Dankon pro via vizito al Nature.com. La retumilversio, kiun vi uzas, havas limigitan subtenon por CSS. Por la plej bona sperto, ni rekomendas, ke vi uzu ĝisdatigitan retumilon (aŭ malŝaltu la Kongruecan Reĝimon en Internet Explorer). Dume, por certigi daŭran subtenon, ni prezentos la retejon sen stiloj kaj JavaScript.
Volatilaj kaj riĉaj je organika materio, C-tipaj asteroidoj eble estas unu el la ĉefaj fontoj de akvo sur la Tero. Nuntempe, karbonhavaj kondritoj donas la plej bonan ideon pri ilia kemia konsisto, sed informoj pri meteorŝtonoj estas distorditaj: nur la plej daŭraj tipoj postvivas eniron en la atmosferon kaj poste interagadon kun la tera medio. Ĉi tie ni prezentas la rezultojn de detala volumetra kaj mikroanaliza studo de la primara Ryugu-partiklo liverita al la Tero per la kosmosondilo Hayabusa-2. Ryugu-partikloj montras proksiman kongruon en konsisto kun kemie nefrakciitaj sed akvo-ŝanĝitaj CI (Iwuna-tipaj) kondritoj, kiuj estas vaste uzataj kiel indikilo de la ĝenerala konsisto de la sunsistemo. Ĉi tiu specimeno montras kompleksan spacan rilaton inter riĉaj alifataj organikaĵoj kaj tavoligitaj silikatoj kaj indikas maksimuman temperaturon de ĉirkaŭ 30 °C dum akva erozio. Ni trovis abundon de deŭterio kaj diazonio kongruaj kun ekstersuna origino. Ryugu-partikloj estas la plej nepoluita kaj neapartigebla ekstertera materialo iam studita kaj plej bone konvenas al la ĝenerala konsisto de la sunsistemo.
De junio 2018 ĝis novembro 2019, la kosmoŝipo Hayabusa2 de la Japana Aerospaca Esploragentejo (JAXA) faris ampleksan foran enketon de la asteroido Ryugu. Datumoj de la Proksime Infraruĝa Spektrometro (NIRS3) ĉe Hayabusa-2 sugestas, ke Ryugu eble konsistas el materialo simila al termike kaj/aŭ ŝok-metamorfaj karbonacaj kondritoj. La plej proksima kongruaĵo estas CY-kondrito (tipo Yamato) 2. La malalta albedo de Ryugu povas esti klarigita per la ĉeesto de granda nombro da karbonriĉaj komponantoj, same kiel per partikla grandeco, poreco kaj spacaj veteraĝaj efikoj. La kosmoŝipo Hayabusa-2 faris du alteriĝojn kaj specimenkolekton sur Ryuga. Dum la unua alteriĝo la 21-an de februaro 2019, surfaca materialo estis akirita, kiu estis stokita en kupeo A de la revenkapsulo, kaj dum la dua alteriĝo la 11-an de julio 2019, materialo estis kolektita proksime de artefarita kratero formita de malgranda portebla frapilo. Ĉi tiuj specimenoj estas konservitaj en Sekcio C. Komenca nedetrua karakterizado de la partikloj en Stadio 1 en specialaj, nepoluitaj kaj pure nitrogenplenaj ĉambroj ĉe JAXA-administrataj instalaĵoj indikis, ke la Ryugu-partikloj estis plej similaj al CI4-kondritoj kaj montris "diversajn nivelojn de variado"3. La ŝajne kontraŭdira klasifiko de Ryugu, simila al CY- aŭ CI-kondritoj, povas esti solvita nur per detala izotopa, elementa kaj mineralogia karakterizado de Ryugu-partikloj. La rezultoj prezentitaj ĉi tie provizas solidan bazon por determini kiu el ĉi tiuj du preparaj klarigoj por la ĝenerala konsisto de la asteroido Ryugu estas plej verŝajna.
Ok Ryugu-buletoj (ĉirkaŭ 60mg entute), kvar el Ĉambro A kaj kvar el Ĉambro C, estis asignitaj al Fazo 2 por administri la Kochi-teamon. La ĉefa celo de la studo estas klarigi la naturon, originon kaj evoluan historion de la asteroido Ryugu, kaj dokumenti similecojn kaj diferencojn kun aliaj konataj eksterteraj specimenoj kiel kondritoj, interplanedaj polvopartikloj (IDP-oj) kaj revenantaj kometoj. Specimenoj kolektitaj de la Stardust-misio de NASA.
Detala mineralogia analizo de kvin Ryugu-grenoj (A0029, A0037, C0009, C0014 kaj C0068) montris, ke ili konsistas ĉefe el fajn- kaj krudgrajnaj filsilikatoj (~64–88 vol.%; Fig. 1a, b, Aldona Fig. 1). kaj aldona tabelo 1). Krudgrajnaj filsilikatoj troviĝas kiel pinataj agregaĵoj (ĝis dekoj da mikrometroj) en fajn-grajnaj, filosilikat-riĉaj matricoj (malpli ol kelkaj mikrometroj). Tavoligitaj silikataj partikloj estas serpenten-saponitaj simbiontoj (Fig. 1c). La (Si + Al)-Mg-Fe mapo ankaŭ montras, ke la ĉefa tavoligita silikata matrico havas mezan konsiston inter serpentino kaj saponito (Fig. 2a, b). La filosilikata matrico enhavas karbonatajn mineralojn (~2–21 vol.%), sulfidajn mineralojn (~2,4–5,5 vol.%), kaj magnetiton (~3,6–6,8 vol.%). Unu el la partikloj ekzamenitaj en ĉi tiu studo (C0009) enhavis malgrandan kvanton (~0,5 vol.%) da anhidraj silikatoj (olivino kaj pirokseno), kio povas helpi identigi la fontmaterialon, kiu konsistigis la krudan ŝtonon de Ryugu5. Ĉi tiu anhidra silikato estas malofta en Ryugu-buletoj kaj estis pozitive identigita nur en la C0009-buleto. Karbonatoj ĉeestas en la matrico kiel fragmentoj (malpli ol kelkaj cent mikrometroj), plejparte dolomito, kun malgrandaj kvantoj da kalcia karbonato kaj brinelo. Magnetito troviĝas kiel izolitaj partikloj, framboidoj, plakoj aŭ sferaj agregaĵoj. Sulfidoj estas ĉefe reprezentitaj de pirotito en la formo de neregulaj seslateraj prismoj/platoj aŭ latoj. La matrico enhavas grandan kvanton da submikrona pentlandito aŭ en kombinaĵo kun pirotito. Karbonriĉaj fazoj (<10 µm en grandeco) troviĝas ĉiee en la filosilikat-riĉa matrico. Karbonriĉaj fazoj (<10 µm en grandeco) troviĝas ĉiee en la filosilikat-riĉa matrico. Богатые углеродом фазы (размером <10 мкм) встречаются повсеместно в богатой филлосиликатататат. Karbonriĉaj fazoj (<10 µm en grandeco) troviĝas ĉiee en la filosilikat-riĉa matrico.富含碳的相（尺寸<10 µm）普遍存在于富含层状硅酸盐的基质中。富含碳的相（尺寸<10 µm）普遍存在于富含层状硅酸盐的基质中。 Богатые углеродом фазы (размером <10 мкм) преобладают в богатой филлосиликатами матрице. Karbonriĉaj fazoj (<10 µm en grandeco) superregas en la filosilikat-riĉa matrico.Aliaj helpmineraloj estas montritaj en Aldona Tabelo 1. La listo de mineraloj determinitaj el la rentgen-difrakta bildo de la miksaĵo C0087 kaj A0029 kaj A0037 estas tre kongrua kun tiu determinita en la CI (Orgueil) kondrito, sed multe diferencas de la CY kaj CM (tipo Mighei) kondritoj (Figuro 1 kun plivastigitaj datumoj kaj Aldona Figuro 2). La totala elementa enhavo de Ryugu-grenoj (A0098, C0068) ankaŭ kongruas kun la kondrito 6 CI (plivastigitaj datumoj, Figuro 2 kaj Aldona Tabelo 2). Kontraste, CM-kondritoj estas malriĉaj je modere kaj tre volatilaj elementoj, precipe Mn kaj Zn, kaj pli alte je obstinaj elementoj7. La koncentriĝoj de iuj elementoj multe varias, kio povas esti reflekto de la eneca diverseco de la specimeno pro la eta grandeco de individuaj partikloj kaj la rezulta prova biaso. Ĉiuj petrolologiaj, mineralogiaj kaj elementaj karakterizaĵoj indikas, ke Ryugu-grenoj estas tre similaj al kondritoj CI8,9,10. Rimarkinda escepto estas la foresto de ferihidrito kaj sulfato en Ryugu-grenoj, sugestante, ke ĉi tiuj mineraloj en CI-kondritoj formiĝis per tera veterdisfalo.
