,如果你用小行星中那种东西来播种这个星球。拥有一个极其复杂的混合物听起来是个好主意。你有各种各样的构件可以利用并潜在地使用。因此,如果你把生命想象成复杂的乐高城堡,已经找到了使用正确砖块建造城堡的方法,
像本努这样的物体所做的就是提供巨大的乐高桶,好的,各种类型的乐高。当你试图启动生命时,它开始进化,它可以利用它所需的乐高零件。而且很有可能它们会在某个地方的盒子里。真是太傻了,但我在想乐高电影中,那个场景,蝙蝠侠说,我只用黑色。我是深灰色的。是的。
本努的母体显然经历了这种水相变化,以获得所有这些不同的化合物。样本中有水合矿物,以及我们不想暴露在空气中的蒸发岩序列等。但这告诉我们关于本努母体内部实际流体相互作用的什么?我们认为实际存在多少水?
大多数硅酸盐已转化为这些粘土矿物。不是全部,但大部分。显然,大多数矿物与这种水相变化有关。因此,必须有足够的水来做到这一点。但同样显然,并不是说我们有一堆石头坐在海洋底部。随着时间的推移,这些水中的一些被用于处理矿物。
而其他可能剩下的则随着时间的推移流失到太空中。因此,我们那里不再有液态水。我们从本努样本中有非常好的证据。这是最近发布的两篇论文的主要观点之一。
我们看到一个蒸发岩序列。因此,我们看到一系列矿物,这些矿物是在一个包含水的系统中形成的,如果水正在消失,好的,事物正在干燥。因此,你会根据剩余水变得越来越咸的方式沉积矿物,你知道,你不使用的元素会被浓缩。
你最终得到的就是所谓的卤水。如果人们曾经去过像单湖或萨尔顿海这样的地方,他们可能会熟悉这一点,或者这是水非常咸的地方。你可以看到蒸发岩,水正在离开并留下矿物。在我住的地方,水相当硬。你知道,我们的水龙头上会有积垢,对吧?这基本上就是蒸发岩,水离开并沉积矿物的方式。
我们在本努的样本中看到了这个序列。因此,我们有非常好的证据表明整个干燥过程已经发生。在陨石中有一些证据,但没有那么完整的序列,可能是因为许多这些蒸发岩实际上是盐类,如果让样本变湿或暴露在湿气中,它们就不会存在。
我们看到水曾经存在,并且足够丰富以导致许多变化,但并不是如此丰富以至于将一切都转化为粘土,并且它没有永远存在。最终它消失了,并留下了所有这些蒸发岩的迹象。我们将在短暂的休息后继续与Scott Sanford的采访。
我是Jack Corelli,行星协会的政府关系主任。我很高兴地宣布,行星协会的旗舰倡导活动“行动日”的注册现已开放。每年,我们赋予来自美国各地的行星协会成员直接倡导行星探索、行星防御和寻找地球以外生命的权力。
与会者在华盛顿特区与立法者及其工作人员面对面交流,阐述太空探索的重要性并向他们展示其意义。研究表明,面对面的选民会议是影响我们当选官员的最有效方式,我们需要你的声音。如果你相信我们的使命是探索宇宙,这是你采取行动的机会。
你将接受来自我们专业太空政策团队的全面倡导培训,包括在线和面对面的培训。我们将处理与代表的会议安排相关的后勤工作,你还将获得与其他太空倡导者的独家活动和社交聚会的机会。今年的行动日定于2025年3月24日星期一举行。不要错过帮助塑造太空探索未来的机会。
现在就注册,网址是planetary.org slash dayofaction。
这些都是很棒的内容,但我认为公众在了解这些样本时,真正让人们兴奋的是这东西上所有的有机分子。让我感到震惊的是,了解到它包含了我们在DNA和RNA中发现的五种核苷酸。我们实际上没有发现DNA和RNA。这不是我们在那里发现的。但所有的构件都在。为什么这如此重要?
