国际团队从小行星“龙宫”样本中新发现多种有机酸

国际团队从小行星“龙宫”样本中新发现多种有机酸 日本海洋研究开发机构、美国航天局戈达德航天中心等机构的研究人员从日本“隼鸟2”号探测器采自小行星“龙宫”的样本中提取了可溶性成分，并对其进行精密的化学分析，最新鉴定出65种亲水性有机酸以及19种含氮化合物。研究人员表示，大量有机酸的发现有望成为研究生命起源的线索。比如，这次发现的丙酮酸是氨基酸的前体，苹果酸是遗传物质核酸的前体，而柠檬酸是生命体能量代谢不可缺少的物质。研究人员还对两个采样点有机物的轻元素（碳、氮、氢、氧、硫）丰度和稳定同位素的组成等进行综合分析，总结了水、有机物和矿物相互作用的化学演化记录，他们推断小行星“龙宫”曾经富含水。小行星“龙宫”在地球和火星之间的轨道上运行，直径约1千米，被认为含有水和有机物，比小行星“丝川”更为原始。研究人员希望通过分析采集到的小行星样本，解答太阳系形成和生命起源的若干谜题。 ... PC版： 手机版：

小行星龙宫曾经富含水日本研究团队在《自然通讯》上公布研究成果，通过对探测器“隼鸟2号”在小行星“龙宫”采集到的沙石等样本进行分析

小行星龙宫曾经富含水 日本研究团队在《自然通讯》上公布研究成果，通过对探测器“隼鸟2号”在小行星“龙宫”采集到的沙石等样本进行分析，发现了龙宫曾经富含水的证据。该团队还确认沙石中含有作为氨基酸来源的丙酮酸等共 84 种化学物质。研究有望为探明海洋和生命起源提供线索。“龙宫”位于“小行星带”中，在地球和火星的轨道附近绕行。小行星被认为保留了地球诞生前太阳系的化学组成，有说法认为它们是生命所必需的氨基酸和水等物质的供应来源。团队从在“龙宫”地表和地下采集到的沙石中提取了成分。由于接触水后形态会发生变化并分解的名为“丙二酸”的物质含量很低，因此得出结论认为“龙宫”上曾经存在大量的水。 via Solidot

微流星体轰击与磁场：解码行星际空间对小行星龙宫的影响

微流星体轰击与磁场：解码行星际空间对小行星龙宫的影响 研究人员分析了隼鸟2号宇宙飞船从小行星龙宫采集的样本，揭示了有关空间风化和磁性的新见解。(研究的概念图）资料来源：Yuki Kimura研究利用穿透样品的电子波来揭示样品结构、磁性和电性的细节，这种技术被称为电子全息技术。隼鸟2号于2018年6月27日抵达小行星龙宫，在两次精巧的着陆过程中采集了样本，然后于2020年12月将抛落的样本送回地球。该航天器目前正在继续其太空之旅，计划于 2029 年和 2031 年对另外两颗小行星进行观测。从龙宫样本上切割下来的磁铁矿（圆形颗粒）微粒。(A) 明场透射电子显微镜图像。(B) 通过电子全息技术获得的磁通量分布图像。在颗粒内部看到的同心圆条纹与磁力线相对应。它们被称为涡旋磁畴结构，比普通硬盘更稳定，可以记录超过 46 亿年的磁场。图片来源：Yuki Kimura 等人《自然-通讯》。2024 年 4 月 29 日直接从小行星上采集样本的一个好处是，研究人员可以借此研究小行星暴露在太空环境中的长期影响。来自太阳的高能粒子"太阳风"和微流星体的轰击造成了被称为空间风化的变化。利用自然降落在地球上的大多数陨石样本无法精确地研究这些变化，部分原因是它们来自小行星的内部，另一部分原因是它们在大气层中的炽热降落所产生的影响。木村说："我们直接探测到的空间风化特征将使我们更好地了解太阳系中发生的一些现象。他解释说，早期太阳系的磁场强度随着行星的形成而减弱，测量小行星上的残余磁化可以揭示太阳系早期阶段的磁场信息。"分布在伪磁铁矿周围的铁纳米颗粒。(A) 用扫描透射电子显微镜拍摄的暗场图像。(B) 相应的铁分布图像。白色箭头表示铁纳米颗粒。(在伪磁铁矿中看不到磁场线，而在铁颗粒内部可以看到同心涡状磁畴结构，如黑色箭头所示。资料来源：Yuki Kimura 等人，《自然-通讯》。2024 年 4 月 29 日木村补充说："在今后的工作中，我们的研究结果还有助于揭示无空气天体表面的相对年龄，并有助于准确解读从这些天体获得的遥感数据。"一个特别有趣的发现是，由磁铁矿（一种氧化铁）组成的被称为framboids的小矿物颗粒完全失去了正常的磁性。研究人员认为，这是由于与直径在 2 到 20 微米之间的高速微流星体发生碰撞所致。这些微流星体被数以千计的金属铁纳米粒子所包围。未来对这些纳米颗粒的研究将有望揭示小行星长期经历的磁场。木村总结说："虽然我们的研究主要是为了获得基本的科学兴趣和理解，但它也有助于估计太空尘埃高速撞击机器人或载人航天器可能造成的退化程度。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家们现在可以申请NASA获取的小行星贝努（Bennu）样本以供研究