a, Komponita rentgen-bildo de Mg Kα (ruĝa), Ca Kα (verda), Fe Kα (blua), kaj S Kα (flava) seke polurita sekcio C0068. La frakcio konsistas el tavoligitaj silikatoj (ruĝa: ~88% vol%), karbonatoj (dolomito; helverda: ~1.6% vol%), magnetito (blua: ~5.3% vol%) kaj sulfidoj (flava: sulfido = ~2.5% vol). eseo. b, bildo de la konturregiono en retrodisĵetitaj elektronoj sur a. Bru - nematura; Dole - dolomito; FeS estas fersulfido; Mag - magnetito; juice - grasŝtono; Srp - serpenteno. c, alt-rezolucia transmisia elektrona mikroskopio (TEM) bildo de tipa saponito-serpentina interkreskaĵo montranta serpentenajn kaj saponitajn kradbendojn de 0.7 nm kaj 1.1 nm, respektive.
La konsisto de la matrico kaj tavoligita silikato (je %) de la partikloj Ryugu A0037 (plenruĝaj cirkloj) kaj C0068 (plenbluaj cirkloj) estas montrita en la ternara sistemo (Si+Al)-Mg-Fe. a, Rezultoj de Elektrona Sonda Mikroanalizo (EPMA) grafike prezentitaj kontraŭ CI-kondritoj (Ivuna, Orgueil, Alais)16 montritaj grize por komparo. b, Skanada TEM (STEM) kaj energi-dispersa Rentgen-spektroskopia (EDS) analizo montrita por komparo kun meteorŝtonoj Orgueil9 kaj Murchison46 kaj hidratigita IDP47. Fajngrajnaj kaj krudgrajnaj filsilikatoj estis analizitaj, evitante malgrandajn partiklojn de fersulfido. La punktitaj linioj en a kaj b montras la dissolvajn liniojn de saponito kaj serpenteno. La ferriĉa konsisto en a povas ŝuldiĝi al submikronaj fersulfidaj grajnoj ene de la tavoligitaj silikataj grajnoj, kion la spaca distingivo de la EPMA-analizo ne povas ekskludi. Datenpunktoj kun pli alta Si-enhavo ol la saponito en b povas esti kaŭzitaj de la ĉeesto de nanogranda amorfa silicio-riĉa materialo en la interspacoj de la filosilikata tavolo. Nombro da analizoj: N=69 por A0037, N=68 por EPMA, N=68 por C0068, N=19 por A0037 kaj N=27 por C0068 por STEM-EDS. c, izotopa mapo de trioksaj partikloj Ryugu C0014-4 kompare kun kondritaj valoroj CI (Orgueil), CY (Y-82162) kaj literaturaj datumoj (CM kaj C2-ung)41,48,49. Ni akiris datumojn por la meteoritoj Orgueil kaj Y-82162. CCAM estas linio de anhidraj karbonazaj kondritaj mineraloj, TFL estas tera dividlinio. d, Δ17O kaj δ18O mapoj de Ryugu-partiklo C0014-4, CI-kondrito (Orgueil), kaj CY-kondrito (Y-82162) (ĉi tiu studo). Δ17O_Ryugu: La valoro de Δ17O C0014-1. Δ17O_Orgueil: Averaĝa Δ17O-valoro por Orgueil. Δ17O_Y-82162: Averaĝa Δ17O-valoro por Y-82162. CI- kaj CY-datumoj el la literaturo 41, 48, 49 ankaŭ estas montritaj por komparo.
Analizo de la masa izotopo de oksigeno estis farita sur 1,83 mg specimeno de materialo ekstraktita el grajneca C0014 per lasera fluorinigado (Metodoj). Por komparo, ni prilaboris sep kopiojn de Orgueil (CI) (totala maso = 8,96 mg) kaj sep kopiojn de Y-82162 (CY) (totala maso = 5,11 mg) (Aldona Tabelo 3).
En figuro 2d estas klara apartigo de Δ17O kaj δ18O inter la pez-averaĝaj partikloj de Orgueil kaj Ryugu kompare kun Y-82162. La Δ17O de la partiklo Ryugu C0014-4 estas pli alta ol tiu de la partiklo Orgeil, malgraŭ la interkovro je 2 sd. La partikloj de Ryugu havas pli altajn Δ17O-valorojn kompare kun Orgeil, kio povas reflekti la surteran poluadon de ĉi-lasta ekde ĝia falo en 1864. Veterdisfalo en la surtera medio11 nepre rezultas en la enkorpigo de atmosfera oksigeno, alportante la ĝeneralan analizon pli proksimen al la surtera frakciiga linio (TFL). Ĉi tiu konkludo kongruas kun la mineralogiaj datumoj (diskutitaj antaŭe), ke la grenoj de Ryugu ne enhavas hidratojn aŭ sulfatojn, dum Orgeil ja enhavas.
Surbaze de la supre menciitaj mineralogiaj datumoj, ĉi tiuj rezultoj subtenas asocion inter Ryugu-grenoj kaj CI-kondritoj, sed ekskludas asocion de CY-kondritoj. La fakto, ke Ryugu-grenoj ne estas asociitaj kun CY-kondritoj, kiuj montras klarajn signojn de dehidratiĝa mineralogio, estas enigma. Orbitaj observoj de Ryugu ŝajnas indiki, ke ĝi spertis dehidratiĝon kaj tial verŝajne konsistas el CY-materialo. La kialoj de ĉi tiu ŝajna diferenco restas neklaraj. Analizo de oksigena izotopo de aliaj Ryugu-partikloj estas prezentita en akompana artikolo 12. Tamen, la rezultoj de ĉi tiu pligrandigita datumbazo ankaŭ kongruas kun la asocio inter Ryugu-partikloj kaj CI-kondritoj.