嗯,我的意思是,有一点应该指出,我之前谈到了异构体。因此,是的,我们看到了五种核苷酸,但我们也看到了具有相同结构的化合物。换句话说,当然,地球上的生命选择了这五种,但还有其他东西可以作为核苷酸或具有类似的化学结构。本努也包含了一些这样的物质。好的,显然
化学并不是在试图制造生命所需的五种核苷酸。它是在制造这些类型的含氮杂环分子。幸运的是,其中五种是对我们有用的。因此,我们看到所有五种的事实真的很酷,但也因为我们看到如此多的化学反应发生,
在某种程度上,我们得到五种并不令人惊讶,因为我们实际上得到了超过五种。我的意思是,我们只是给这五种赋予了额外的意义,因为,嗯,我需要它们来生存。但没什么大不了的。所以,我的意思是,我认为,这又回到了这个问题,也许像本努这样的物体在早期行星上是很好的,因为它们带来了各种各样的东西。然后你可以在堆中翻找,找出你需要的东西。
如果你必须想出一种非生物过程来制造你所需的五种核苷酸而没有其他东西,我不确定你将如何发明这样的东西。因此,我认为这适用于我们看到的所有有机分子类别,如果它们是我们在现代生物化学中使用的任何有机分子类别,我认为一般来说,我们将或已经发现,嗯,是的,我们制造了一些生物化学使用的分子,并制造了一大堆其他同类分子
出于某种原因,生物化学选择不去充分利用它们。
如果我们进一步推测,你们发现了我们在地球生命中使用的20种标准蛋白质氨基酸中的14种。而且在这里还发现了19种非蛋白质氨基酸。因此,我们现在有一些非常确凿的证据,表明构建生命的更复杂的东西也存在于这些天体上。但接下来你会遇到一个困难的问题,那就是如果你真的发现了像完整的核酸这样的东西,
你将如何能够判断这实际上是来自小行星而不是潜在的污染?是的,当然,如果你真的发现了。所以,我的意思是,从核苷酸到RNA或DNA分子之间有一个巨大的复杂性跃迁。因此,如果你发现了DNA或RNA,你首先应该考虑的是某种污染进入了那里。
一般来说,我们看到的化学确实回到了这个想法,即我们以某种方式非生物地制造了大量乐高砖,但获得真正复杂的结构可能需要一个行星和液态水的延续。因此,我不知道。如果我们在样本中看到RNA或DNA,我的第一反应是担心污染,因为我不会很难解释如何在本努这样的环境中制造那种材料。
但你提到了氨基酸。这与我告诉你的核苷酸的故事有点相似。我们制造了一些我们在生物化学中看到的氨基酸,但我们也看到了一些...
在生物化学中未使用的氨基酸。因此,再次,无论是什么化学在制造这些,都在制造一组非常多样的东西。然后,这组多样的东西可能被送到早期地球。然后,这种筛选出我们在现代生物化学中使用的东西的过程可能是在行星上发生的,并涉及形成和进化生命的过程。但再次强调,如果你试图从头开始,我宁愿拥有每种类型的乐高砖,这就是它的运作方式。是的。
实际上,可能有,我们并不真正知道生命是如何在地球上开始的,以及那个过程的细节。因此,很可能有分子被送达
我们在现代生物化学中不使用的,但在启动过程中发挥了关键作用,然后后来的生命找到了更好的方法来做到这一点,并决定放弃部分方案。因此,你知道,我提到过人们建议了一些其他可能的核苷酸,这些可能在某种程度上发挥了作用,而这些其他建议实际上是我们在实验室实验中大量产生的分子。因此,可以想象
像这样的分子从天空中降落实际上在稍微启动事情方面发挥了作用。然后一旦进化接管,生物之间都在争夺资源,他们更好地调整自己以更快地灭绝。
他们决定放弃一些这些进行方式,转向更好、更有效的方式。因此,很可能我们现在在生物化学中不使用的一些分子仍然在化学中发挥了重要作用。至少,它们在将碳、氧、氮、氢送到地球方面发挥了重要作用,而这些是构建可持续生物圈所需的。因此,即使是那些在天体生物学上并不特别有趣的分子也是
