Als am 24. September 2023 eine kleine Kapsel über der Wüste von Utah zur Erde zurückkehrte, hatte sie Material an Bord, das seit Milliarden Jahren weitgehend von der irdischen Umwelt getrennt gewesen war. Insgesamt brachte die NASA-Mission OSIRIS-REx 121,6 Gramm Staub und Gestein vom Asteroiden Bennu zurück – deutlich mehr als ursprünglich für den Missionserfolg erforderlich war. Seitdem werden winzige Teile dieser Probe in Laboren auf der ganzen Welt untersucht.

Die Ergebnisse haben Bennu zu einem der interessantesten Körper für die Erforschung der frühen Geschichte des Sonnensystems gemacht. In den Proben fanden Wissenschaftler wasserhaltige Minerale, Salze, Phosphate, eine große Vielfalt organischer Stoffe, Aminosäuren und sämtliche fünf Nukleobasen, die bei irdischem Leben in DNA und RNA vorkommen. Spätere Analysen wiesen sogar Ribose und Glucose nach. Keiner dieser Funde ist ein Nachweis für außerirdisches Leben. Zusammen zeigen sie jedoch, dass erstaunlich viele chemische Ausgangsstoffe der Biologie bereits in primitiven Asteroiden vorhanden sein können.

Was ist der Asteroid Bennu?

Bennu ist ein erdnaher, kohlenstoffreicher Asteroid mit einem Durchmesser von ungefähr 500 Metern. Seine Form erinnert an einen Kreisel: Am Äquator besitzt der Körper einen deutlich ausgeprägten Wulst, während sich die Oberfläche zu den Polen hin verjüngt.

Vor allem aber ist Bennu kein massiver Felsblock. Der Asteroid besteht aus zahlreichen Gesteinsbrocken und kleineren Partikeln, die durch ihre gemeinsame schwache Schwerkraft zusammengehalten werden. Solche Körper werden als Rubble-Pile-Asteroiden bezeichnet. Wahrscheinlich entstand Bennu aus den Trümmern eines größeren Mutterasteroiden, der bei einer Kollision zerstört wurde und dessen Bruchstücke sich später erneut zusammenlagerten.

Gerade diese Herkunft macht Bennu wissenschaftlich wertvoll. Sein Material kann Bestandteile aus einer sehr frühen Phase des Sonnensystems bewahrt haben. Kohlenstoffreiche Asteroiden gelten deshalb als mögliche Archive jener Stoffe, aus denen sich vor mehr als 4,5 Milliarden Jahren Planeten und andere Himmelskörper entwickelten.

Wie gelangte OSIRIS-REx zum Asteroiden Bennu?

OSIRIS-REx startete am 8. September 2016. Der vollständige Missionsname lautet Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, and Security-Regolith Explorer. Nach mehr als zwei Jahren Flug erreichte die Raumsonde Ende 2018 Bennu und begann eine detaillierte Untersuchung des Asteroiden.

Dabei kartierte sie seine Oberfläche und bestimmte unter anderem Form, Masse, Zusammensetzung und Temperaturverteilung. Für die geplante Probenentnahme musste vor allem ein geeigneter Ort gefunden werden. Das erwies sich als schwieriger als erwartet: Bennus Oberfläche war deutlich stärker mit großen Felsblöcken übersät, als Forscher aufgrund vorheriger Beobachtungen angenommen hatten.

Als Ziel wurde schließlich eine relativ kleine Region mit dem Namen Nightingale ausgewählt.

Am 20. Oktober 2020 folgte das entscheidende Manöver. OSIRIS-REx senkte sich kontrolliert bis zur Oberfläche ab. Am Ende eines langen Roboterarms befand sich der Touch-and-Go Sample Acquisition Mechanism, kurz TAGSAM. Der Sammelkopf berührte Bennu nur für kurze Zeit. Dann wurde Stickstoffgas auf die Oberfläche geblasen, wodurch Staub und kleinere Gesteinsstücke aufgewirbelt und in den Sammelbehälter gedrückt wurden. Der Mechanismus drang dabei überraschend tief in den lockeren Untergrund ein – ein weiterer Hinweis darauf, wie wenig verfestigt Bennus Oberfläche ist.

Wie kamen die Bennu-Proben zurück zur Erde?

Am 10. Mai 2021 verließ OSIRIS-REx Bennu und begann den Rückflug zur Erde. Mehr als zwei Jahre später erreichte die Sonde unseren Planeten.

OSIRIS-REx selbst landete allerdings nicht. Am 24. September 2023 setzte die Raumsonde ihre Rückkehrkapsel frei. Diese trat in die Atmosphäre ein, wurde durch einen Hitzeschild geschützt und landete schließlich am Fallschirm auf dem Utah Test and Training Range in den USA.