Uzante kunordigitajn mikroanalizajn teknikojn (Aldona Figuro 3), ni ekzamenis la spacan distribuon de organika karbono super la tuta surfacareo de la fokusita jonfaska frakcio (FIB) C0068.25 (Figuroj 3a-f). Fajnstrukturaj Rentgen-sorbaj spektroj de karbono (NEXAFS) ĉe la proksima rando en sekcio C0068.25 montras plurajn funkciajn grupojn - aromajn aŭ C=C (285.2 eV), C=O (286.5 eV), CH₄ (287.5 eV) kaj C(=O)O₂ (288.8 eV) - la grafena strukturo forestas je 291.7 eV (Figuro 3a), kio signifas malaltan gradon de termika variado. La forta CH₄-pinto (287.5 eV) de la partaj organikaĵoj de C0068.25 diferencas de la nesolveblaj organikaĵoj de antaŭe studitaj karbonaj kondritoj kaj estas pli simila al IDP14 kaj kometaj partikloj akiritaj per la misio Stardust. Forta CH₄-pinto je 287.5 eV kaj tre malforta aroma aŭ C=C₄-pinto je 285.2 eV indikas, ke organikaj kombinaĵoj estas riĉaj je alifataj kombinaĵoj (Fig. 3a kaj Aldona Fig. 3a). Areoj riĉaj je alifataj organikaj kombinaĵoj troviĝas en krudgrajnaj filosilikatoj, same kiel en areoj kun malbona aroma (aŭ C=C) karbona strukturo (Fig. 3c,d). Kontraste, A0037,22 (Aldona Fig. 3) parte montris pli malaltan enhavon de alifataj karbonriĉaj regionoj. La subesta mineralogio de ĉi tiuj grajnoj estas riĉa je karbonatoj, simile al kondrito CI 16, sugestante ampleksan ŝanĝon de fontakvo (Aldona Tabelo 1). Oksidigaj kondiĉoj favoros pli altajn koncentriĝojn de karbonilaj kaj karboksilaj funkciaj grupoj en organikaj kombinaĵoj asociitaj kun karbonatoj. La submikrona distribuo de organikaĵoj kun alifataj karbonaj strukturoj povas esti tre malsama ol la distribuo de krudgrajnaj tavoligitaj silikatoj. Indikoj pri alifataj organikaj kombinaĵoj asociitaj kun filosilikato-OH estis trovitaj en la meteorito de Tagish Lake. Kunordigitaj mikroanalizaj datumoj sugestas, ke organika materio riĉa je alifataj kombinaĵoj povus esti disvastigita en C-tipaj asteroidoj kaj proksime asociita kun filosilikatoj. Ĉi tiu konkludo kongruas kun antaŭaj raportoj pri alifataj/aromaj CH-oj en Ryugu-partikloj montritaj per MicroOmega, preskaŭ-infraruĝa hiperspektra mikroskopo. Grava kaj nesolvita demando estas ĉu la unikaj ecoj de alifataj karbonriĉaj organikaj kombinaĵoj asociitaj kun krudgrajnaj filosilikatoj observitaj en ĉi tiu studo troviĝas nur sur la asteroido Ryugu.
a, NEXAFS-karbonaj spektroj normaligitaj al 292 eV en la aroma (C=C) riĉa regiono (ruĝa), en la alifata riĉa regiono (verda), kaj en la matrico (blua). La griza linio estas la Murchison 13 nesolvebla organika spektro por komparo. au, arbitracia unuo. b, Skananta transmisia rentgen-mikroskopia (STXM) spektra bildo de karbona K-rando montrante, ke la sekcio estas dominita de karbono. c, RGB-kompozita grafikaĵo kun aromaj (C=C) riĉaj regionoj (ruĝaj), alifata riĉaj regionoj (verdaj), kaj matrico (blua). d, organikaĵoj riĉaj je alifataj kombinaĵoj estas koncentritaj en krudgrajna filosilikato, la areo estas pligrandigita kompare kun la blankaj punktitaj skatoloj en b kaj c. e, grandaj nanosferoj (ng-1) en la areo pligrandigita kompare kun la blanka punktita skatolo en b kaj c. Por: pirotito. Pn: nikelo-kromito. f, Nanoskala Sekundara Jona Masa Spektrometrio (NanoSIMS), Hidrogeno (1H), Karbono (12C), kaj Nitrogeno (12C14N) elementaj bildoj, 12C/1H elementa proporcio bildoj, kaj krucaj δD, δ13C, kaj δ15N izotopaj bildoj - Sekcio PG-1: presana grafito kun ekstrema 13C-riĉiĝo (Aldona Tabelo 4).
Kinetikaj studoj pri la putriĝo de organika materio en Murchison-meteoritoj povas provizi gravajn informojn pri la heterogena distribuo de alifata organika materio riĉa je Ryugu-grenoj. Ĉi tiu studo montras, ke alifataj CH₄-ligoj en organika materio daŭras ĝis maksimuma temperaturo de ĉirkaŭ 30 °C ĉe la gepatro kaj/aŭ ŝanĝiĝas laŭ tempo-temperaturaj rilatoj (ekz. 200 jaroj je 100 °C kaj 0 °C je 100 milionoj da jaroj). Se la antaŭulo ne estas varmigita je difinita temperaturo dum pli ol certa tempo, la originala distribuo de alifataj organikaĵoj riĉaj je filosilikato povas esti konservita. Tamen, ŝanĝoj en la akvo de la fontoroko povas malfaciligi ĉi tiun interpreton, ĉar karbonat-riĉa A0037 ne montras iujn ajn karbon-riĉajn alifatajn regionojn asociitajn kun filosilikatoj. Ĉi tiu malalta temperaturŝanĝo proksimume respondas al la ĉeesto de kuba feldspato en Ryugu-grenoj (Aldona Tabelo 1)20.
Frakcio C0068.25 (ng-1; Fig. 3a–c,e) enhavas grandan nanosferon montrantan tre aromajn (aŭ C=C), modere alifatajn, kaj malfortajn spektrojn de C(=O)O kaj C=O. La signaturo de alifata karbono ne kongruas kun la signaturo de grocaj nesolveblaj organikaĵoj kaj organikaj nanosferoj asociitaj kun kondritoj (Fig. 3a) 17,21. Raman- kaj infraruĝa spektroskopa analizo de nanosferoj en Lago Tagiŝ montris, ke ili konsistas el alifataj kaj oksidigitaj organikaj kombinaĵoj kaj malordaj policiklaj aromaj organikaj kombinaĵoj kun kompleksa strukturo 22,23. Ĉar la ĉirkaŭa matrico enhavas organikaĵojn riĉajn je alifataj kombinaĵoj, la signaturo de alifata karbono en ng-1 povas esti analiza artefakto. Interese, ng-1 enhavas enigitajn amorfajn silikatojn (Fig. 3e), teksturo kiu ankoraŭ ne estis raportita por iuj eksterteraj organikaĵoj. Amorfaj silikatoj povas esti naturaj komponantoj de ng-1 aŭ rezulti el amorfigo de akvaj/anhidraj silikatoj per jono kaj/aŭ elektronfasko dum analizo.