在行星上着陆的重要物质,因为没有它们,生命将生活在什么地方?它将喝什么?你知道,因此,发生的许多化学反应是有用的,因为它将非常挥发性的氮、碳和氧形式,如氨和二氧化碳转化为
甲烷和真正简单的分子。假如它们保持气体状态,它们永远不会落到地球上,它们会全部被吹走。但由于化学反应发生并将它们转化为可以存在的化合物,它们就存在了,然后它们可以被送到地球上。即使它们没有参与实际的生物化学,它们仍然会参与生物圈,而你需要这一点。因此,这些过程的重要性独立于它们是否制造了丙氨酸或甘氨酸。
我确实想问你关于我们在小行星中发现的分子的手性。但在此之前,对于不熟悉这个概念的人,你能简要解释一下吗?是的,手性,某些类别的分子可以具有所谓的“手性”。解释这个的最好方法是让你的听众在面前举起他们的手,
他们会看到他们的手具有相同的化学公式。化学公式是一个手掌、一个拇指、四个手指。好的。你的右手和左手有相同的化学方程式,但你的右手和左手并不相同。对吧?我的意思是,拇指从错误的一侧伸出,或者另一侧,两个都不是错误的一侧,但你知道,所以你的右手和左手有相同的化学公式,但它们的结构不同。
因此,一些分子可以这样做,氨基酸和糖就属于这一类。因此,氨基酸可以是左手型或右手型。因此,出于我们并不完全理解的原因,地球上的几乎所有生物化学都想使用左手型氨基酸。
而因为它选择了左手型氨基酸,它必须使用右手型糖,因为这两者必须相互作用。因此,它们必须能够握手,基本上。为什么会这样并不清楚。如果我在实验室中进行实验,用紫外光子照射简单的冰,我可以制造氨基酸。我可以制造许多不同种类的氨基酸。但是我制造的氨基酸,我制造了左右手型的版本,比例相等。
这意味着氨基酸没有净手性,没有净“手性”。这个词有时称为“外消旋”。我们想在本努样本中测量的一件事是,我们是否看到一种手性偏好。如果我们看到本努中的氨基酸有左手型氨基酸的优势,这可能解释了为什么地球决定选择左手型氨基酸,因为它被更多的左手型氨基酸而不是右手型氨基酸播种。
而我们在本努中发现的样本是每种都有相同的量。那么这意味着A,原始氨基酸是通过非生物过程制造的,因为非生物过程在大多数情况下往往会制造出两者的相等量。然后它们都被倾倒到地球上,地球上发生了一些事情,最终选择了左手型版本。可能是抛硬币。
可能有某种原因最终偏爱左手型,或者可能是抛硬币,我们在地球上也可以选择另一种选择,一切都是右手型氨基酸和左手型糖。因此,如果我们与来自其他太阳系的外星人相遇,他们使用与我们相同的基本生物化学,即使用这些氨基酸,可能他们的分子手性与我们相反。
这可能会有一些优缺点。我们将无法吃对方的食物,但我们也无法吃掉彼此。因此,这里有一些优缺点。这我从未想到过。是的。
这很有用。因此,生命可能在外面有这种二分法。但由于我们并不真正理解我们是如何在这里得到左手型版本的,因此很难评估这一点。如果确实有某种原因,为什么在早期地球上左手型氨基酸被偏爱以启动生命,那么这个过程可能会在许多其他地方存在。也许你会有一个净过剩的人想使用左手型氨基酸。
但这也可能是一个环境因素,当然,我们有一个轻微的因素偏爱左手型的过剩,但有人,你知道,例如,如果你用圆偏振光照射,你可以得到右手和左手氨基酸的轻微差异。你可以从像脉冲星、中子星这样的东西中获得圆偏振光。因此,如果在我们的太阳系形成时附近有超新星,并形成了一个开始发出圆偏振光的中子星,
你会从中子星的一个极获得一种圆偏振,而从另一个极获得另一种圆偏振。你可能会发现,在中子星的一侧形成的生命主要是左手型,而在另一侧形成的生命主要是右手型。因此,我的意思是,你可以考虑各种情景,但由于我们并不真正知道这在地球上是如何发生的,因此很难评估它们,但思考这些问题非常迷人。那么,你还有哪些最大的疑问?你个人希望对这些样本进行什么样的后续工作,以回答这些问题?
