Due rocce spaziali ribelli, che si è schiantato separatamente sulla Terra nel 1998 dopo aver circolato nella cintura di asteroidi del nostro sistema solare per miliardi di anni, condividere qualcos'altro in comune:gli ingredienti per la vita. Sono i primi meteoriti trovati a contenere sia acqua liquida che un mix di composti organici complessi come idrocarburi e amminoacidi.

Uno studio dettagliato della composizione chimica all'interno di minuscoli cristalli di sale blu e viola campionati da questi meteoriti, che includeva i risultati degli esperimenti a raggi X presso il Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) del Dipartimento dell'Energia, ha anche trovato prove del passato intreccio della coppia e dei probabili genitori. Questi includono Cerere, un pianeta nano che è l'oggetto più grande della cintura di asteroidi, e l'asteroide Ebe, una delle principali fonti di meteoriti che cadono sulla Terra.

Lo studio, pubblicato il 10 gennaio sulla rivista Progressi scientifici , fornisce la prima esplorazione chimica completa della materia organica e dell'acqua liquida nei cristalli di sale trovati nei meteoriti che colpiscono la Terra. Lo studio percorre un nuovo terreno nella narrativa della prima storia del nostro sistema solare e della geologia degli asteroidi, mentre emergono eccitanti possibilità per l'esistenza della vita altrove nelle vicinanze della Terra.

"È come una mosca nell'ambra, " ha detto David Kilcoyne, uno scienziato dell'Advanced Light Source (ALS) del Berkeley Lab, che ha fornito i raggi X che sono stati utilizzati per scansionare i componenti chimici organici dei campioni, compreso il carbonio, ossigeno, e azoto. Kilcoyne faceva parte del gruppo di ricerca internazionale che ha preparato lo studio.

Mentre i ricchi depositi di resti organici recuperati dai meteoriti non forniscono alcuna prova di vita al di fuori della Terra, Kilcoyne ha affermato che l'incapsulamento della ricca chimica dei meteoriti è analogo alla conservazione degli insetti preistorici nelle goccioline di linfa solidificate.

Queenie Chan, uno scienziato planetario e ricercatore post-dottorato presso la Open University nel Regno Unito, autore principale dello studio, disse, "Questa è davvero la prima volta che abbiamo trovato abbondante materia organica associata anche all'acqua liquida che è davvero cruciale per l'origine della vita e l'origine di composti organici complessi nello spazio".

Lei ha aggiunto, "Stiamo guardando gli ingredienti biologici che possono portare all'origine della vita, "compresi gli amminoacidi necessari per formare le proteine.

Se la vita esistesse in qualche forma nel primo sistema solare, lo studio rileva che questi meteoriti contenenti cristalli di sale aumentano la "possibilità di intrappolare la vita e/o le biomolecole" all'interno dei loro cristalli di sale. I cristalli contenevano tracce microscopiche di acqua che si ritiene risalgano all'infanzia del nostro sistema solare, circa 4,5 miliardi di anni fa.

Chan ha detto che la somiglianza dei cristalli trovati nei meteoriti - uno dei quali si è schiantato al suolo vicino a una partita di basket per bambini in Texas nel marzo 1998 e l'altro che ha colpito vicino al Marocco nell'agosto 1998 - suggerisce che i loro ospiti di asteroidi potrebbero aver incrociato percorsi e materiali misti.

Ci sono anche indizi strutturali di un impatto - forse da un piccolo frammento di asteroide che colpisce un asteroide più grande, disse Chan.

Questo apre molte possibilità su come la materia organica può essere trasmessa da un ospite all'altro nello spazio, e gli scienziati potrebbero dover ripensare ai processi che hanno portato alla complessa suite di composti organici su questi meteoriti.

"Le cose non sono così semplici come pensavamo, " disse Chan.

Ci sono anche indizi, sulla base della chimica organica e delle osservazioni spaziali, che i cristalli potrebbero essere stati originariamente seminati dall'attività vulcanica che vomita acqua o ghiaccio su Cerere, lei disse.

"Tutto porta alla conclusione che l'origine della vita è davvero possibile altrove, " Chan ha detto. "C'è una vasta gamma di composti organici all'interno di questi meteoriti, compreso un tipo molto primitivo di sostanze organiche che probabilmente rappresentano la composizione organica del primo sistema solare".

Chan ha detto che i due meteoriti che hanno prodotto i cristalli di sale di 2 millimetri sono stati accuratamente conservati presso il Johnson Space Center della NASA in Texas, e i minuscoli cristalli contenenti solidi organici e tracce d'acqua misurano solo una frazione della larghezza di un capello umano. Chan ha raccolto meticolosamente questi cristalli in una stanza controllata dalla polvere, scindere piccoli frammenti di campione con strumenti metallici simili a stuzzicadenti.

"Ciò che rende la nostra analisi così speciale è che abbiamo combinato molte diverse tecniche all'avanguardia per studiare in modo completo i componenti organici di questi minuscoli cristalli di sale, " disse Chan.

Yoko Kebukawa, professore associato di ingegneria presso la Yokohama National University in Giappone, ha effettuato esperimenti per lo studio presso l'ALS di Berkeley Lab nel maggio 2016 con Aiko Nakato, un ricercatore post-dottorato presso l'Università di Kyoto in Giappone. Kilcoyne ha aiutato a formare i ricercatori sull'uso della linea di luce e del microscopio a raggi X della SLA.

La linea di luce equipaggiata con questo microscopio a raggi X (un microscopio a raggi X a trasmissione a scansione, o STXM) viene utilizzato in combinazione con una tecnica nota come XANES (spettroscopia di assorbimento di raggi X vicino alla struttura del bordo) per misurare la presenza di elementi specifici con una precisione di decine di nanometri (decine di miliardesimi di metro).

"Abbiamo rivelato che la materia organica era in qualche modo simile a quella trovata nei meteoriti primitivi, ma conteneva più sostanze chimiche contenenti ossigeno, " ha detto Kebukawa. "In combinazione con altre prove, i risultati supportano l'idea che la materia organica abbia avuto origine da un o corpo genitore precedentemente ricco di acqua - un mondo oceanico nel primo sistema solare, forse Cerere."

Kebukawa ha anche usato la stessa tecnica STXM per studiare i campioni alla Photon Factory, un sito di ricerca in Giappone. E il team di ricerca ha arruolato una varietà di altre tecniche sperimentali chimiche per esplorare la composizione dei campioni in modi diversi e su scale diverse.

Chan ha notato che ci sono altri cristalli ben conservati dei meteoriti che non sono ancora stati studiati, e ci sono piani per studi di follow-up per identificare se qualcuno di quei cristalli può contenere anche acqua e molecole organiche complesse.

Kebukawa ha detto che non vede l'ora di continuare gli studi su questi campioni presso la SLA e altri siti:"Potremmo trovare più variazioni nella chimica organica".