NanoSIMS-jonaj bildoj de la C0068.25-sekcio (Fig. 3f) montras unuformajn ŝanĝojn en δ13C kaj δ15N, escepte de presonaj grajnoj kun granda 13C-riĉiĝo de 30,811‰ (PG-1 en la δ13C-bildo en Fig. 3f) (Aldona Tabelo 4). Rentgenaj elementaj grajnaj bildoj kaj alt-rezoluciaj TEM-bildoj montras nur la karbonan koncentriĝon kaj la distancon inter la bazaj ebenoj de 0.3 nm, kiu respondas al grafito. Rimarkinde, la valoroj de δD (841 ± 394‰) kaj δ15N (169 ± 95‰), riĉigitaj per alifata organika materio asociita kun krudgrajnaj filosilikatoj, montriĝas iomete pli altaj ol la averaĝo por la tuta regiono C (δD = 528 ± 139‰). ‰, δ15N = 67 ± 15 ‰) en C0068.25 (Aldona Tabelo 4). Ĉi tiu observado sugestas, ke la alifatriĉaj organikaĵoj en krudgrajnaj filosilikatoj povus esti pli primitivaj ol la ĉirkaŭaj organikaĵoj, ĉar ĉi-lastaj eble spertis izotopan interŝanĝon kun la ĉirkaŭa akvo en la originala korpo. Alternative, ĉi tiuj izotopaj ŝanĝoj ankaŭ povus esti rilataj al la komenca formiĝoprocezo. Oni interpretas, ke fajngrajnaj tavoligitaj silikatoj en CI-kondritoj formiĝis kiel rezulto de kontinua ŝanĝo de la originalaj krudgrajnaj anhidraj silikataj aretoj. Alifatriĉa organika materio eble formiĝis el antaŭmolekuloj en la protoplaneda disko aŭ interstela medio antaŭ la formiĝo de la sunsistemo, kaj poste estis iomete ŝanĝita dum la akvoŝanĝoj de la Ryugu (granda) gepatra korpo. La grandeco (<1.0 km²) de Ryugu estas tro malgranda por sufiĉe konservi internan varmon por ke akva ŝanĝo formu hidrecajn mineralojn25. La grandeco (<1.0 km²) de Ryugu estas tro malgranda por konservi sufiĉan internan varmon por ke akva ŝanĝo formu hidrecajn mineralojn25. Размер (<1,0 км) Рюгу слишком мал, чтобы поддерживать достаточное внутреннее тепло дло но для живать образованием водных минералов25. Grandeco (<1.0 km²) Ryugu estas tro malgranda por konservi sufiĉan internan varmon por ke akvoŝanĝo formigu akvajn mineralojn25. Ryugu 的尺寸（<1.0 公里）太小，不足以维持内部热量以进行水蚀变形成含水成含水成含氩25 Ryugu 的尺寸（<1.0 公里）太小，不足以维持内部热量以进行水蚀变形成含水成含水成含氩25 Размер Рюгу (<1,0 км) слишком мал, чтобы поддерживать внутреннее тепло для измененения зодинения водерживать водных минералов25. La grandeco de Ryugu (<1.0 km²) estas tro malgranda por subteni internan varmon por ŝanĝi akvon kaj formi akvajn mineralojn25.Tial, povus esti bezonataj dekoj da kilometroj grandaj antaŭuloj de Ryugu. Organika materio riĉa je alifataj kombinaĵoj povas konservi siajn originalajn izotopajn proporciojn pro asociiĝo kun krudgrajnaj filsilikatoj. Tamen, la preciza naturo de la izotopaj pezaj portantoj restas necerta pro la kompleksa kaj delikata miksado de la diversaj komponantoj en ĉi tiuj FIB-frakcioj. Ĉi tiuj povas esti organikaj substancoj riĉaj je alifataj kombinaĵoj en Ryugu-granuloj aŭ krudaj filsilikatoj ĉirkaŭ ili. Notu, ke organika materio en preskaŭ ĉiuj karbonaj kondritoj (inkluzive de CI-kondritoj) emas esti pli riĉa je D ol en filsilikatoj, kun la escepto de CM Paris 24, 26 meteorŝtonoj.
Diagramoj de volumeno δD kaj δ15N de FIB-tranĉaĵoj akiritaj por FIB-tranĉaĵoj A0002.23 kaj A0002.26, A0037.22 kaj A0037.23 kaj C0068.23, C0068.25 kaj C0068.26 (entute sep FIB-tranĉaĵoj de tri Ryugu-partikloj). Komparo de NanoSIMS kun aliaj objektoj de la sunsistemo estas montrita en fig. 4 (Aldona Tabelo 4)27,28. Volumenoŝanĝoj en δD kaj δ15N en la profiloj A0002, A0037, kaj C0068 kongruas kun tiuj en la IDP, sed pli altaj ol en la CM kaj CI-kondritoj (Fig. 4). Notu, ke la intervalo de δD-valoroj por la specimeno de Kometo 29 (-240 ĝis 1655‰) estas pli granda ol tiu de Ryugu. La volumoj δD kaj δ15N de la Ryukyu-profiloj estas, kutime, pli malgrandaj ol la averaĝo por kometoj de la Jupitera familio kaj la Oort-nubo (Fig. 4). La pli malaltaj δD-valoroj de la CI-kondritoj povas reflekti la influon de tera poluado en ĉi tiuj specimenoj. Konsiderante la similecojn inter Bells, Lago Tagiŝ, kaj IDP, la granda diverseco en δD kaj δN-valoroj en Ryugu-partikloj povas reflekti ŝanĝojn en la komencaj izotopaj signaturoj de organikaj kaj akvaj konsistoj en la frua sunsistemo. La similaj izotopaj ŝanĝoj en δD kaj δN en Ryugu kaj IDP-partikloj sugestas, ke ambaŭ povus esti formiĝintaj el materialo el la sama fonto. Oni kredas, ke IDP-oj originas de kometaj fontoj 14. Tial, Ryugu povas enhavi komet-similan materialon kaj/aŭ almenaŭ la eksteran sunsistemon. Tamen, tio povas esti pli malfacila ol ni deklaras ĉi tie pro (1) la miksaĵo de sferulita kaj D-riĉa akvo sur la gepatra korpo 31 kaj (2) la D/H-proporcio de la kometo kiel funkcio de kometa aktiveco 32. Tamen, la kialoj de la observita diverseco de hidrogenaj kaj nitrogenaj izotopoj en Ryugu-partikloj ne estas plene komprenitaj, parte pro la limigita nombro da analizoj haveblaj hodiaŭ. La rezultoj de hidrogenaj kaj nitrogenaj izotopaj sistemoj ankoraŭ levas la eblecon, ke Ryugu enhavas la plejparton de la materialo el ekster la Sunsistemo kaj tial povas montri iom da simileco al kometoj. La Ryugu-profilo montris neniun ŝajnan korelacion inter δ13C kaj δ15N (Aldona Tabelo 4).
La ĝenerala H kaj N izotopa konsisto de la Ryugu-partikloj (ruĝaj cirkloj: A0002, A0037; bluaj cirkloj: C0068) korelacias kun suna magnitudo 27, la Jupitera meza familio (JFC27), kaj Oort-nubaj kometoj (OCC27), IDP28, kaj karbonaj kondruloj. Komparo de meteorito 27 (CI, CM, CR, C2-ung). La izotopa konsisto estas donita en Aldona Tabelo 4. La punktitaj linioj estas la surteraj izotopaj valoroj por H kaj N.
La transporto de volatilaĵoj (ekz. organika materio kaj akvo) al la Tero restas zorgo26,27,33. Submikrona organika materio asociita kun krudaj filosilikatoj en Ryugu-partikloj identigitaj en ĉi tiu studo povas esti grava fonto de volatilaĵoj. Organika materio en krudgrajnaj filosilikatoj estas pli bone protektita kontraŭ putriĝo16,34 kaj putriĝo35 ol organika materio en fajngrajnaj matricoj. La pli peza izotopa konsisto de hidrogeno en la partikloj signifas, ke ili verŝajne ne estos la sola fonto de volatilaĵoj portataj al la frua Tero. Ili povas esti miksitaj kun komponantoj kun pli malpeza hidrogena izotopa konsisto, kiel estis ĵus proponite en la hipotezo pri la ĉeesto de suna vento-pelita akvo en silikatoj.