Die eigentliche Raumsonde flog an der Erde vorbei und erhielt anschließend eine neue Aufgabe. Unter dem Namen OSIRIS-APEX soll sie 2029 den Asteroiden Apophis untersuchen.

Für die Bennu-Forschung begann dagegen eine völlig neue Phase. Die Proben wurden unter streng kontrollierten Bedingungen behandelt und unter hochreinem Stickstoff gelagert, um eine Kontamination durch die Erdatmosphäre möglichst gering zu halten. Genau darin liegt ein wesentlicher Vorteil einer Probenrückführungsmission gegenüber gewöhnlichen Meteoriten: Das Material gelangt direkt aus dem Weltraum in kontrollierte Labore und war zuvor weder Regen, Boden noch biologischen Stoffen auf der Erde ausgesetzt.

Wie viel Material brachte OSIRIS-REx von Bennu zurück?

Nach der vollständigen Erfassung stand fest, dass OSIRIS-REx 121,6 Gramm Material von Bennu zurückgebracht hatte. Für eine Laborprobe ist das eine außergewöhnlich große Menge. Die japanische Hayabusa2-Mission hatte von Ryugu beispielsweise rund 5,4 Gramm zur Erde gebracht.

Bei Bennu stehen deshalb genügend Partikel für zahlreiche voneinander unabhängige Untersuchungen zur Verfügung. Gleichzeitig wird ein erheblicher Teil des Materials für spätere Generationen aufbewahrt. Künftige Analyseverfahren könnten Fragen beantworten, die mit heutigen Instrumenten noch gar nicht untersucht werden können.

Schon die ersten Untersuchungen machten deutlich, dass das Material extrem ursprünglich und chemisch komplex ist.

Fanden Forscher Wasser auf Bennu?

Eine der wichtigsten Erkenntnisse betrifft Wasser. Auf Bennu gibt es heute keine Seen oder Ozeane. Die Proben enthalten jedoch zahlreiche Minerale, die nur entstehen können, wenn Gestein mit flüssigem Wasser reagiert.

Besonders häufig treten sogenannte Phyllosilikate auf. Zu dieser Mineralgruppe gehören auch Tonminerale. Ihre Struktur zeigt, dass das Ausgangsmaterial Bennus in seiner Vergangenheit intensiv durch Wasser verändert wurde. Diese Prozesse fanden wahrscheinlich nicht auf dem kleinen heutigen Asteroiden statt, sondern auf seinem wesentlich größeren Mutterkörper.

Das bedeutet, dass in Bennus Vorgeschichte Bedingungen existierten, unter denen flüssiges Wasser durch Gestein zirkulieren konnte. Der Mutterasteroid muss Eis enthalten haben, das sich durch Erwärmung zeitweise in Wasser verwandelte und chemische Reaktionen auslöste.

Wie umfangreich diese Prozesse waren, zeigte sich erst durch spätere Analysen der zurückgebrachten Proben.

Welche Salze wurden in den Bennu-Proben entdeckt?

2025 veröffentlichten Forscher Ergebnisse, die ein überraschend detailliertes Bild dieser wässrigen Vergangenheit lieferten. In den Bennu-Proben fanden sie eine Gruppe verschiedener Salzminerale, die offenbar nacheinander entstanden, als eine salzhaltige Flüssigkeit langsam verdunstete oder gefror.

Insgesamt wurden elf Minerale identifiziert, die mit solchen Verdunstungsprozessen in Verbindung stehen. Dazu gehören unter anderem Carbonate, Chloride und Phosphate. Einige davon sind in extraterrestrischem Material ausgesprochen selten. Das Mineral Trona wurde in diesem Zusammenhang erstmals in einer außerirdischen Probe nachgewiesen.

Die Mineralabfolge ermöglicht es, die Entwicklung einer uralten Salzlösung auf Bennus Mutterkörper zu rekonstruieren. Offenbar gab es dort über längere Zeiträume flüssige, zunehmend konzentrierte Salzlösungen. Mit fortschreitender Verdunstung oder Gefrierung kristallisierten unterschiedliche Mineralien aus.

Damit war Bennus Ausgangsmaterial chemisch keineswegs so unverändert, wie man es sich bei einem primitiven Asteroiden leicht vorstellen könnte. Zwar stammt es aus der Frühzeit des Sonnensystems, doch innerhalb seines Mutterkörpers liefen bereits komplexe geologische und chemische Prozesse ab.

Welche Aminosäuren fanden Forscher auf Bennu?

Besonders große Aufmerksamkeit erregten die organischen Stoffe in den Proben. Wissenschaftler fanden zahlreiche Aminosäuren – Moleküle, die bei irdischem Leben unter anderem als Bausteine von Proteinen dienen.

