Under en expedition 2012 till Antarktis, ett team av japanska och belgiska forskare plockade upp en liten sten som såg kolsvart ut mot den snövita. Nu känd som meteoriten Asuka 12236, den var ungefär lika stor som en golfboll.

Trots sin blygsamma storlek, denna sten från rymden var ett kolossalt fynd. Som det visar sig, Asuka 12236 är en av de bäst bevarade meteoriterna i sitt slag som någonsin upptäckts. Och nu, NASA-forskare har visat att den innehåller mikroskopiska ledtrådar som kan hjälpa dem att lösa ett universellt mysterium:Hur blomstrade livets byggstenar på jorden?

Så, när astrobiologer vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, fick sina (försiktigt handskar) händerna på en liten bit av denna primitiva meteorit, de började snabbt avkoda informationen inuti. Under bländningen av lysrören och ackompanjerad av surret av analytiska verktyg som körs i bakgrunden, NASA Goddard-teamet krossade först en 50 milligrams nypa Asuka 12236 i sitt labb med en mortel och mortelstöt. Sedan suspenderade de aminosyrorna från det gamla dammet i en vattenlösning och skickade vätskan genom en kraftfull analysmaskin som separerade molekylerna inuti med massa och identifierade varje sort.

Goddard-forskarna fann att ett överflöd av aminosyror var låst inuti Asuka 12236, dubbla koncentrationen som ses i en rymdsten som heter Paris, som tidigare ansågs vara den bäst bevarade meteoriten av samma klass. Dessa urmolekyler inkluderade asparaginsyra och glutaminsyror, som är bland de 20 aminosyrorna som bildar sig i otaliga arrangemang, utgör miljontals proteiner. Proteiner fortsätter sedan att driva livets kemiska redskap på jorden, inklusive viktiga kroppsfunktioner hos djur.

Leds av Goddard-astrobiologen Daniel P. Glavin, teamet fann också att Asuka 12236 hade fler vänsterhänta versioner av vissa aminosyror. Det finns en högerhänt och vänsterhänt spegelbildsversion av varje aminosyra, som om dina händer är spegelbilder av varandra. Allt känt liv använder endast vänsterhänta aminosyror för att bygga proteiner. Alltmer, Glavin och hans kollegor upptäcker att meteoriter är fulla av dessa vänsterhänta kemiska prekursorer till liv.

"Meteoriterna berättar för oss att det fanns en inneboende fördom mot vänsterhänta aminosyror innan livet ens började, " sa Glavin. "Det stora mysteriet är varför?"

För att gå till botten med vad som gör vänsterhänthet så speciellt, Glavin och hans team undersöker hundratals meteoriter. Ju större variation av ursprung, kemi, och åldrar, desto bättre. Skillnader i typerna och mängderna av aminosyror som bevaras i dessa bergarter gör det möjligt för forskare att bygga upp ett register över hur dessa molekyler utvecklats genom tid och omständigheter, inklusive exponering för vatten och värme inuti sina moderasteroider.

På solsystemets tidslinje, Asuka 12236 passar in i början – faktiskt, vissa forskare tror att små bitar av meteoriten är före solsystemet. Flera bevis tyder på att Asuka 12236:s ursprungliga kemiska sammansättning är den bäst bevarade i en kategori av kolrika meteoriter som kallas CM-kondriter. Dessa är bland de mest intressanta bergarterna att studera för forskare som fokuserar på livets ursprung eftersom många innehåller en mycket komplex blandning av organiska föreningar associerade med levande varelser.

Forskare har bestämt att det inre av Asuka 12236 är så välbevarat eftersom berget exponerades för mycket lite flytande vatten eller värme, både när det fortfarande var en del av en asteroid och senare, när den satt i Antarktis och väntade på att bli upptäckt. De kan berätta baserat på de typer av mineraler som finns inuti. Brist på lermineraler är en ledtråd, med tanke på att dessa typer av mineraler bildas av vatten. En annan ledtråd är att Asuka 12236 har massor av järnmetall i sig som inte har rostat, en indikation på att meteoriten inte har exponerats för syret i vattnet. Stenen innehåller också ett överflöd av silikatkorn med ovanliga kemiska sammansättningar som tyder på att de bildades i gamla stjärnor som dog innan solen började bildas. Eftersom dessa silikatmineraler vanligtvis lätt förstörs av vatten, forskare hittar dem inte i meteoriter som är mindre orörda än Asuka 12236.