En ĉi tiu studo, ni montras, ke CI-meteoritoj, malgraŭ sia geokemia graveco kiel reprezentantoj de la ĝenerala konsisto de la sunsistemo,6,10 estas surteraj poluitaj specimenoj. Ni ankaŭ provizas rektan pruvon por interagoj inter riĉa alifata organika materio kaj najbaraj hidrecaj mineraloj kaj sugestas, ke Ryugu eble enhavas ekstersunan materialon37. La rezultoj de ĉi tiu studo klare montras la gravecon de rekta specimenigo de protosteroidoj kaj la bezonon transporti resenditajn specimenojn sub tute inertaj kaj sterilaj kondiĉoj. La pruvoj prezentitaj ĉi tie montras, ke Ryugu-partikloj estas sendube unu el la plej nepoluitaj sunsistemaj materialoj haveblaj por laboratoria esplorado, kaj plia studo de ĉi tiuj altvaloraj specimenoj sendube pligrandigos nian komprenon pri fruaj sunsistemaj procezoj. Ryugu-partikloj estas la plej bona reprezento de la ĝenerala konsisto de la sunsistemo.
Por determini la kompleksan mikrostrukturon kaj kemiajn ecojn de submikronaj specimenoj, ni uzis sinkrotronan radiad-bazitan komputitan tomografion (SR-XCT) kaj SR-rentgen-difraktan (XRD)-CT, FIB-STXM-NEXAFS-NanoSIMS-TEM analizon. Neniu degenero, poluado pro la tera atmosfero, kaj neniu damaĝo pro fajnaj partikloj aŭ mekanikaj specimenoj. Dume, ni efektivigis sisteman volumetran analizon uzante skanan elektronan mikroskopion (SEM)-EDS, EPMA, XRD, instrumentan neŭtronan aktivigan analizon (INAA), kaj laseran oksigenan izotopan fluorinigan ekipaĵon. La analizaj proceduroj estas montritaj en Aldona Figuro 3 kaj ĉiu analizo estas priskribita en la sekvaj sekcioj.
Partikloj de la asteroido Ryugu estis reakiritaj el la reenira modulo Hayabusa-2 kaj liveritaj al la JAXA-Kontrolcentro en Sagamihara, Japanio, sen polui la tera atmosfero4. Post komenca kaj nedetrua karakterizado ĉe JAXA-administrata instalaĵo, oni uzis sigeleblajn inter-ejajn translokigajn ujojn kaj specimenajn kapsulajn sakojn (10 aŭ 15 mm en diametro, safira kristalo kaj rustorezista ŝtalo, depende de la specimenograndeco) por eviti median interferon. poluaĵojn de la medio kaj/aŭ grundaj (ekz. akva vaporo, hidrokarbidoj, atmosferaj gasoj kaj fajnaj partikloj) kaj krucpoluadon inter specimenoj dum specimenpreparado kaj transporto inter institutoj kaj universitatoj38. Por eviti degeneron kaj poluadon pro interagado kun la tera atmosfero (akva vaporo kaj oksigeno), ĉiuj specoj de specimenpreparado (inkluzive de ĉizado per tantala ĉizilo, uzante ekvilibran diamantan dratsegilon (Meiwa Fosis Corporation DWS 3400) kaj tranĉado de epoksio) estis efektivigitaj en gantujo sub pura seka N2 (rosopunkto: -80 ĝis -60 °C, O2 ~50-100 ppm). Ĉiuj uzataj objektoj ĉi tie estas purigitaj per kombinaĵo de ultrapura akvo kaj etanolo uzante ultrasonajn ondojn de malsamaj frekvencoj.
Ĉi tie ni studas la meteoritan kolekton de la Nacia Polusa Esplorinstituto (NIPR) de la Antarkta Meteorita Esplorcentro (CI: Orgueil, CM2.4: Yamato (Y)-791198, CY: Y-82162 kaj CY: Y 980115).
Por translokigo inter instrumentoj por SR-XCT, NanoSIMS, STXM-NEXAFS kaj TEM-analizo, ni uzis la universalan ultramaldikan specimentenilon priskribitan en antaŭaj studoj38.
Analizo per SR-XCT de specimenoj de Ryugu estis farita per la integra CT-sistemo BL20XU/SPring-8. La integra CT-sistemo konsistas el diversaj mezurreĝimoj: larĝa vidkampo kaj malalt-rezolucia (WL) reĝimo por kapti la tutan strukturon de la specimeno, mallarĝa vidkampo kaj alt-rezolucia (NH) reĝimo por preciza mezurado de la specimenareo. Intereso kaj radiografioj por akiri difraktan bildon de la volumeno de la specimeno, kaj fari XRD-CT-on por akiri 2D diagramon de la horizontale ebenaj mineralaj fazoj en la specimeno. Notu, ke ĉiuj mezuradoj povas esti faritaj sen uzi la enkonstruitan sistemon por forigi la specimenujon de la bazo, permesante precizajn CT kaj XRD-CT-mezuradojn. La WL-reĝima rentgen-detektilo (BM AA40P; Hamamatsu Photonics) estis ekipita per aldona 4608 × 4608 rastrumera metal-oksido-duonkonduktaĵa (CMOS) fotilo (C14120-20P; Hamamatsu Photonics) kun scintililo konsistanta el 10 lutecia aluminia grenato unu-kristala dika µm (Lu3Al5O12:Ce) kaj relajsolenso. La rastrumera grandeco en WL-reĝimo estas ĉirkaŭ 0.848 µm. Tiel, la vidkampo (FOV) en WL-reĝimo estas ĉirkaŭ 6 mm en ofseta CT-reĝimo. La NH-reĝima rentgen-detektilo (BM AA50; Hamamatsu Photonics) estis ekipita per 20 µm dika gadolinio-aluminio-galia grenato (Gd3Al2Ga3O12) scintililo, CMOS-fotilo (C11440-22CU) kun rezolucio de 2048 × 2048 rastrumeroj; Hamamatsu Photonics) kaj ×20-lenso. La piksela grandeco en NH-reĝimo estas ~0.25 µm kaj la vidkampo estas ~0.5 mm. La detektilo por la XRD-reĝimo (BM AA60; Hamamatsu Photonics) estis ekipita per scintililo konsistanta el 50 µm dika P43 (Gd2O2S:Tb) pulvora ekrano, CMOS-fotilo (C15440-20UP; Hamamatsu Photonics) kun 2304 × 2304 pikselaj distingivoj kaj relajsolenso. La detektilo havas efikan pikselan grandecon de 19.05 µm kaj vidkampon de 43.9 mm2. Por pliigi la kampon de vido (FOV), ni aplikis ofsetan CT-proceduron en WL-reĝimo. La transdonita lumbildo por CT-rekonstruo konsistas el bildo en la intervalo de 180° ĝis 360° reflektita horizontale ĉirkaŭ la rotacia akso, kaj bildo en la intervalo de 0° ĝis 180°.
En XRD-reĝimo, la rentgen-fasko estas enfokusigita per Fresnel-zonplato. En ĉi tiu reĝimo, la detektilo estas metita 110 mm malantaŭ la specimeno kaj la radiohaltigilo estas 3 mm antaŭ la detektilo. Difraktaj bildoj en la 2θ-intervalo de 1,43° ĝis 18,00° (krada paŝo d = 16,6–1,32 Å) estis akiritaj kun la rentgen-makulo enfokusigita ĉe la fundo de la vidkampo de la detektilo. La specimeno moviĝas vertikale je regulaj intervaloj, kun duonturno por ĉiu vertikala skanpaŝo. Se la mineralaj partikloj plenumas la Bragg-kondiĉon kiam rotaciitaj je 180°, eblas akiri difrakton de la mineralaj partikloj en la horizontala ebeno. La difraktaj bildoj tiam estis kombinitaj en unu bildon por ĉiu vertikala skanpaŝo. La SR-XRD-CT-analizaj kondiĉoj estas preskaŭ la samaj kiel tiuj por la SR-XRD-analizo. En XRD-CT-reĝimo, la detektilo estas poziciigita 69 mm malantaŭ la specimeno. Difraktaj bildoj en la 2θ-intervalo varias de 1,2° ĝis 17,68° (d = 19,73 ĝis 1,35 Å), kie kaj la rentgen-fasko kaj la faskolimigilo estas en linio kun la centro de la vidkampo de la detektilo. Skanu la specimenon horizontale kaj turnu ĝin 180°. La SR-XRD-CT-bildoj estis rekonstruitaj kun pintaj mineralaj intensecoj kiel pikselaj valoroj. Kun horizontala skanado, la specimeno estas tipe skanita en 500–1000 paŝoj.