有很多问题。好吧,我当然想,我的意思是,我们在样本中发现了多种不同类型的有机物,我们希望更好地理解这些的范围。从这个范围中,我们还希望进行逆向工作,试图弄清楚是什么条件造成了这些,是通过水相化学、辐射化学制造的,还是其中一些有机物在小行星形成之前就已经存在并且存活下来,或者在小行星中形成,或者在太阳系形成之前就已经形成。因此,同位素结果将会很有趣。
如果你在有机物中看到大量的氘和氮-15富集,这通常意味着在非常低温下发生的化学反应。因此,这可能意味着在太阳系形成之前发生在太阳系形成的星际云中的化学反应,或者可能发生在太阳星云的外部区域,那里一切都非常寒冷。因此,将同位素分析与有机分析联系起来将非常有趣,因为这将告诉我们
有机物形成的环境。我的怀疑是,我们最有可能发现的事情是,嗯,我们在所有这些步骤中形成了有机物。我的意思是,我们有充分的理由相信所有这些环境的化学反应都可以发生。因此,最终,我们在样本中看到的东西是发生在太阳系存在之前的事情、在太阳系形成时形成的事情,以及在母体聚集后形成的事情的混合。
然后,所有这些最终被混合并送到地球。在我们的样本中,它是通过OSIRIS-REx航天器送到的,而不是通过陨石,但在早期地球上,它基本上是作为尘埃和陨石降落的。
这对我们理解水是如何到达地球以及生命所需的所有材料有很多影响。但我们在太阳系中还有许多其他天体,我们仍然需要对其进行采样和比较。因此,我最后想问你的是,你希望看到哪些样本,以便我们能够进行这些比较分析?好的,我的意思是,有很多很好的案例可以去不同的地方。如果你对早期太阳系感兴趣,
我最喜欢的下一个地方是从彗星进行类似的样本返回,就像我们对本努所做的那样。因此,我们确实从Stardust任务中获得了来自彗星的样本,我参与了该任务。但在那种情况下,我们是通过飞越来获取样本的。航天器飞过彗星核周围的尘埃云,Vilt 2的核,扫起了尘埃。我们以相当高的速度进行,6.12公里每秒。因此,这就像是Mach 20的尘埃。
我不知道你是否曾经以Mach 20的速度撞到过什么,但我猜这会很痛。因此,问题是,如果你试图以Mach 20的速度将尘埃收集到金属板上,结果是你会得到一个巨大的闪光和轰鸣声,以及一个撞击,可能留下一个坑,或许还有一点残留的材料。所有这些都被熔化和改变了。
因此,我们使用气凝胶收集它,这是世界上密度最低的固体。我知道这一点,因为它在吉尼斯世界纪录中。我们把它放在那里。我们通过将尘埃收集到这种低密度固体中来收集尘埃。一个类比就像是将BB弹射入一个泡沫块。对吧。
因为粒子不会像撞击金属板那样立即停止,而是实际上会逐渐减速,因此实际的加热是更渐进的。因此,某些东西可以存活下来,而不会存活下来。我认为大多数人...
