La glycine de Bennu aurait pu se former dans de la glace irradiée, selon une étude isotopique de Penn State

L'étude a analysé un grain de poussière de Bennu pas plus gros qu'une cuillère à café, en se concentrant sur la glycine, l'acide aminé le plus simple et une molécule à deux atomes de carbone. L'équipe a utilisé des instruments conçus à Penn State pour mesurer les isotopes, de légères variations de masse atomique qui servent d'empreintes chimiques, dans des composés organiques présents à des abondances allant jusqu'à la picomole.

Les chercheurs affirment que certains acides aminés de Bennu se sont probablement formés autrement qu'on ne le pensait. « Nos résultats bouleversent la façon dont nous avons l'habitude de concevoir la formation des acides aminés dans les astéroïdes », explique Allison Baczynski, professeure adjointe de recherche en géosciences à Penn State et coautrice principale. « Il semble désormais que de nombreuses conditions permettent la formation de ces briques du vivant, pas seulement en présence d'eau liquide tiède. »

Une voie plus froide pour la glycine

Jusqu'ici, l'hypothèse principale pour la formation de la glycine était la synthèse de Strecker, dans laquelle l'acide cyanhydrique, l'ammoniac et des aldéhydes ou des cétones réagissent dans l'eau liquide. Les nouveaux résultats suggèrent que la glycine de Bennu ne s'est peut-être pas formée du tout dans de l'eau chaude, mais dans de la glace exposée aux rayonnements, aux confins du système solaire primitif, indique Baczynski.

L'article rapporte que la glycine de Bennu ne correspond pas proprement au scénario de Strecker. L'équipe a mesuré séparément les deux positions du carbone de la glycine. Chez Bennu, ces deux carbones se ressemblent à la marge d'erreur près ; chez Murchison, ils diffèrent fortement. L'équipe a aussi mesuré certains aldéhydes et cétones dans un autre extrait de Bennu. Ces composés étaient plus appauvris en carbone 13 que la glycine de Bennu, un écart qui rend une explication par la seule synthèse de Strecker moins probable pour Bennu.

Isotopes et Murchison

Dans un échantillon de Bennu en poudre référencé OREX-800107-183, l'équipe a identifié 19 acides aminés, dont plusieurs sous forme de miroirs gauche et droit. Beaucoup présentaient des valeurs isotopiques du carbone et de l'azote supérieures aux valeurs terrestres typiques, ce qui plaide pour une origine spatiale.

La glycine de Bennu affichait une valeur isotopique du carbone de +21 plus ou moins 6 pour mille et une valeur de l'azote de +185 plus ou moins 10 pour mille. Celle de Murchison affichait pour l'azote +78 plus ou moins 6 pour mille, soit plus de deux fois moins. Les valeurs du carbone des deux météorites étaient proches, compte tenu des incertitudes. La bêta-alanine de Bennu mesurait +12 plus ou moins 6 pour mille pour le carbone et +170 plus ou moins 4 pour mille pour l'azote. Celle de Murchison valait +63 plus ou moins 4 pour mille.

Le point de comparaison était la météorite de Murchison, tombée en Australie en 1969. Ses acides aminés semblent s'être formés dans de l'eau liquide à des températures modérées, des conditions qui ont pu exister sur les corps parents de ces météorites et sur la Terre primitive. Ophélie McIntosh, chercheuse postdoctorale à Penn State et coautrice principale, note que les acides aminés de Bennu présentent un schéma isotopique très différent de celui de Murchison. Selon elle, ces résultats indiquent que les deux corps parents sont issus de régions chimiquement distinctes du système solaire.

Les deux formes en miroir de l'acide glutamique de Bennu portent des valeurs d'azote radicalement différentes, ce qui contredit l'idée que de telles paires partagent une signature isotopique.

Pourquoi la voie de formation compte

Les acides aminés s'enchaînent pour former des protéines, qui assurent presque toutes les fonctions biologiques, de la construction des cellules à la catalyse des réactions chimiques. Trouver de la glycine dans des astéroïdes ou des comètes laisse penser que certains ingrédients fondamentaux du vivant ont pu se former dans l'espace et être livrés à la Terre primitive, avance Baczynski.

L'échantillon de Bennu a échappé à une grande partie du risque de contamination qui touche les météorites. Il est revenu scellé et a été conservé sous azote de haute pureté au centre spatial Johnson de la NASA. Les météorites, elles, traversent une atmosphère réactive avant de séjourner sur une planète humide et habitée.

Ce que l'équipe veut faire ensuite

Baczynski indique que l'équipe espère analyser toute une série de météorites différentes pour examiner leurs acides aminés. L'objectif est de savoir si les conditions et les voies capables de produire les briques du vivant sont encore plus variées. « Nous avons aujourd'hui plus de questions que de réponses », dit-elle.