小行星贝努的样本中，隐藏了哪些秘密？

来自贝努的样本

贝努是一颗宽约525米、距离地球约3.2亿千米的小行星。地球遥感观测表明，贝努属于B型小行星，这类小行星富含碳和水合黏土矿物，可能与地球上最原始的陨星——碳粒陨星具有相似之处。

2020年10月，OSIRIS-REx（起源-光谱-资源-安全-风化层探测器）成功降落在贝努表面，进行为期两年的探测与成像任务，并从其碎石表面收集了珍贵的尘埃和小岩石样本。

OSIRIS-REx从小行星贝努上收集样本的艺术构想图。由于从小行星表面采集的样本未受到地球大气层和生物圈的物理或化学修饰，因此可以更好地帮助科学家研究早期太阳系演化、行星形成以及生命基本成分。（图/NASA）

2023年9月，OSIRIS-REx将采集到的样本安全带回地球，并被精心保存。自那之后，研究人员就一直在分析从贝努收集到的约120克的样本。最近，两篇发表在《自然》和《自然·天文》杂志上的论文揭示了贝努的成分。

水分的流失

小行星是原行星盘中形成的星子的遗迹，原行星盘是太阳系初期环绕太阳的致密气体和尘埃盘。在远离太阳、温度较低的区域，这些星子富含大量冰和有机物质。

随着时间的推移，在太阳系诞生后的几百万年内形成的冰冷星子的内部，会因为短寿命放射性原子的衰变而升温，导致冰融化成液态水。带正电的离子（如钠、钾和钙）会从星子的粉状岩石材料中渗透到水中。而水中也含有带负电的离子（如氯、碳酸盐和萤石）。这些阳离子和阴离子形成的水溶液会填充岩石粉末中的孔隙，留下水合矿物的痕迹。

先前对贝努样本的分析显示其中存在水合硅酸盐，这些矿物质可能形成于贝努的母体天体内部，表明其母体曾经存在液态水。但鉴于在那些样本的孔隙中并没有发现水，表明水一定在过去的某个时刻流失了。

水分流失的方式有两种：

1、冷冻升华：当放射性元素的热量消退，水可能冻结在母体中，然后在一段时间后，通过升华直接转化为气体。例如，这一过程可能发生在贝努从外太阳系迁移到接近地球轨道的过程中。

2、蒸发流失：当母体内部仍然温暖时，液态的孔隙水可能就直接蒸发了。

无论是哪种情况，水的流失都会使得离子浓缩，最终导致盐的沉淀。

含钠盐的沉淀特征可帮助区分上述两种机制，这些盐极易溶于水，因此会在水分流失的最后阶段沉淀下来：若水通过升华流失，那么钠盐会在远低于0°C时沉淀；若水通过蒸发流失，则在高于0°C时沉淀，且沉淀的矿物成分不同。

为了防止污染，研究人员装有样本的密封胶囊在返回地球时存放在一个巨大的玻璃箱中。玻璃箱的侧面有可向内插入的橡胶手套，这样研究人员就可以在不直接接触样本的情况下对其进行处理。它还用氮气净化，以防止地球大气中的水分和氧气进入。（图/NASA/Keegan Barber）

令人惊叹的发现

在最新研究中，科学家对贝努样本进行了详细分析，发现多种盐矿物，包括碳酸钠、磷酸盐、硫酸盐和氟化物。通过与地球盐湖化学成分的比较，研究人员推测贝努母体的水分可能是通过蒸发流失的。

更为惊人的是，研究人员在贝努尘埃颗粒内部发现了微小的石盐和钾盐晶体。这是一个突破性的发现：石盐在陨星中极为罕见，迄今仅在地球上已知的数十万颗陨星中的三颗中被发现。石盐极易溶于水，暴露在空气或水中会迅速降解。

在小行星贝努的样本中发现了几种矿物质的微小晶体，其中包括碳酸钠。（图/Rob Wardell, Tim Gooding and Tim McCoy, Smithsonian）

这些发现不仅揭示了太阳系早期水活动的新线索，还具有重要的生命化学意义。在地球上，类似矿物是形成核碱基和核苷等有机化合物的催化剂，后者是生命起源的基础。

此外，研究人员在贝努样本中还发现了多种有机化合物，包括地球生命所需的20种氨基酸中的14种，以及RNA和DNA中的五种核碱基。这些化合物的存在表明，贝努母体曾拥有一个富含碳和水的环境，为生命基本成分的形成提供了适宜条件。

揭示太阳系的演化

这些发现为探索太阳系内其他冰质天体的演化提供了新思路，例如土星的卫星土卫二和火星与木星之间的小行星带中的矮行星谷神星，它们都可能拥有地下盐水海洋，甚至具备孕育生命的潜力。

研究团队正继续分析贝努样本，旨在确定贝努母体的分解事件时间，寻找撞击历史的证据，进一步揭示太阳系早期的演化奥秘。

#参考来源：

https://theconversation.com/new-analysis-of-asteroid-dust-reveals-evidence-of-salty-water-in-the-early-solar-system-248439

https://www.nature.com/articles/d41586-025-00084-5

#图片来源：

封面图：Keegan Barber/NASA

首图：NASA/Goddard/University of Arizona