对此有直观的理解。如果我说你在一辆公共汽车上,刹车失灵,你希望如何停车?通过撞上一个声音墙还是撞上一个巨大的枕头堆?我想每个人都会选择枕头,因为枕头会更渐进地减速。暴力程度要小得多。这就是我们如何捕获星尘样本的方式,使用这种气凝胶。我们飞过云层,扫起了1000多颗尘埃颗粒并带回地球。因此,样本像是1000颗颗粒,可能是
10到20微米大小。因此,这是一个显微镜样本,但我们知道如何测量显微镜的东西。因此,我们从中学到了很多关于彗星的知识。但我们没有做到的其中一件事是我真的想要的,就是理解有机物,因为我们仍然,冲击仍然很严重。
因此,有机物比矿物更脆弱,因此它们没有存活得那么好。我们有很多证据表明,一些有机物在颗粒撞击气凝胶时蒸发,而这些有机物随后在气凝胶中重新凝结。因此,我们回收了一些原子,但我们没有得到原始分子。有些分子被改变了。
而且材料的数量非常少。因此,我们谈论的所有氨基酸来自于一个大小约为六克的样本。但整个星尘样本的总量可能只有一毫克。因此,没有办法进行那种分析。因此,我最喜欢的下一个任务是去彗星的表面,着陆,获取所有的上下文,就像我们在本努上所做的那样。
你知道,使用很多技术测量核,然后下去抓取,嗯,100克或更多的材料,如果可以的话,然后带回去研究。这将使我们能够更好地了解有机物,而不必担心它们如何被超高速撞击和气凝胶改变。并且它将给我们足够的材料,以便我们可以进行一些像气相色谱法这样的技术,而我们在本努样本中做过,而我们无法在星尘样本中做到。
所以这是我的首选。我认为其他人可能会给你其他建议,但这就是我投票的内容。我最喜欢的任务之一是欧洲航天局的罗塞塔任务和菲莱着陆器。我知道人们会告诉我每个任务都是你最喜欢的任务,莎拉。但说真的,这项任务太酷了。如果我在进行样本返回的背景下考虑它,我们可以学习的东西以及我们沿途会获得多少乐趣。我同意。我们需要这样做,因为这将教会我们很多东西。
谁知道呢,再过十年,二十年,也许我们会看到你梦寐以求的彗星样本返回。我真的很希望如此。到目前为止,样本返回任务在很大程度上是国际性的。我的意思是,就像我说的,我提到了,参与了许多样本返回任务。其中两个是日本的任务,但也有美国参与。我们还有日本人和加拿大人参与了OSIRIS-REx任务等等。所以我要指出,美国宇航局想要取回样本。
做得很好,长期保存它们,以便未来科学使用。任何人都可以提交提案,请求他们管理的样本进行研究。然后,这些提案将由一个委员会审查,以确保它是样本的良好用途,他们认为该技术有效,并且所学到的知识足够重要,足以证明
材料的使用是合理的,如果这一切都被认为是好的,那么这个样本将被送到那个实验室进行分析,来自世界各地的人们都可以请求样本,它不仅限于美国,所以这是一个非常国际化的努力,我们通过帮助分担成本、分担专业知识、分担努力来利用这一点
好吧,我们才刚刚开始查看这些样本。这仅仅是个开始,你的团队已经解锁了如此多的惊人发现。所以我迫不及待地想看看未来会发生什么。我确定。但我真的很感谢你抽出时间来这里向大家解释其中的一些内容。哦,我的天哪。太酷了。我期待这些样本已经很久了,可能没有参与这项任务的人那么久,但是
我很高兴我们终于把它们取回来了,它们很安全。是的,样本返回科学家必须是耐心的人。说真的。你处于漫长风险链的末端,所以一切必须运作才能取回它。但OSIRIS-REx的表现就像冠军一样。贝努给我们带来了一些惊喜,但我们克服了这些困难。最终,它通过为我们提供真正令人惊叹的样本完成了它的工作。非常感谢你,斯科特。不客气。
