來自貝努的樣本

貝努是一顆寬約525米、距離地球約3.2億千米的小行星。地球遙感觀測表明，貝努屬于B型小行星，這類小行星富含碳和水合黏土礦物，可能與地球上最原始的隕星——碳粒隕星具有相似之處。

2020年10月，OSIRIS-REx（起源-光譜-資源-安全-風化層探測器）成功降落在貝努表面，進行為期兩年的探測與成像任務，并從其碎石表面收集了珍貴的塵埃和小巖石樣本。

OSIRIS-REx從小行星貝努上收集樣本的藝術構想圖。由于從小行星表面采集的樣本未受到地球大氣層和生物圈的物理或化學修飾，因此可以更好地幫助科學家研究早期太陽系演化、行星形成以及生命基本成分。（圖/NASA）

2023年9月，OSIRIS-REx將采集到的樣本安全帶回地球，并被精心保存。自那之后，研究人員就一直在分析從貝努收集到的約120克的樣本。最近，兩篇發表在《自然》和《自然·天文》雜志上的論文揭示了貝努的成分。

水分的流失

小行星是原行星盤中形成的星子的遺跡，原行星盤是太陽系初期環繞太陽的致密氣體和塵埃盤。在遠離太陽、溫度較低的區域，這些星子富含大量冰和有機物質。

隨著時間的推移，在太陽系誕生后的幾百萬年內形成的冰冷星子的內部，會因為短壽命放射性原子的衰變而升溫，導致冰融化成液態水。帶正電的離子（如鈉、鉀和鈣）會從星子的粉狀巖石材料中滲透到水中。而水中也含有帶負電的離子（如氯、碳酸鹽和螢石）。這些陽離子和陰離子形成的水溶液會填充巖石粉末中的孔隙，留下水合礦物的痕跡。

先前對貝努樣本的分析顯示其中存在水合硅酸鹽，這些礦物質可能形成于貝努的母體天體內部，表明其母體曾經存在液態水。但鑒于在那些樣本的孔隙中并沒有發現水，表明水一定在過去的某個時刻流失了。

水分流失的方式有兩種：

1、冷凍升華：當放射性元素的熱量消退，水可能凍結在母體中，然后在一段時間后，通過升華直接轉化為氣體。例如，這一過程可能發生在貝努從外太陽系遷移到接近地球軌道的過程中。

2、蒸發流失：當母體內部仍然溫暖時，液態的孔隙水可能就直接蒸發了。

無論是哪種情況，水的流失都會使得離子濃縮，最終導致鹽的沉淀。

含鈉鹽的沉淀特征可幫助區分上述兩種機制，這些鹽極易溶于水，因此會在水分流失的最后階段沉淀下來：若水通過升華流失，那么鈉鹽會在遠低于0°C時沉淀；若水通過蒸發流失，則在高于0°C時沉淀，且沉淀的礦物成分不同。

為了防止污染，研究人員裝有樣本的密封膠囊在返回地球時存放在一個巨大的玻璃箱中。玻璃箱的側面有可向內插入的橡膠手套，這樣研究人員就可以在不直接接觸樣本的情況下對其進行處理。它還用氮氣凈化，以防止地球大氣中的水分和氧氣進入。（圖/NASA/Keegan Barber）

令人驚嘆的發現

在最新研究中，科學家對貝努樣本進行了詳細分析，發現多種鹽礦物，包括碳酸鈉、磷酸鹽、硫酸鹽和氟化物。通過與地球鹽湖化學成分的比較，研究人員推測貝努母體的水分可能是通過蒸發流失的。

更為驚人的是，研究人員在貝努塵埃顆粒內部發現了微小的石鹽和鉀鹽晶體。這是一個突破性的發現：石鹽在隕星中極為罕見，迄今僅在地球上已知的數十萬顆隕星中的三顆中被發現。石鹽極易溶于水，暴露在空氣或水中會迅速降解。

在小行星貝努的樣本中發現了幾種礦物質的微小晶體，其中包括碳酸鈉。（圖/Rob Wardell, Tim Gooding and Tim McCoy, Smithsonian）

這些發現不僅揭示了太陽系早期水活動的新線索，還具有重要的生命化學意義。在地球上，類似礦物是形成核堿基和核苷等有機化合物的催化劑，后者是生命起源的基礎。

此外，研究人員在貝努樣本中還發現了多種有機化合物，包括地球生命所需的20種氨基酸中的14種，以及RNA和DNA中的五種核堿基。這些化合物的存在表明，貝努母體曾擁有一個富含碳和水的環境，為生命基本成分的形成提供了適宜條件。

揭示太陽系的演化

這些發現為探索太陽系內其他冰質天體的演化提供了新思路，例如土星的衛星土衛二和火星與木星之間的小行星帶中的矮行星谷神星，它們都可能擁有地下鹽水海洋，甚至具備孕育生命的潛力。

研究團隊正繼續分析貝努樣本，旨在確定貝努母體的分解事件時間，尋找撞擊歷史的證據，進一步揭示太陽系早期的演化奧秘。

#參考來源：

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

#圖片來源：

封面圖：Keegan Barber/NASA

首圖：NASA/Goddard/University of Arizona