Unter den nachgewiesenen Stoffen befinden sich 14 der 20 Standardaminosäuren, die das Leben auf der Erde für den Aufbau von Proteinen verwendet. Hinzu kommen zahlreiche weitere Aminosäuren, die nicht zur üblichen biologischen Proteinausstattung gehören.

Der Fund allein ist kein Hinweis darauf, dass Bennu jemals belebt war. Aminosäuren können durch nichtbiologische chemische Prozesse entstehen.

Gerade das zeigt eine weitere Besonderheit der Proben. Viele Aminosäuren existieren in zwei spiegelbildlichen Formen. Das irdische Leben verwendet bei Proteinen fast ausschließlich die linksorientierte Variante. In den Bennu-Proben fanden Forscher dagegen ungefähr gleiche Mengen beider Formen. Dies spricht für eine abiotische Entstehung und liefert zugleich ein wichtiges Vergleichsmaterial für eine der großen offenen Fragen der Lebensentstehung: Warum setzte sich auf der Erde schließlich eine bestimmte Händigkeit der biologischen Moleküle durch?

Wurden auf Bennu Bestandteile von DNA und RNA gefunden?

Zu den spektakulärsten Ergebnissen gehört der Nachweis aller fünf sogenannten kanonischen Nukleobasen. Dabei handelt es sich um Adenin, Guanin, Cytosin, Thymin und Uracil.

Diese Moleküle sind zentrale Bestandteile von DNA und RNA. Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin kommen in der DNA vor, während RNA anstelle von Thymin hauptsächlich Uracil verwendet.

Auch hier gilt eine entscheidende Einschränkung: Eine Nukleobase ist keine DNA, und ihr Vorhandensein beweist weder Leben noch eine frühere biologische Aktivität. Die Moleküle können durch rein chemische Prozesse entstehen. Ihr Nachweis zeigt jedoch, dass grundlegende Bausteine genetischer Moleküle bereits außerhalb von Planeten vorhanden sein können.

Damit erhielt die Vorstellung weitere Unterstützung, dass Asteroiden der jungen Erde einen Teil ihres Vorrats an präbiotischen Molekülen geliefert haben könnten.

Fanden Forscher sogar Zucker auf Bennu?

Ende 2025 kam eine weitere wichtige Entdeckung hinzu. In Bennu-Material wurden mehrere Zucker nachgewiesen. Darunter befanden sich Ribose und Glucose.

Ribose ist besonders interessant, weil sie ein wesentlicher Bestandteil der RNA ist. Gemeinsam mit Phosphat bildet sie das Rückgrat des RNA-Moleküls, an dem die Nukleobasen angeordnet sind. In den Bennu-Proben sind somit Nukleobasen, Phosphate und Ribose nachgewiesen worden – also verschiedene chemische Komponenten, aus denen RNA aufgebaut ist. Das bedeutet jedoch ausdrücklich nicht, dass fertige RNA auf Bennu gefunden wurde.

Neben Ribose fanden die Forscher Lyxose, Xylose, Arabinose sowie die sechs Kohlenstoffatome enthaltenden Zucker Glucose und Galactose. Glucose wurde dabei erstmals zweifelsfrei in einer außerirdischen Probe identifiziert.

Die Analysen wurden sorgfältig auf mögliche irdische Verunreinigungen geprüft. Nach dem derzeitigen Forschungsstand sprechen die Ergebnisse dafür, dass die Zucker tatsächlich extraterrestrischen Ursprungs sind. Wie genau sie entstanden und welche chemischen Prozesse auf Bennus Mutterkörper daran beteiligt waren, wird weiterhin untersucht.

Was hat Ammoniak mit Bennu zu tun?

Auch Stickstoffchemie spielt in den Proben eine auffällige Rolle. Bennu-Material enthält vergleichsweise viel Ammoniak und eine enorme Vielfalt stickstoffhaltiger organischer Verbindungen. Dazu gehören neben Aminosäuren auch Amine und verschiedene ringförmige Moleküle.

Ammoniak ist für die präbiotische Chemie interessant, weil Stickstoff für Aminosäuren, Nukleobasen und viele andere biologisch wichtige Verbindungen benötigt wird.

Die Zusammensetzung Bennus legt nahe, dass sein Ausgangsmaterial ursprünglich unter sehr kalten Bedingungen entstanden sein könnte, bei denen flüchtige Stoffe erhalten blieben. Später veränderten Wasser und Wärme das Material im Mutterkörper. So entstand offenbar eine Umgebung, in der mineralische und organische Chemie über lange Zeit miteinander wechselwirken konnten.

Hat OSIRIS-REx Spuren von Leben gefunden?

Nein. In den Bennu-Proben wurde bislang kein Leben entdeckt, und es gibt auch keinen Nachweis dafür, dass auf Bennu oder seinem Mutterkörper jemals Organismen existiert haben.

