На Марсі виявлено органічні молекули, які раніше там не знаходили

У зразку породи, яку проаналізував ровер NASA «К′юріосіті», виявлено найрізноманітніший набір органічних молекул, який коли-небудь знаходили на Марсі. З 21 вуглецевої молекули, ідентифікованої у зразку, сім були виявлені на Червоній планеті вперше.

Про відкриття повідомляють в NASA, передають OstanniPodii.com.

Вчені не мають можливості дізнатися, чи були ці органічні молекули створені біологічними чи геологічними процесами (можливі обидва варіанти) але їхнє відкриття знову підтвердило, що древній Марс мав хімічний склад, придатний для підтримки життя. Щобільше, ці молекули поповнюють список сполук, які, як відомо, збереглися в породах навіть після мільярдів років впливу на Марсі радіації, яка з часом може руйнувати ці молекули.

Результати дослідження детально викладені в новій статті, опублікованій 21 квітня у журналі Nature Communications.

Зразок породи, який отримав назву «Мері Еннінг 3» на честь англійської колекціонерки скам’янілостей та палеонтологині, було зібрано у 2020 році на ділянці гори Шарп, яка мільярди років тому була вкрита озерами та струмками. Цей оазис у далекому минулому планети неодноразово розширювався та висихав, зрештою збагативши цю місцевість глинистими мінералами, які особливо добре зберігають органічні сполуки — вуглецеві молекули, що є будівельним матеріалом життя й зустрічаються по всій Сонячній системі.

Серед ново ідентифікованих молекул є азотний гетероцикл — кільце з атомів вуглецю, що містить азот. Цей тип молекулярної структури вважається попередником РНК і ДНК — двох нуклеїнових кислот, які є ключовими для генетичної інформації.

«Це відкриття є досить значущим, оскільки ці структури можуть бути хімічними попередниками більш складних азотовмісних молекул», — сказала головна авторка статті Емі Вільямс з Університету Флориди в Гейнсвіллі. «Азотні гетероцикли раніше ніколи не виявлялися на поверхні Марса та не підтверджувалися в марсіанських метеоритах».

Ще одним відкриттям, що захоплює, став бензотіофен — молекула, яка містить вуглець і сірку, яку було виявлено в багатьох метеоритах. Деякі вчені вважають, що саме ці метеорити, разом з органічними молекулами, що містяться в них, стали джерелом пребіотичної хімії в ранній Сонячній системі.

Хімія Марса

Нова стаття доповнює торішні знахідки найбільших органічних молекул, які коли-небудь виявляли на Марсі: довголанцюгових вуглеводнів, зокрема декану, ундекану та додекану.

«Це найкраще, на що здатні "К′юріосіті" та наша команда. Потрібно було залучити десятки вчених та інженерів, щоб знайти це місце, пробурити зразок і зробити ці відкриття за допомогою нашого чудового робота», — сказав науковий керівник місії Ашвін Васавада з Лабораторії реактивного руху (JPL) NASA у Південній Каліфорнії. «Ця колекція органічних молекул ще раз підсилює ймовірність того, що Марс у далекому минулому був придатним для життя».

Обидва набори результатів були отримані за допомогою багатоскладової мінілабораторії під назвою «Аналіз зразків на Марсі» (SAM), розташованої в нижній частині «К′юріосіті». Свердло на кінці роботизованої руки ровера подрібнює ретельно відібраний зразок породи до стану порошку, а потім подає його в SAM, де високотемпературна піч нагріває матеріал, вивільняючи гази, які прилади в лабораторії аналізують для визначення складу породи.

Крім того, SAM може виконувати «мокру хімію», опускаючи зразки в невелику чашку з розчинником. Реакції, що відбуваються, можуть розщеплювати більші молекули, які інакше було б важко виявити та ідентифікувати. Хоча прилад має кілька таких чашок, лише дві містять гідроксид тетраметиламонію (TMAH) — потужний розчин, призначений для зразків найвищої цінності. Зразок «Мері Еннінг 3» був першим, який піддали дії TMAH.

Щоб перевірити реакції TMAH з позаземними матеріалами, автори статті також випробували цю техніку на Землі на шматку метеорита «Мерчісон», одного з найбільш досліджених метеоритів усіх часів. «Мерчісон», якому понад 4 мільярди років, містить органічні молекули, що були поширені по всій ранній Сонячній системі. Було виявлено, що зразок «Мерчісона», підданий дії TMAH, розщеплює набагато більші молекули на молекули, подібні до тих, що були виявлені в «Мері Еннінг 3», включаючи бензотіофен. Цей результат підтверджує, що марсіанські молекули, знайдені в «Мері Еннінг 3», могли утворитися в результаті розпаду ще більш складних сполук, пов’язаних із життям.

Нещодавно «К′юріосіті» використав свою другу та останню чашку з TMAH під час дослідження павутиноподібних хребтів, що утворилися під впливом древніх підземних вод. Команда місії проаналізує ці результати для майбутньої рецензованої статті.

Новаторство для майбутніх місій

Побудований Центром космічних польотів NASA імені Годдарда в Грінбелті у штаті Мериленд, до складу SAM входять інструменти, подібні на більші лабораторні прилади комерційного класу. Щоб розмістити таке складне обладнання в марсоході, інженери значно зменшили його розміри та розробили спосіб роботи з меншим споживанням енергії. Вченим довелося навчитися нагрівати піч SAM повільніше протягом триваліших періодів, щоб провести деякі з цих експериментів.

«Саме по собі було подвигом з’ясувати, як вперше провести такого роду хімічні дослідження на Марсі», — сказав Чарльз Малеспін, головний дослідник приладу в Годдарді та співавтор дослідження. «Але тепер, коли ми набули певного досвіду, ми готові проводити подібні експерименти під час майбутніх місій».

Фактично, Центр Годдарда надав кілька компонентів, зокрема мас-спектрометр, для версії SAM наступного покоління, яка називається Mars Organic Molecular Analyzer (Аналізатор органічних молекул Марса), для марсохода Rosalind Franklin Європейського космічного агентства. Подібний прилад, Мас-спектрометр Dragonfly, досліджуватиме супутник Сатурна Титан на гвинтокрилі NASA Dragonfly. Обидва прилади зможуть проводити мокру хімію з розчинником TMAH.

Більше про К′юріосіті

К′юріосіті (Curiosity) побудований JPL, яка керується Каліфорнійським технологічним інститутом у Пасадені, Каліфорнія. JPL очолює місію від імені Директорату наукових місій NASA у Вашингтоні в рамках програми NASA з дослідження Марса.