现在,让我们来回顾一下人类在过去半个世纪进行的令人惊叹的样本返回任务,以下是我们的首席科学家布鲁斯·贝茨博士,他将为大家带来“最新消息”。嘿,布鲁斯。嘿,莎拉。最近谈论样本返回真是太酷了,但我们最近主要关注的是“创世纪”号,现在是“奥西里斯-雷克斯”号。但是还有很多样本返回任务,我觉得它们没有得到应有的重视。
是的,有很多。当然,要追溯到阿波罗计划,
带回了数百公斤的样本,你知道,使用人类进行一项相当昂贵的计划,该计划还有其他目标。但当他们这样做的时候,他们收集了一些很棒的岩石,彻底改变了我们对月球甚至某种程度上对太阳系的理解。这是一个良好的开端。苏联的“月球”计划也进行了第一次机器人样本返回,也是来自月球。
我喜欢它们,它们都很好。“创世纪”号,你提到了。显然,这是好东西。“星尘”号。
飞过彗星彗发,用气凝胶带回东西,这是一个美好的时光。是的,我对“星尘”号的了解不如我应该了解的那么多。就像,我知道它有点像第一个彗星星际尘埃采样任务,但我真的不太了解它是如何做到这一点的。总结一下,一堆气凝胶超级酷的低密度物质。
材料,你打开一些门,飞过去,东西就会粘在你的气凝胶上。但真正的挑战,为什么气凝胶如此神奇,在于能够飞行,以每秒几公里的速度撞击物体,而不会使它们汽化。啊。
当你拥有微小的粒子时。因此,气凝胶会更逐渐地减慢它们的下降速度,并且还会留下痕迹,所以如果你在最后看到它,就会留下粒子。
但他们做了这个评论,然后他们在航天器的不同部分有一个用于星际颗粒的装置,日历协会实际上与家中的“星尘”号一起工作,人们,包括我们的成员,继续寻找这些痕迹,因为星际颗粒尤其是一个挑战。总之,好东西。好东西。我不想遗漏两个高音炮做的一些
不错的样本返回任务,“奥西里斯-雷克斯”号,当然,非常成功。中国人现在有了月球样本返回任务,其中有几个。我们有很多地方没有进行样本返回,但也有很多地方我们已经进行了样本返回,事实上,很容易忘记它们。
我想了解更多关于“嫦娥六号”任务样本的信息,以及它们与我们在月球近侧发现的样本有何不同。我知道他们已经对此进行了一些初步研究和论文,但自从他们这样做以来,只有一年左右的时间,所以还有很多东西有待学习。是的,好的。你准备好了吗?是的,让我们开始吧。
我不知道为什么,但这对我来说有点像蒙提·派森式的。我想说,“去了薄荷!”无论如何。如果追踪太阳一年中经过的星座,或者类似地追踪黄道(地球轨道的平面,它会延伸到),当然有多少个星座?
我的意思是,13个。人们会说12个,但那是蛇夫座进入之前的古老巴比伦人的说法。是的。
你抢走了我的风头,但你的发音比我好得多。好吧,你打出了巴比伦人的牌。这真是太棒了。是的,他们想出了这个主意。将天空分成12份,并假装它意味着什么。但实际上确实存在第13个星座,如你所知,它的发音如何?蛇夫座。它沿着黄道运行,所以……
去想想吧。另外,找到这些过程,因为存在岁差。
随着时间的推移,你最终会发现日历日期会发生变化,特别是如果你回到巴比伦人的时代。与他们最初提出的日期相比,有很多变化,并试图将其与日期联系起来。但是是的,可怜的……蛇夫座。无论如何……
它也位于黄道上。就是这样。那是蛇夫座。我能做到。蛇夫座与粘液押韵。走出去,仰望夜空,想想它。不,我不能那样对你。想想门。谢谢。晚安。我们已经到达了本周《行星广播》的结尾,但我们下周将带着更多太空科学和探索内容回归。
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