Por ĉiuj eksperimentoj, la rentgen-energio estis fiksita je 30 keV, ĉar ĉi tio estas la malsupra limo de rentgen-penetro en meteorŝtonojn kun diametro de ĉirkaŭ 6 mm. La nombro da bildoj akiritaj por ĉiuj CT-mezuradoj dum 180° rotacio estis 1800 (3600 por la ofseta CT-programo), kaj la ekspona tempo por la bildoj estis 100 ms por WL-reĝimo, 300 ms por NH-reĝimo, 500 ms por XRD, kaj 50 ms/ms por XRD-CT-ms. Tipa prova skanadtempo estas ĉirkaŭ 10 minutoj en WL-reĝimo, 15 minutoj en NH-reĝimo, 3 horoj por XRD, kaj 8 horoj por SR-XRD-CT.
KT-bildoj estis rekonstruitaj per konvolucia retroprojekcio kaj normaligitaj por lineara atenuiĝa koeficiento de 0 ĝis 80 cm-1. La programaro Slice estis uzata por analizi la 3D-datumojn kaj la programaro muXRD estis uzata por analizi la XRD-datumojn.
Epoksi-fiksitaj Ryugu-partikloj (A0029, A0037, C0009, C0014 kaj C0068) estis iom post iom poluritaj sur la surfaco ĝis la nivelo de 0.5 µm (3M) diamanta laponanta filmo sub sekaj kondiĉoj, evitante ke la materialo kontaktu la surfacon dum la polurado. La polurita surfaco de ĉiu specimeno estis unue ekzamenita per lummikroskopio kaj poste retrodisĵetitaj elektronoj por akiri mineralogio- kaj teksturajn bildojn (BSE) de la specimenoj kaj kvalitajn NIPR-elementojn uzante JEOL JSM-7100F SEM ekipitan per energi-dispersa spektrometro (AZtec). energia bildo. Por ĉiu specimeno, la enhavo de ĉefaj kaj malĉefaj elementoj estis analizita uzante elektron-sondan mikroanalizilon (EPMA, JEOL JXA-8200). Analizu filosilikatajn kaj karbonatajn partiklojn je 5 nA, naturajn kaj sintezajn normojn je 15 keV, sulfidojn, magnetiton, olivinon kaj piroksenon je 30 nA. Modalaj gradoj estis kalkulitaj el elementmapoj kaj BSE-bildoj uzante la programaron ImageJ 1.53 kun taŭgaj sojloj arbitre difinitaj por ĉiu mineralo.
Analizo de oksigenaj izotopoj estis farita ĉe la Malferma Universitato (Milton Keynes, UK) uzante infraruĝan laseran fluorigan sistemon. Specimenoj de Hayabusa2 estis liveritaj al la Malferma Universitato 38 en nitrogenplenaj ujoj por translokigo inter instalaĵoj.
Specimenŝarĝado estis efektivigita en nitrogena gantujo kun monitorita oksigennivelo sub 0.1%. Por la analiza laboro de Hayabusa2, nova Ni-specimenujo estis fabrikita, konsistanta el nur du specimentruoj (diametro 2.5 mm, profundo 5 mm), unu por Hayabusa2-partikloj kaj la alia por obsidiana interna normo. Dum la analizo, la specimenputo enhavanta la Hayabusa2-materialon estis kovrita per interna BaF2-fenestro ĉirkaŭ 1 mm dika kaj 3 mm en diametro por teni la specimenon dum la lasera reakcio. La BrF5-fluo al la specimeno estis konservita per gasa miksa kanalo tranĉita en la Ni-specimenujo. La specimenkamero ankaŭ estis reagordita tiel ke ĝi povus esti forigita de la vakua fluorina linio kaj poste malfermita en nitrogen-plena gantujo. La dupeca kamero estis sigelita per kupra pakita kunprema sigelo kaj EVAC Quick Release CeFIX 38 ĉena krampo. 3 mm dika BaF2-fenestro sur la supro de la kamero permesas samtempan observadon de la specimeno kaj laseran hejtadon. Post ŝarĝado de la specimeno, krampu la kameron denove kaj rekonektu al la fluorina linio. Antaŭ la analizo, la specimenkamero estis varmigita sub vakuo ĝis ĉirkaŭ 95 °C dumnokte por forigi ajnan adsorbitan humidon. Post dumnokta varmigo, la ĉambro estis permesita malvarmiĝi ĝis ĉambra temperaturo kaj poste la parto eksponita al la atmosfero dum specimentranslokigo estis purigita per tri alikvotoj de BrF5 por forigi humidon. Ĉi tiuj proceduroj certigas, ke la Hayabusa 2 specimeno ne estas eksponita al la atmosfero kaj ne estas poluita per humido de la parto de la fluorizita linio, kiu estas eligita al la atmosfero dum specimenŝarĝado.
Provaĵoj de Ryugu C0014-4 kaj Orgueil (CI) estis analizitaj en modifita "ununura" reĝimo42, dum analizo de Y-82162 (CY) estis farita sur unu pleto kun pluraj provaĵaj putoj41. Pro ilia anhidra konsisto, ne necesas uzi unuopan metodon por CY-kondritoj. La provaĵoj estis varmigitaj per infraruĝa CO2-lasero de Photon Machines Inc. kun potenco de 50 W (10.6 µm) muntita sur la XYZ-gantrio en ĉeesto de BrF5. La enkonstruita videosistemo monitoras la kurson de la reakcio. Post fluorinigo, la liberigita O2 estis frotlavita per du kriogenaj nitrogenaj kaptiloj kaj varmigita lito de KBr por forigi ajnan troan fluoron. La izotopa konsisto de purigita oksigeno estis analizita per dukanala masspektrometro Thermo Fisher MAT 253 kun masrezolucio de ĉirkaŭ 200.
En iuj kazoj, la kvanto de gasa O2 liberigita dum la reakcio de la specimeno estis malpli ol 140 µg, kio estas la proksimuma limo de uzado de la blekega aparato sur la MAT 253 masspektrometro. En ĉi tiuj kazoj, uzu mikrovolumenojn por analizo. Post analizo de la Hayabusa2-partikloj, la obsidianinterna normo estis fluorinigita kaj ĝia oksigena izotopa konsisto estis determinita.
Jonoj de la NF+ NF3+ fragmento interrompas la faskon kun maso 33 (16O17O). Por forigi ĉi tiun eblan problemon, la plej multaj specimenoj estas prilaboritaj per kriogenaj apartigproceduroj. Ĉi tio povas esti farita en la antaŭena direkto antaŭ la MAT 253 analizo aŭ kiel dua analizo per redono de la analizita gaso al la speciala molekula kribrilo kaj repassado de ĝi post la kriogena apartigo. Kriogena apartigo implikas provizi gason al molekula kribrilo je likva nitrogena temperaturo kaj poste eligi ĝin en primaran molekulan kribrilon je temperaturo de -130 °C. Ampleksa testado montris, ke NF+ restas sur la unua molekula kribrilo kaj neniu signifa frakciigo okazas per ĉi tiu metodo.