"Det är roligt att tänka på hur dessa saker faller till jorden och råkar vara fulla av all denna olika information om hur solsystemet bildades, vad den bildades av, och hur elementen byggdes upp i galaxen, " sa Conel M. O'D. Alexander, en vetenskapsman vid Carnegie Institution for Science i Washington, D.C., som samarbetade med Glavins team på Asuka 12236-analysen, som publicerades den 20 augusti i tidskriften Meteoritik och planetvetenskap .

Meteoriter som Asuka 12236 är bitar av mycket större asteroider. Dessa fragment kastades in i solsystemet under asteroidkollisioner för mer än 4,5 miljarder år sedan och tog sig till slut till jordens yta efter att ha överlevt en eldig nedstigning genom vår atmosfär. För Alexander och Glavin, dessa stenar är som historieböcker som faller från himlen och levererar kemisk information om det tidiga solsystemet. Rymdstenar är den enda källan till denna information, eftersom erosion och plattektonik på jorden har utplånat vår planets kemiska historia.

Med Asuka 12236, forskare får en titt på de allra första aminosyrorna som produceras i solsystemet och de förhållanden som ledde till variationen och komplexiteten hos dessa molekyler. "Asuka 12236 visar oss att det är den här "Goldilocks"-grejen på gång, sa Glavin.

Glavin och hans team lär sig att nyckeln till aminosyror, när det gäller att bilda och föröka sig, är exponering för de perfekta förhållandena inuti asteroider. "Du behöver lite flytande vatten och värme för att producera en mängd olika aminosyror, " sa han. "Men om du har för mycket, du kan förstöra dem alla."

Vattnet skulle ha producerats inuti asteroiden som Asuka 12236 kom ifrån, som värme från det radioaktiva sönderfallet av vissa kemiska grundämnen smälte isen som kondenserades med sten när asteroiden först bildades. Med tanke på att Asuka 12236 är så välbevarad, det kunde ha kommit från ett svalare yttre lager av asteroiden där det skulle ha kommit i kontakt med lite värme, och sålunda, vatten. Även om det bara är gissningar för tillfället, Glavin sa:"Det finns fortfarande mycket vi inte vet om den här meteoriten."

Den enda faktorn som inte stämmer överens med den förklaringen är denna:Glavins team hittade fler vänsterhänta molekyler än högerhänta i vissa proteinbyggande aminosyror i Asuka 12236. Dessa vänsterhänta molekyler skulle ha behövt bearbetas i mycket mer vatten än vad den här gamla stenen verkar ha utsatts för. "Det är ganska ovanligt att ha dessa stora vänsterhänta överskott i primitiva meteoriter, " sa Glavin. "Hur de bildades är ett mysterium. Det är därför det är bra att titta på en mängd olika meteoriter, så vi kan bygga en tidslinje för hur dessa organiska ämnen utvecklas över tiden och de olika förändringsscenarierna."

Även om det är möjligt att forskare ser dessa livsrelaterade molekyler på grund av jordisk förorening, Glavins team är av olika anledningar övertygade om att Asuka 12236 är obefläckad. Ett tecken är att en hög koncentration av aminosyror i Goddards prov var fritt flytande; om forskare hade tittat på jordens liv, aminosyrorna skulle ha varit bundna i proteiner, sa Glavin. Fortfarande, forskare kan inte vara 100% säkra på att de inte tittar på föroreningar när de har att göra med stenar som faller till jordens yta.

Av denna anledning, Glavin och hans team ser fram emot att analysera ett avgjort orördt prov från en primitiv asteroid som inte är exponerad för jordens biologi. De kommer att få sin chans efter att NASA:s rymdfarkost OSIRIS-REx levererar en förseglad cache av smuts och stenar från asteroiden Bennu 2023. OSIRIS-REx kommer att samla in provet av Bennu den 20 oktober, 2020.

"Förstå typerna av molekyler, och deras handfasthet, som fanns i solsystemets tidigaste dagar gör att vi kommer närmare att veta hur planeterna och livet bildades, " sa Jason P. Dworkin, en Goddard-astrobiolog som hjälpte till att analysera Asuka 12236 och fungerar som projektforskare för OSIRIS-REx-uppdraget.