小行星Bennu有机固体的分子演化约束：从星子吸积到碎石堆天体形成的热历史揭秘

本研究通过固态核磁共振（ssNMR）技术首次揭示OSIRIS-REx任务返回的小行星Bennu样品中不溶性有机质（IOM）的分子结构特征。研究发现其芳香碳比例显著低于碳质球粒陨石，而脂肪族氢含量更高，结合元素分析-同位素比值质谱（EA-IRMS）数据表明该物质未经历显著热变质作用。这一发现为理解Bennu母体的热演化史及太阳系早期有机质保存机制提供了关键分子级证据。

　　

亮点

样品

约6.5克Bennu聚合样本（未分选颗粒物质＜0.5厘米）被粉碎成均质化粉末（样本ID OREX-800107-0），分配给OSIRIS-REx样本有机分析工作组（SOAWG）进行多维度协同分析。高度分支的样本分析流程为¹H和¹³C固态核磁共振（ssNMR）提供了三次分析机会：一次针对原始样本，两次针对先前可溶性有机分析提取后的残留物。

IOM分离

三个聚合样本的质量以及CsF处理后回收的残留物质量记录于表1。理想情况下残留物应为纯IOM，但实际总伴随部分无机材料（如纳米相氧化物颗粒、纳米金刚石和前太阳颗粒）被包裹在IOM中未能沉降到CsF水相（详见方法部分）。表1中不同残留物的碳重量百分比值存在差异，表明无机杂质含量存在变化。

IOM残留杂质与NMR磁干扰的关联

如结果部分所述，三个OREX-800107-0聚合子样本中的两个（OREX-166和-110）在¹H和¹³C ssNMR中均表现出显著磁干扰（表2、表3、图1-5）。在二十多年的IOM分离与NMR分析经历中，我们从未遇到过此类问题。子样本OREX-177曾经过热盐酸预处理（6N HCl，110°C，12小时），当时报道称有明显硫化氢气味产生。

未引用参考文献

Lauretta等人2024，Barnes等人2024，Vokrouhlicky等人2012，Yokoyama等人2022。

作者贡献声明

George D. Cody： 评审编辑-原稿撰写-项目管理-研究实施-形式化分析-概念化。Conel M. O’D. Alexander： 评审编辑-原稿撰写-形式化分析-概念化。Dionysis I. Foustoukos： 评审编辑-原稿撰写-研究实施-形式化分析-概念化。Robert M. Hazen： 评审编辑-资源支持。Daniel P. Glavin： 评审编辑

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本研究结果的已知经济利害关系或个人关联。

致谢

我们衷心感谢整个OSIRIS-REx团队实现小行星Bennu样本返回的壮举。感谢NASA约翰逊航天中心天体材料研究与探索科学部下属的天体材料获取与 curation办公室在样本舱回收、初步检测及长期保藏方面的卓越工作。同时非常感谢OSIRIS-REx样本分析微信息系统团队的支持。