科学家们现在可以申请NASA获取的小行星贝努（Bennu）样本以供研究 来自小行星贝努的岩石和尘埃的一个容器的俯视图，硬件刻度以厘米为单位。天体材料高级成像和可视化（AIVA）项目创意负责人艾丽卡-布卢门菲尔德（Erika Blumenfeld）和AIVA项目管理负责人乔-艾伯索尔德（Joe Aebersold）使用手动高分辨率精密摄影和半自动对焦堆叠程序拍摄了这张照片。结果是一张可以放大显示极端细节的样本图像。图片来源：NASA/Erika Blumenfeld 和 Joseph Aebersold位于休斯敦的美国国家航空航天局约翰逊航天中心（NASA's Johnson Space Center）的管理团队发布了OSIRIS-REx样本目录，详细介绍了全球科学家可以申请用于研究的小型岩石和尘埃。约翰逊公司天体材料研究与探索科学部（ARES）天体材料获取与保存办公室主任杰玛-戴维森（Jemma Davidson）说："这很令人兴奋，因为在此之前，除了在会议上展示过的东西之外......真的没有人在保存或任务团队之外有机会看到贝努样本的细节。"OSIRIS-REx 从小行星贝努采集了 4.29 盎司（121.6 克）的物质；这是有史以来在太空中采集的最大的小行星样本，超过了任务质量要求的两倍。一些样本已经分发给 OSIRIS-REx 样品分析小组的成员，他们发现了有机分子以及含磷和水的矿物质的证据，这些证据加在一起可能表明在这些岩石中可能发现了生命所必需的构件。OSIRIS-REx 在原始的 OSIRIS-REx 实验室外的 H2-OREx 暂存区的综合处理和工程团队。从左到右，从前到后：Rachel Funk、Carla Gonzalez、Nicole Lunning、Jannatul Ferdous、Neftali Hernandez、Mari Montoya、Melissa Rodriguez、Curtis Calva、Julia Plummer、Kimberly Allums-Spencer、Gabriel Lugo、Christopher Snead、Sal Martinez 和 Wayland Connelly。资料来源：美国国家航空航天局/詹姆斯-布莱尔目录详细列出了每个样本的图像、重量和描述。科学家可以使用该数据库查找贝努样本中可以支持其研究的具体碎片。为此，他们需要提交一份理由充分的科学建议书，说明他们为什么想要申请特定的碎片、他们将如何进行分析、他们希望了解什么以及他们的分析可能会对样本产生什么影响。提交建议书的详细指南可在ARES 库藏网站上的样本申请表中找到。申请将由天体材料分配审查委员会（AARB）的一个小组进行审查，该小组的专家负责审查 NASA 所有天体材料的样本申请。第一轮申请的截止时间是美国中部时间2024年6月25日下午5点。这是 2024 年申请贝努样本的唯一机会，但随后几年将有春季和秋季的申请机会。戴维森说："建立这个样本目录，并在样本返回后六个月内将其提供给科学界，这是一项了不起的成就。整理团队付出了令人难以置信的努力，坚持不懈地克服各种挑战，终于推出了样本目录。这是该团队的一项重大成就。这对任务来说是一个巨大的里程碑，对更广泛的样本分析界来说也是一件大事。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家发现地球生命的潜在星际起源