Die Bedeutung der Funde liegt an anderer Stelle.

Wasserveränderte Minerale, Phosphate, Aminosäuren, Nukleobasen, Zucker und weitere organische Moleküle zeigen, dass ein primitiver Asteroid einen erstaunlich großen Teil jener chemischen Grundausstattung enthalten kann, die auf der Erde mit Leben verbunden ist. Viele dieser Moleküle können ohne biologische Beteiligung entstehen.

Bennu zeigt damit, wie weit chemische Komplexität bereits vor der Entstehung von Leben reichen kann.

Genau diese Grenze ist für die Forschung entscheidend. Bevor Leben entstehen konnte, mussten einfache Ausgangsstoffe zunächst komplexere Moleküle bilden, sich anreichern und miteinander reagieren. Asteroiden könnten einen Teil dieses Prozesses bereits durchlaufen haben, bevor ihr Material überhaupt einen jungen Planeten erreichte.

Brachten Asteroiden die Bausteine des Lebens zur Erde?

Die Bennu-Proben beweisen nicht, dass das irdische Leben durch Asteroiden entstanden ist. Sie liefern jedoch starke Hinweise darauf, dass kohlenstoffreiche Asteroiden Wasserbestandteile und organische Moleküle transportieren konnten.

Während der frühen Geschichte des Sonnensystems wurde die junge Erde von zahlreichen Asteroiden und anderen Kleinkörpern getroffen. Mit ihnen gelangten zwangsläufig auch ihre chemischen Bestandteile auf unseren Planeten.

Wie groß dieser Beitrag tatsächlich war, lässt sich noch nicht genau bestimmen. Wahrscheinlich entstand die präbiotische Chemie der Erde aus mehreren Quellen: Stoffe bildeten sich auf unserem Planeten selbst, andere könnten durch Asteroiden, Kometen und interplanetaren Staub hinzugekommen sein.

Bennu liefert dafür ein nahezu unverändertes Vergleichsmaterial. Anders als ein Meteorit lag seine Probe nie unkontrolliert auf der Erde. Deshalb können Forscher sehr viel genauer unterscheiden, welche Verbindungen tatsächlich aus dem Weltraum stammen.

Warum sind die Bennu-Proben so wichtig?

OSIRIS-REx hat der Forschung mehr als nur Asteroidenstaub gebracht. Die Mission brachte ein Stück der chemischen Vorgeschichte des Sonnensystems direkt ins Labor.

Besonders wertvoll ist die Verbindung verschiedener Erkenntnisse. Bennus Material enthält Spuren umfangreicher Reaktionen mit Wasser. Es bewahrt eine alte Salzlösung, aus der verschiedene Minerale auskristallisierten. Gleichzeitig enthält es Phosphate, Ammoniak und eine außergewöhnliche Vielfalt organischer Moleküle. Unter ihnen befinden sich Aminosäuren, sämtliche fünf Nukleobasen sowie mehrere Zucker einschließlich Ribose und Glucose.

Noch ist die Auswertung längst nicht abgeschlossen. Von den 121,6 Gramm Material wird ein beträchtlicher Anteil für zukünftige Forschergenerationen bewahrt. Neue Methoden können deshalb noch Jahrzehnte später weitere Erkenntnisse aus denselben Körnern gewinnen.

Was Bennu bereits heute zeigt, ist bemerkenswert genug: Viele Zutaten, die auf der Erde später Bestandteil des Lebens wurden, existierten schon in der unbelebten Materie des frühen Sonnensystems. OSIRIS-REx hat kein Leben auf einem Asteroiden gefunden. Die Mission hat etwas Grundlegenderes gezeigt – dass die chemische Vorgeschichte des Lebens weit über die Erde hinausreicht.

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Quellen
▪︎ NASA – OSIRIS-REx Mission und wissenschaftliche Untersuchung der Bennu-Proben
▪︎ NASA Goddard Space Flight Center – Organische Bestandteile, Aminosäuren und Nukleobasen in Bennu-Proben
▪︎ Lauretta et al., Meteoritics & Planetary Science – Eigenschaften der von OSIRIS-REx zurückgebrachten Bennu-Proben
▪︎ Glavin et al., Nature Astronomy – Ammoniak und stickstoffreiche organische Verbindungen in Bennu-Material
▪︎ McCoy et al., Nature – Mineralische Ablagerungen einer uralten Salzlösung in Bennu-Proben
▪︎ Furukawa et al., Nature Geoscience – Biologisch bedeutsame Zucker in Bennu-Proben
▪︎ Sandford et al., Nature Astronomy – Stickstoff- und sauerstoffreiche organische Materialien in Bennu-Proben