在位於馬裡蘭州郊區的 NASA 戈達德太空飛行中心的 34 號普通磚鋼建築內，科學家即將進行一系列測試，這些測試將產生深遠的結果。他們正在調查作為OSIRIS-REx 任務的一部分從小行星Bennu 挖出的約4 克岩石和泥土，去年9 月，該任務將一艘太空船載著一小批貨物返回地球，總共121.6 克，即不到5 盎司。當太陽系形成時，氣體和塵埃雲正在凝聚成太陽和行星，戈達德實驗室等待分析的污垢是地球上最古老的物質之一。該航天器在執行任務時行駛了 38.6 億英里，花了七年時間才收集到它。

OSIRIS-REx 中的“O”代表“起源”，在這種情況下適用於地球上所有事物的開始。 「這是生命、海洋和你所知道的一切的原料，」蒂姆·麥考伊(Tim McCoy) 在2023 年11 月的貝努小塊揭幕儀式上說道，該塊目前在史密森尼國家自然史博物館展出。

博物館隕石館館長麥考伊正在博物館礦物科學部分析該小行星的其他樣本，以對岩石的紋理及其所含礦物的種類進行分類和描述。剛到達戈達德天體生物學分析實驗室的樣本將提供不同的資訊。我在這個令人窒息的六月天來到實驗室，想看看這裡的科學家會如何解決這個問題。

實驗室主任傑森·德沃金（Jason Dworkin）和負責NASA 樣本返回任務的高級科學家丹尼·格拉文（Danny Glavin）在所謂的白色房間外與我會面，由於持續的空氣過濾和有限的人員，這裡的空氣像新生兒加護病房一樣沒有灰塵和細菌。房間裡配有長凳，上面有透明塑膠製成的受控箱子。我們與白色房間之間被厚重的塑膠條隔開，就像肉店裡用來分隔冷藏室和櫃檯空間的塑膠條一樣。透過窗戶，我可以看到裝有四克小行星的小玻璃瓶。有那麼一刻，我們都看到了它，我一半期望它會因為純粹的稀有而發光，但它非常暗，幾乎是黑色的，看起來像灰燼。 「它很粘，」格拉文說。 「它具有黏稠的、類似黏土的稠度。本質上就是這樣，就像我們在地球上看到的粘土一樣。

科學家們從 OSIRIS-REx 太空船在貝努軌道運行兩年期間返回的數據得知，在這顆小行星漫長歷史的某個時刻，它是潮濕的。他們也知道它富含碳，這是地球上所有生命的重要化學成分。卡內基科學研究所的一組分析師報告稱，該樣本的碳豐度為 4.7，是該機構測量的所有外星樣本（隕石或返回材料）中碳豐度最高的。這就是天體生物學分析實驗室的用武之地。

這裡的科學家想要了解像這樣的小行星是如何成為這個星球上生命故事的一部分的。天體生物學家認為，核酸RNA和DNA最初的發展在某種程度上受到了數十億年前在貝努這樣的小行星上出現的胺基酸和其他分子的貢獻。為了驗證這個假設，他們將研究貝努樣本中的有機分子。

「過去 20 年我的大部分工作都是關於隕石的，」德沃金說。 「這些是行星形成的殘餘物，所以 [they have] 來自星際介質和原太陽星雲的混合物進入行星的原料。在地球上，這些原料被構造和其他地質活動、地球歷史最初十億年中發生的一系列撞擊所產生的熱量以及生命一旦開始、增殖和進化所掩蓋。 「我們所見過的地球上沒有一個地方還沒有有人居住過，」德沃金說。

但貝努並沒有經歷任何這些地質或生物過程。 OSIRIS-REx 任務團隊的科學家最常使用的詞彙來形容這些樣本是「原始」。為了維持這個原始狀態，實驗室遵循嚴格的協議：進入樣本所在白色房間的人員戴上口罩、髮網、實驗室外套、鞋套和丁腈手套。白色房間門口的黏墊可以捕捉鞋套上任何鬆散的顆粒。裝有樣品玻璃瓶的箱子其實是一個氣閘，有兩個艙口。進入保存樣本的白色房間的任何工具或較小的物體都會通過一個艙口，該艙口在另一側相應的艙口打開之前關閉。

前往貝努並返回：旅程的終點

格拉文說，雖然他們很高興現在可以開始工作，但將樣本運送到這裡並在實驗室承擔責任是有壓力的。 “你可以算一下，”他說。 「任務成本 [roughly] 10 億美元，我們退回了 3.3% 的樣本。以此計算，這半瓶灰燼風化層價值 3,300 萬美元，但對於研究生命起源的科學家來說，它的價值是無價的。德沃金在他的實驗室中收到了其他寶貴的樣本，包括2020 年由日本太空船帶到地球的小行星龍宮的溶解萃取物。加入該項目，比之前的12 年早了12 年。貝努的完整傳記。所有 38 個機構將僅分配返回的 121.6 克小行星中的約 25%。