科学家发现地球生命的潜在星际起源 在地球上出现生命之前，基本的有机分子是由氮、硫、碳和磷等稀缺元素形成的。新的研究表明，富含这些元素的宇宙尘埃可能通过在地球上，特别是在冰原融洞中的高浓度积累，启动了前生物化学，从而有可能导致生命组成元素的形成。资料来源：NASA / JPL-Caltech事实上，生命的基本组成元素是如此稀少，以至于化学反应很快就会耗尽，如果它们真的能够进行的话。地球组成岩石的侵蚀和风化等地质过程也无法确保充足的供应，因为地壳中包含的这些元素实在太少了。尽管如此，在地球历史的前 5 亿年里，发生了一种前生物化学反应，产生了诸如RNA、DNA、脂肪酸和蛋白质等有机分子，所有生命都是在这些有机分子的基础上诞生的。所需数量的硫、磷、氮和碳从何而来？地质学家、诺米斯研究员克雷格-沃尔顿坚信，这些元素主要是以宇宙尘埃的形式来到地球的。这些尘埃是在太空中产生的，例如当小行星相互碰撞时。即使在今天，每年仍有约 3 万吨尘埃从太空落到地球上。然而，在地球诞生的早期，尘埃的数量要大得多，每年高达数百万吨。然而，最重要的是，尘埃粒子含有大量的氮、碳、硫和磷。因此，它们有可能引发化学级联反应。然而，灰尘的散布范围很广，在任何一个地方都只能发现极少量的灰尘，这一事实与上述说法相悖。沃尔顿说："但如果把运输过程包括在内，情况就会不同。风、雨或河流在大范围内收集宇宙尘埃，并以浓缩的形式沉积在某些地方。"澄清问题的新模式为了弄清宇宙尘埃是否可能是启动前生物化学（反应）的源头，沃尔顿与剑桥大学的同事们一起建立了一个模型。研究人员利用该模型模拟了在地球历史的最初 5 亿年里，有多少宇宙尘埃落到了地球上，以及这些尘埃可能在地球表面的哪些地方积聚。他们的研究现已发表在科学杂志《自然-天文学》上。该模型是与剑桥大学的沉积专家和天体物理学家合作开发的。英国研究人员专门从事行星和小行星系统的模拟研究。模拟显示，早期地球上可能存在宇宙尘埃浓度极高的地方。而且，来自太空的补给源源不断。然而，地球形成后，尘埃雨迅速锐减：5 亿年后，尘埃流比零年小了一个数量级。研究人员将偶尔出现的上升高峰归因于小行星碎裂并向地球发送了尘埃尾流。冰原上的融化洞是尘埃陷阱大多数科学家和普通人都认为，地球被岩浆海洋覆盖了数百万年；这将在很长一段时间内阻止宇宙尘埃的迁移和沉积。沃尔顿说："然而，最近的研究发现，有证据表明地球表面冷却和凝固的速度非常快，并形成了大面积的冰原。"根据模拟结果，这些冰原可能是宇宙尘埃积聚的最佳环境。冰川表面的融化孔即所谓的冷冻孔不仅会使沉积物积聚，也会使来自太空的尘粒积聚。随着时间的推移，尘埃粒子中释放出相应的元素。当它们在冰川水中的浓度达到临界值时，化学反应就会自动开始，从而形成有机分子，这就是生命的起源。即使在熔洞冰冷的温度下，化学过程也有可能开始进行。沃尔顿说："低温并不会破坏有机化学，相反，低温下的反应比高温下的反应更有选择性和特异性。其他研究人员已经在实验室中证明，简单的环形核糖核酸（RNA）会在冰点附近的温度下自发地在这种融水汤中形成，然后进行自我复制。该论点的一个弱点可能是，在低温条件下，形成有机分子所需的元素只能非常缓慢地从尘埃粒子中溶解出来。"启动关于生命起源的辩论沃尔顿提出的理论在科学界并非没有争议。这项研究肯定会引发一场有争议的科学辩论，但它也会引发关于生命起源的新观点。早在 18 和 19 世纪，科学家们就确信陨石将沃尔顿所说的"生命元素"带到了地球。即使在当时，研究人员也在来自太空的岩石中发现了大量这些元素，但在地球的基岩中却没有发现。沃尔顿说："然而，从那时起，几乎没有人考虑过前生物化学主要是由陨石引发的这一观点。"沃尔顿解释说："陨石的想法听起来很有吸引力，但有一个问题。一块陨石只能在有限的环境中提供这些物质；陨石撞击地面的位置是随机的，而且无法保证进一步的供应。我认为，生命的起源不太可能依赖于几块广泛而随机散落的岩石。"另一方面，我认为富集的宇宙尘埃是一个可信的来源。"沃尔顿的下一步将是通过实验检验他的理论。在实验室中，他将使用大型反应容器来重现原始熔洞中可能存在的条件，然后将初始条件设定为 40 亿年前低温熔洞中可能存在的条件，最后再观察是否真的发生了产生生物相关分子的化学反应。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