Surbaze de ripetaj analizoj de niaj internaj obsidianaj normoj, la ĝenerala precizeco de la sistemo en blekega reĝimo estas: ±0,053‰ por δ17O, ±0,095‰ por δ18O, ±0,018‰ por Δ17O (2 sd). Analizo de oksigena izotopo estas donita en la norma delta notacio, kie delta18O estas kalkulata kiel:
Ankaŭ uzu la proporcion 17O/16O por δ17O. VSMOW estas la internacia normo por la Viena Meza Marakva Normo. Δ17O reprezentas la devion de la tera frakciiga linio, kaj la kalkulformulo estas: Δ17O = δ17O – 0.52 × δ18O. Ĉiuj datumoj prezentitaj en Aldona Tabelo 3 estis adaptitaj laŭ interspaco.
Sekcioj proksimume 150 ĝis 200 nm dikaj estis ĉerpitaj el Ryugu-partikloj uzante Hitachi High Tech SMI4050 FIB-instrumenton ĉe JAMSTEC, Kochi Core Sampling Institute. Notu, ke ĉiuj FIB-sekcioj estis reakiritaj el neprilaboritaj fragmentoj de neprilaboritaj partikloj post kiam ili estis forigitaj el N2-gasoplenaj ujoj por interobjekta translokigo. Ĉi tiuj fragmentoj ne estis mezuritaj per SR-CT, sed estis prilaboritaj kun minimuma eksponiĝo al la tera atmosfero por eviti eblajn damaĝojn kaj poluadon, kiuj povus influi la karbonan K-randan spektron. Post la deponado de volframa protekta tavolo, la interesa regiono (ĝis 25 × 25 μm2) estis tranĉita kaj maldensigita per Ga+-jona fasko je akcela tensio de 30 kV, poste je 5 kV kaj sonda kurento de 40 pA por minimumigi surfacan damaĝon. La ultramaldikaj sekcioj estis poste metitaj sur pligrandigitan kupran reton (Kochi-reto) 39 uzante mikromanipulilon ekipitan per FIB.
Peletoj de Ryugu A0098 (1,6303 mg) kaj C0068 (0,6483 mg) estis sigelitaj dufoje en puraj altpurecaj polietilenaj folioj en gantujo plena de pura nitrogeno sur la SPring-8 sen ia interagado kun la tera atmosfero. Specimenpreparado por JB-1 (geologia referenca roko eldonita de la Geologia Enketo de Japanio) estis efektivigita ĉe la Metropola Universitato de Tokio.
INAA okazas ĉe la Instituto por Integra Radiado kaj Nukleaj Sciencoj, Universitato de Kioto. La specimenoj estis surradiitaj dufoje kun malsamaj surradiaj cikloj elektitaj laŭ la duoniĝotempo de la nuklido uzata por kvantigado de elementoj. Unue, la specimeno estis surradiita en pneŭmatika surradia tubo dum 30 sekundoj. Fluoj de termikaj kaj rapidaj neŭtronoj en fig. 3 estas 4,6 × 1012 kaj 9,6 × 1011 cm-2 s-1, respektive, por determini la enhavon de Mg, Al, Ca, Ti, V kaj Mn. Kemiaĵoj kiel MgO (99,99% pureco, Soekawa Chemical), Al (99,9% pureco, Soekawa Chemical), kaj Si metalo (99,999% pureco, FUJIFILM Wako Pure Chemical) ankaŭ estis surradiitaj por korekti interferantajn nukleajn reakciojn kiel (n, n). La specimeno ankaŭ estis surradiita per natria klorido (99.99% pureco; MANAC) por korekti ŝanĝojn en neŭtrona fluo.
Post neŭtrona surradiado, la ekstera polietilena folio estis anstataŭigita per nova, kaj la gama-radiado elsendita de la specimeno kaj referenco estis tuj mezurita per Ge-detektilo. La samaj specimenoj estis re-surradiitaj dum 4 horoj en pneŭmatika surradiada tubo. 2 havas termikajn kaj rapidajn neŭtronajn fluojn de 5,6 × 10¹² kaj 1,2 × 10¹² cm⁻² s⁻¹, respektive, por determini Na, K, Ca, Sc, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, As, Enhavon de Se, Sb, Os, Ir kaj Au. Kontrolaj specimenoj de Ga, As, Se, Sb, Os, Ir kaj Au estis surradiitaj per aplikado de taŭgaj kvantoj (de 10 ĝis 50 μg) da normaj solvaĵoj de konataj koncentriĝoj de ĉi tiuj elementoj sur du pecojn de filtrilpapero, sekvata de surradiado de la specimenoj. La gama-radia kalkulo estis farita ĉe la Instituto de Integra Radiado kaj Nukleaj Sciencoj, Universitato de Kioto kaj la RI Esplorcentro, Universitato de Tokio Metropolitena. Analizaj proceduroj kaj referencaj materialoj por la kvanta determinado de INAA-elementoj estas la samaj kiel tiuj priskribitaj en nia antaŭa laboro.
Rentgen-difraktometro (Rigaku SmartLab) estis uzata por kolekti la difraktajn bildojn de la Ryugu-provaĵoj A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) kaj C0087 (<1 mg) ĉe NIPR. Rentgen-difraktometro (Rigaku SmartLab) estis uzata por kolekti la difraktajn bildojn de la Ryugu-provaĵoj A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) kaj C0087 (<1 mg) ĉe NIPR. Рентгеновский дифрактометр (Rigaku SmartLab) использовали для сбора дифракционных картин оборазционных использовали для сбора дифракционных картин оборазц1 оборазц1 обовазц1), A0037 (≪1 мг) и C0087 (<1 мг) в NIPR. Rentgen-difraktometro (Rigaku SmartLab) estis uzata por kolekti difraktajn bildojn de specimenoj Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg), kaj C0087 (<1 mg) en NIPR.使用X 射线衍射仪(Rigaku SmartLab) 在NIPR 收集Ryugu 样品A0029 (<1 mg)、A0037 (<1 mg) 和C0087 (<1 mg) 和C0087 (<1 mg) 的品氡品使用X 射线衍射仪(Rigaku SmartLab) 在NIPR 收集Ryugu 样品A0029 (<1 mg)、A0037 (<1 mg) 和C0087 (<1 mg) 和C0087 (<1 mg) 的品氡品 Дифрактограммы образцов Ryugu A0029 (<1 мг), A0037 (<1 мг) kaj C0087 (<1 мг) были получены в NIPR с ис испово рентгеновского дифрактометра (Rigaku SmartLab). Rentgen-difraktaj bildoj de specimenoj Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (<1 mg) kaj C0087 (<1 mg) estis akiritaj ĉe NIPR uzante rentgen-difraktometron (Rigaku SmartLab).Ĉiuj specimenoj estis muelitaj en fajnan pulvoron sur silicia nereflekta silicia silabplato uzante safirvitran platon kaj poste disigitaj egale sur la silicia nereflekta silabplato sen ia likvaĵo (akvo aŭ alkoholo). La mezurkondiĉoj estas jenaj: CuKα rentgenradiado estas generita je tubtensio de 40 kV kaj tubkurento de 40 mA, la limiga fendlongo estas 10 mm, la diverĝa angulo estas (1/6)°, la enebena rotacia rapido estas 20 rpm, kaj la intervalo estas 2θ (duobla Bragg-angulo) estas 3-100° kaj daŭras ĉirkaŭ 28 horojn por analizo. Bragg-Brentano-optiko estis uzita. La detektilo estas unu-dimensia silicia duonkonduktaĵa detektilo (D/teX Ultra 250). Rentgenradioj de CuKβ estis forigitaj uzante Ni-filtrilon. Uzante disponeblajn specimenojn, mezuradoj de sinteza magnezia saponito (JCSS-3501, Kunimine Industries CO. Ltd), serpenteno (folia serpenteno, Miyazu, Nikka) kaj pirhotito (monoklina 4C, Chihua, Meksiko Watts) estis komparitaj por identigi pintojn kaj uzi pulvorajn dosierdatumojn, difraktajn datumojn de la Internacia Centro por Difraktaj Datumoj, dolomito (PDF 01-071-1662) kaj magnetito (PDF 00-019-0629). Difraktaj datumoj de Ryugu ankaŭ estis komparitaj kun datumoj pri hidroŝanĝitaj karbonaj kondritoj, Orgueil CI, Y-791198 CM2.4, kaj Y 980115 CY (hejta stadio III, 500–750°C). La komparo montris similecojn kun Orgueil, sed ne kun Y-791198 kaj Y 980115.