「我們在礦物學的背景下解釋有機物，」格拉文說。 “我們並不是孤立地工作。一組實驗並不能說明全部。 OSIRIS-REx 科學團隊上個月末在科學期刊上發表了對此背景的介紹 流星學與行星科學。礦物學家在小行星的成分中發現了磷酸鎂鈉，這種磷酸鹽可以溶解在水中，因此可以參與化學反應。這是一個意外的發現，因為當太空船繪製貝努地圖時，奧西里斯-雷克斯感測器沒有檢測到磷酸鹽。

「這就是為什麼樣本回傳如此重要，」格拉文說。遙感無法完整描述天體的組成。

磷酸鹽是核苷酸的組成部分，而核苷酸又形成核酸（如 DNA）的結構單元。德沃金說，在返回的樣本中找到磷酸鹽，「允許[s] 我們要問的問題是這些可溶性磷酸鹽是否有助於磷酸化有機化合物的形成。

“我們還沒有對這些進行任何測試，”他補充道。

論文中幾乎順便提到的一項發現讓我起雞皮疙瘩。美國太空總署約翰遜太空中心電子束分析實驗室的負責人林賽凱勒發現了被認為起源於紅巨星（比太陽更古老的恆星）的顆粒。也發現了超新星噴射物的痕跡，這些化學物質在恆星致命的爆炸中向外噴射。

我們身後，一扇門打開，一名年輕人宣布他即將開始測試。 Angel Mojarro 是博士後研究員，去年二月開始在戈達德實驗室工作。 「我從研究所畢業後的第一份工作是分析貝努，」他微笑著說道，這表明他認為自己非常幸運。

在一個房間裡，各種類型的質譜儀和其他大型儀器與電腦顯示器共享空間，莫哈羅戴著手套的手中拿著另一個帶蓋的玻璃瓶。其中，一個罌粟籽顏色、大小約為罌粟籽三倍的小球體黏附在玻璃上。 （這種顆粒對送到實驗室進行處理的四克樣品幾乎沒有造成影響；還剩下大量樣品。）莫哈羅用長金屬鑷子將其提取出來，並將其放入氣相色譜質譜儀的容器中，這大致類似於辦公室印表機，然後關上門。從小瓶中取出到放入質譜儀之間的幾秒鐘內，貝努粒子暴露在空氣中，但考慮到莫哈羅即將進行的測試，德沃金表示，暴露在空氣中是無關緊要的。

質譜儀首先透過提供熱衝擊來蒸發顆粒，然後推動產生的氣體通過玻璃毛細管線圈。光譜儀測量單一分子的質量並產生光譜，指示氣體的化學成分。 90 分鐘後，莫哈羅將得到結果：小行星樣本中可溶性和不溶性有機化合物的指紋。在有關這項特定研究的論文經過同行評審後於今年稍後發表之前，無法報告這些資訊。

早期的一項類似測試發現存在多種不同的氨基酸，這些有機分子可以結合形成蛋白質。其中大多數是甘氨酸，是所有氨基酸中結構最簡單的。

除了研究隕石和小行星外，天體生物學分析實驗室還研究了 2006 年由 NASA 星塵號太空船返回的維爾德 2 號彗星（發音為「VILT-two」）樣本。 2008年，格拉文和德沃金從彗尾的微小顆粒中分離出了甘氨酸。下一步是證明甘氨酸來自彗星，而不是太空船發射前在地球上的操作。為了確認它的外星來源，他們和同事對微量的 Wild 2 進行了同位素分析，證實它來自太空。這是首次從彗星觀測到胺基酸。這項發現強化了這樣一種假設，即地球上生命所需的碳基化合物至少部分是作為嬰兒時期轟炸地球的小行星和彗星的搭便車而來的。

當世界各地的科學家對貝努樣本進行研究時，小行星正在迎來一個新的時刻。 OSIRIS-REx 太空船正在繼續任務，現在前往小行星阿波菲斯，另外兩個美國太空總署探測器也正在前往其他小行星的途中。德沃金說，OSIRIS-REx 任務中他最喜歡的部分是剩餘 75% 的樣本在被分割後會發生什麼：「剩下的就去未來了，」他說。對於未來的科學家來說，他們將擁有更好的儀器來研究此類物質，他們將比今天的科學家更了解小行星，並且德沃金說，“他們將提出我們沒有想到的問題。”