公民科学家和人工智能利用哈勃发现隐藏的小行星

公民科学家和人工智能利用哈勃发现隐藏的小行星 这张哈勃太空望远镜拍摄的条状螺旋星系 UGC 12158 的图像看起来像是有人用白色记号笔涂抹过的。实际上，这是一颗前景小行星在哈勃视场中移动时的时间曝光组合，它干扰了对该星系的观测。对星系进行了多次曝光，这就是虚线图案中的证据。由于视差的原因，小行星呈现出一条弯曲的轨迹：因为哈勃并不是静止的，而是围绕地球运行的，这就造成了一种错觉，即这颗微弱的小行星正在沿着弯曲的轨迹游动。这颗未知的小行星位于太阳系的小行星带内，因此比背景星系距离哈勃近 10 万亿倍。这类数据对天文学家普查太阳系中的小行星群非但不会造成困扰，反而非常有用。图片来源：NASA、ESA、Pablo García Martín（UAM）；图片处理：Joseph DePasquale（ST：Joseph DePasquale（STScI）；鸣谢：Alex Filippenko（加州大学伯克利分校）最近，天文学家利用美国国家航空航天局哈勃太空望远镜拍摄的大量存档图像，目测到了一群在很大程度上从未见过的小行星的踪迹。这次寻宝活动需要浏览 19 年间拍摄的 37,000 张哈勃图像。结果发现了 1,701 条小行星轨迹，其中 1,031 个小行星以前未编入目录。在这些未编入目录的小行星中，约有 400 颗的大小在 1 公里以下。这张图是根据哈勃太空望远镜的档案数据绘制的，这些数据被用来识别出一群在很大程度上从未见过的非常小的小行星的轨迹。这些小行星并非预定目标，而是哈勃图像中的背景恒星和星系。这次全面的寻宝活动需要浏览跨度长达 19 年的 37,000 张哈勃图像。这是通过"公民科学"志愿者和人工智能算法完成的。结果发现了 1701 条以前未发现的小行星轨迹。资料来源：Pablo García Martín（UAM），Elizabeth Wheatley（STScI）来自世界各地的志愿者被称为"公民科学家"，他们为小行星的识别做出了贡献。专业科学家将志愿者的努力与机器学习算法相结合，对小行星进行了识别。研究人员说，这代表了一种在跨越数十年的天文档案中寻找小行星的新方法，可以有效地应用于其他数据集。"我们正在更深入地观察较小的主带小行星群。"第一作者、西班牙马德里自治大学的巴勃罗-加西亚-马丁（Pablo García Martín）说："看到如此多的候选天体，我们感到非常惊讶。这个群体的存在曾有过一些暗示，但现在我们通过使用整个哈勃档案获得的随机小行星群体样本证实了这一点。这对于深入了解太阳系的进化模型非常重要。"这个随机的大样本为了解小行星带的形成和演变提供了新的视角。发现大量小行星的观点倾向于认为，这些小行星是较大小行星的碎片，它们像被砸碎的陶器一样发生碰撞并四分五裂。这是一个长达数十亿年的研磨过程。关于较小碎片存在的另一种理论是，它们是在数十亿年前以这种方式形成的。