NEXAFS-spektroj kun karbona rando K de ultramaldikaj sekcioj de specimenoj faritaj el FIB estis mezuritaj uzante la STXM BL4U-kanalon ĉe la UVSOR-sinkrotrona instalaĵo ĉe la Instituto de Molekulaj Sciencoj (Okazaki, Japanio). La punktograndeco de fasko optike enfokusigita per Fresnel-zonplato estas proksimume 50 nm. La energia ŝtupo estas 0.1 eV por la fajna strukturo de la proksima randregiono (283.6–292.0 eV) kaj 0.5 eV (280.0–283.5 eV kaj 292.5–300.0 eV) por la antaŭaj kaj malantaŭaj regionoj. La tempo por ĉiu bildpikselo estis agordita al 2 ms. Post la evakuado, la STXM-analiza ĉambro estis plenigita per heliumo je premo de proksimume 20 mbar. Ĉi tio helpas minimumigi termikan drivon de la rentgen-optika ekipaĵo en la ĉambro kaj specimenujo, same kiel redukti specimendifekton kaj/aŭ oksidiĝon. Karbonaj spektroj de NEXAFS K-rando estis generitaj el stakigitaj datumoj uzante la programaron aXis2000 kaj la proprietan datumprilaboran programaron STXM. Notu, ke la specimentransiga ujo kaj gantujo estas uzataj por eviti specimenoksidiĝon kaj poluadon.
Post STXM-NEXAFS-analizo, la izotopa konsisto de hidrogeno, karbono kaj nitrogeno de Ryugu FIB-tranĉaĵoj estis analizita uzante izotopan bildigon kun JAMSTEC NanoSIMS 50L. Fokusita Cs+-primara fasko de ĉirkaŭ 2 pA por karbonaj kaj nitrogenaj izotopa analizo kaj ĉirkaŭ 13 pA por hidrogenaj izotopa analizo estas rastrumita super areo de ĉirkaŭ 24 × 24 µm² ĝis 30 × 30 µm² sur la specimeno. Post 3-minuta antaŭŝprucado ĉe relative forta primara faska kurento, ĉiu analizo estis komencita post stabiligo de la intenseco de la sekundara fasko. Por la analizo de karbonaj kaj nitrogenaj izotopoj, bildoj de 12C–, 13C–, 16O–, 12C14N– kaj 12C15N– estis samtempe akiritaj uzante sep-elektronan multiplikan multipleksan detekton kun masa rezolucio de ĉirkaŭ 9000, kio sufiĉas por apartigi ĉiujn koncernajn izotopajn kombinaĵojn. interfero (ekz. 12C1H sur 13C kaj 13C14N sur 12C15N). Por la analizo de hidrogenaj izotopoj, 1H-, 2D- kaj 12C- bildoj estis akiritaj kun masa rezolucio de proksimume 3000 kun plurdetekto uzante tri elektronajn multiplikilojn. Ĉiu analizo konsistas el 30 skanitaj bildoj de la sama areo, kun unu bildo konsistanta el 256 × 256 rastrumeroj por karbonaj kaj nitrogenaj izotopa analizo kaj 128 × 128 rastrumeroj por hidrogenaj izotopa analizo. La prokrasto estas 3000 µs po rastrumero por karbonaj kaj nitrogenaj izotopa analizo kaj 5000 µs po rastrumero por hidrogenaj izotopa analizo. Ni uzis 1-hidroksibenzotriazola hidrato kiel hidrogenajn, karbonajn kaj nitrogenajn izotopajn normojn por kalibri instrumentan masan frakciigon45.
Por determini la silician izotopan konsiston de presana grafito en la FIB C0068-25-profilo, ni uzis ses elektronajn multiplikilojn kun masa rezolucio de ĉirkaŭ 9000. La bildoj konsistas el 256 × 256 rastrumeroj kun prokrasto de 3000 µs po rastrumero. Ni kalibris amasfrakciigilon uzante siliciajn obleojn kiel hidrogenajn, karbonajn kaj siliciajn izotopajn normojn.
Izotopaj bildoj estis prilaboritaj per la bildiga programaro NanoSIMS45 de NASA. La datumoj estis korektitaj laŭ la morta tempo de la elektrona multiplikilo (44 ns) kaj la efikoj de kvazaŭ-samtempa alveno. Malsama skanada vicigo por ĉiu bildo estas uzata por korekti bildan drivon dum la akiro. La fina izotopa bildo estas kreita per aldono de sekundaraj jonoj el ĉiu bildo por ĉiu skanada pikselo.
Post analizo per STXM-NEXAFS kaj NanoSIMS, la samaj FIB-sekcioj estis ekzamenitaj per transmisia elektrona mikroskopo (JEOL JEM-ARM200F) je akcela tensio de 200 kV ĉe Kochi, JAMSTEC. La mikrostrukturo estis observita per helkampa TEM kaj alt-angula skanada TEM en malhela kampo. Mineralaj fazoj estis identigitaj per punkta elektrona difrakto kaj krada benda bildigo, kaj kemia analizo estis farita per EDS kun 100 mm² silicia drivdetektilo kaj JEOL Analysis Station 4.30 programaro. Por kvanta analizo, la karakteriza rentgen-intenseco por ĉiu elemento estis mezurita en la TEM-skanada reĝimo kun fiksa daten-akira tempo de 30 s, radio-skanada areo de ~100 × 100 nm², kaj radio-fluo de 50 pA. La proporcio (Si + Al)-Mg-Fe en tavoligitaj silikatoj estis determinita uzante la eksperimentan koeficienton k, korektitan por dikeco, akiritan de normo de natura piropagarneto.
Ĉiuj bildoj kaj analizoj uzitaj en ĉi tiu studo estas haveblaj en la JAXA Datuma Arkiva kaj Komunikada Sistemo (DARTS) https://www.darts.isas.jaxa.jp/curation/hayabusa2. Ĉi tiu artikolo provizas la originalajn datumojn.
Kitari, K. et al. Surfaca konsisto de asteroido 162173 Ryugu kiel observite per la instrumento Hayabusa2 NIRS3. Science 364, 272–275.
Kim, AJ Karbonaj kondritoj (CY) de la tipo Yamato: analogoj de la asteroida surfaco de Ryugu? Geochemistry 79, 125531 (2019).
Pilorjet, S. et al. La unua kompona analizo de Ryugu-specimenoj estis farita per hiperspektra mikroskopo MicroOmega. National Astron. 6, 221–225 (2021).
Yada, T. et al. Prepara analizo de la specimeno Hyabusa2 resendita de la C-tipa asteroido Ryugu. National Astron. 6, 214–220 (2021).