但是，没有任何可以想象的机制可以阻止它们从太阳周围行星形成的环星盘中聚集尘埃，从而滚雪球般地变大。西班牙马德里欧洲太空天文中心的布鲁诺-梅林（Bruno Merín）说："碰撞会产生某种特征，我们可以用它来检验目前的主带群体。"这张哈勃太空望远镜拍摄的条状螺旋星系 UGC 12158 的图像看起来像是有人用白色记号笔涂抹过的。实际上，这是一颗前景小行星在哈勃视场中移动时的时间曝光组合，它干扰了对该星系的观测。对星系进行了多次曝光，这就是虚线图案中的证据。由于视差的原因，小行星呈现出一条弯曲的轨迹：哈勃并不是静止的，而是围绕地球运行的，这就造成了一种错觉，即这颗微弱的小行星正沿着弯曲的轨迹游动。这颗未知的小行星位于太阳系的小行星带内，因此比背景星系距离哈勃近 10 万亿倍。这类数据对天文学家普查太阳系中的小行星群非但不会造成困扰，反而非常有用。资料来源：NASA、ESA、Pablo García Martín （UAM）由于哈勃围绕地球的快速轨道，它可以通过哈勃曝光中的小行星痕迹捕捉到游荡的小行星。从地球上的望远镜观看，小行星会在画面上留下一道痕迹。小行星在哈勃曝光的照片中以清晰无误的弯曲轨迹出现，从而"轰炸"了哈勃曝光。当哈勃围绕地球移动时，它在观测小行星时会改变视角，而小行星也会沿着自己的轨道移动。通过了解哈勃在观测过程中的位置和测量条纹的曲率，科学家可以确定小行星的距离，并估算出它们的轨道形状。被捕获的小行星大多位于火星和木星轨道之间的主带。它们的亮度由哈勃的灵敏相机测量。将它们的亮度与其距离相比较，就能估算出它们的大小。调查中最暗的小行星的亮度大约是人眼所能看到的最暗恒星亮度的四千万分之一。梅林说："小行星的位置会随着时间的变化而变化，因此你不能仅仅通过输入坐标来找到它们，因为在不同的时间，它们可能不在那里。作为天文学家，我们没有时间去查看所有的小行星图像。因此，我们萌生了与 1 万多名公民科学志愿者合作的想法，以浏览庞大的哈勃档案。"2019年，一个国际天文学家小组启动了哈勃小行星猎手（Hubble Asteroid Hunter）项目，这是一个公民科学项目，旨在识别哈勃档案数据中的小行星。该倡议由欧洲科学技术中心（ESTEC）和欧洲空间天文中心科学数据中心（ESDC）的研究人员和工程师与世界上最大、最受欢迎的公民科学平台Zooniverse平台和Google合作开发。共有 11482 名公民科学志愿者提供了近 200 万个识别数据，然后为基于人工智能的小行星自动识别算法提供了训练集。这种开创性的方法可以有效地应用于其他数据集。该项目下一步将探索以前未知的小行星条纹，以确定它们的轨道特征并研究它们的特性，如自转周期。由于这些小行星条纹大多是哈勃在多年前捕捉到的，因此现在无法对它们进行跟踪，以确定它们的轨道。研究结果发表在《天文学与天体物理学》杂志上。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：