Tankewol foar jo besite oan Nature.com. De browserferzje dy't jo brûke hat beheinde CSS-stipe. Foar de bêste ûnderfining riede wy jo oan om in bywurke browser te brûken (of kompatibiliteitsmodus yn Internet Explorer út te skeakeljen). Yn 'e tuskentiid, om trochgeande stipe te garandearjen, sille wy de side sûnder stilen en JavaScript werjaan.
Flechtich en ryk oan organyske matearje, kinne C-type asteroïden ien fan 'e wichtichste boarnen fan wetter op Ierde wêze. Op it stuit jouwe koalstofhâldende chondriten it bêste idee fan har gemyske gearstalling, mar ynformaasje oer meteoryten is ferfoarme: allinich de meast duorsume typen oerlibje it yngean fan 'e atmosfear en dan ynteraksje mei de omjouwing fan 'e ierde. Hjir presintearje wy de resultaten fan in detaillearre volumetryske en mikroanalytyske stúdzje fan it primêre Ryugu-dieltsje dat troch it Hayabusa-2-romteskip op 'e Ierde ôflevere is. Ryugu-dieltsjes litte in nauwe oerienkomst sjen yn gearstalling mei gemysk net-fraksjonearre mar wetter-feroare CI (Iwuna-type) chondriten, dy't breed brûkt wurde as in yndikator fan 'e algemiene gearstalling fan it sinnestelsel. Dit eksimplaar lit in komplekse romtlike relaasje sjen tusken rike alifatyske organyske stoffen en laachsilikaten en jout in maksimale temperatuer fan sawat 30 °C oan tidens wettereroazje. Wy fûnen in oerfloed oan deuterium en diazonium dy't oerienkomt mei in ekstrasolêre oarsprong. Ryugu-dieltsjes binne it meast ûnfersmoarge en ûnskiedbere bûtenierdske materiaal dat ea bestudearre is en passe it bêste by de algemiene gearstalling fan it sinnestelsel.
Fan juny 2018 oant novimber 2019 fierde it romteskip Hayabusa2 fan it Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) in wiidweidige ûndersiken op ôfstân út nei de asteroïde Ryugu. Gegevens fan 'e Near Infrared Spectrometer (NIRS3) op Hayabusa-2 suggerearje dat Ryugu mooglik gearstald is út in materiaal dat fergelykber is mei termysk en/of skokmetamorfe koalstofhoudende chondriten. De tichtste oerienkomst is CY-chondryt (Yamato-type) 2. De lege albedo fan Ryugu kin ferklearre wurde troch de oanwêzigens fan in grut oantal koalstofrike komponinten, lykas dieltsjegrutte, porositeit en romtlike ferweringseffekten. It romteskip Hayabusa-2 makke twa lânings en sammele samples op Ryuga. Tidens de earste lâning op 21 febrewaris 2019 waard oerflakmateriaal krigen, dat opslein waard yn kompartimint A fan 'e weromkearkapsule, en tidens de twadde lâning op 11 july 2019 waard materiaal sammele by in keunstmjittige krater foarme troch in lytse draachbere botsing. Dizze samples wurde opslein yn Ward C. Inisjele net-destruktive karakterisaasje fan 'e dieltsjes yn Fase 1 yn spesjale, net-fersmoarge en suvere stikstoffolle keamers by troch JAXA behearde foarsjennings joech oan dat de Ryugu-dieltsjes it meast ferlykber wiene mei CI4-chondriten en "ferskate nivo's fan fariaasje"3 sjen lieten. De skynber tsjinstridige klassifikaasje fan Ryugu, fergelykber mei CY- of CI-chondriten, kin allinich oplost wurde troch detaillearre isotopyske, elemintêre en mineralogyske karakterisaasje fan Ryugu-dieltsjes. De hjir presintearre resultaten jouwe in solide basis foar it bepalen hokker fan dizze twa foarriedige ferklearrings foar de algemiene gearstalling fan asteroïde Ryugu it meast wierskynlik is.
Acht Ryugu-pellets (sawat 60 mg yn totaal), fjouwer út Keamer A en fjouwer út Keamer C, waarden tawiisd oan Fase 2 om it Kochi-team te behearen. It wichtichste doel fan 'e stúdzje is om de aard, oarsprong en evolúsjonêre skiednis fan 'e asteroïde Ryugu te ferdúdlikjen, en om oerienkomsten en ferskillen te dokumintearjen mei oare bekende bûtenierdske eksimplaren lykas chondriten, ynterplanetêre stofdieltsjes (IDP's) en weromkommende kometen. Samples sammele troch de Stardust-missy fan NASA.
Detaillearre mineralogyske analyze fan fiif Ryugu-kerrels (A0029, A0037, C0009, C0014 en C0068) liet sjen dat se benammen gearstald binne út fyn- en grofkorrelige fyllosilikaten (~64–88 vol.%; Fig. 1a, b, Oanfoljende Fig. 1). en ekstra tabel 1). Grofkorrelige fyllosilikaten komme foar as pinnate aggregaten (oant tsientallen mikron yn grutte) yn fynkorrelige, fyllosilikaatrike matrices (minder as in pear mikron yn grutte). Laachde silikaatpartikels binne serpentyn-saponyt-symbionten (Fig. 1c). De (Si + Al)-Mg-Fe-kaart lit ek sjen dat de bulklaachde silikaatmatrix in tuskenlizzende gearstalling hat tusken serpentyn en saponyt (Fig. 2a, b). De fyllosilikaatmatrix befettet karbonaatmineralen (~2–21 vol.%), sulfidemineralen (~2,4–5,5 vol.%), en magnetyt (~3,6–6,8 vol.%). Ien fan 'e dieltsjes dy't yn dizze stúdzje ûndersocht binne (C0009) befette in lytse hoemannichte (~0,5 vol.%) wetterfrije silikaten (olivyn en pyroxeen), wat kin helpe by it identifisearjen fan it boarnemateriaal dat de rauwe Ryugu-stien5 foarme hat. Dit wetterfrije silikaat is seldsum yn Ryugu-pellets en waard allinich posityf identifisearre yn C0009-pellet. Karbonaten binne oanwêzich yn 'e matrix as fragminten (minder as in pear hûndert mikron), meast dolomyt, mei lytse hoemannichten kalsiumkarbonaat en brinell. Magnetyt komt foar as isolearre dieltsjes, framboiden, plakken of sferyske aggregaten. Sulfiden wurde benammen fertsjintwurdige troch pyrrhotyt yn 'e foarm fan unregelmjittige hexagonale prisma's/platen of latten. De matrix befettet in grutte hoemannichte submikron pentlandiet of yn kombinaasje mei pyrrhotyt. Koalstofrike fazen (<10 µm yn grutte) komme oeral foar yn 'e fyllosilikaatrike matrix. Koalstofrike fazen (<10 µm yn grutte) komme oeral foar yn 'e fyllosilikaatrike matrix. Богатые углеродом фазы (размером <10 мкм) встречаются повсеместно в богатой филлосиликатами матрице. Koalstofrike fazen (<10 µm yn grutte) komme oeral foar yn 'e fyllosilikaatrike matrix.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. Koalstofrike fazen (<10 µm yn grutte) oerhearskje yn 'e fyllosilikaatrike matrix.Oare helpmineralen wurde werjûn yn Oanfoljende Tabel 1. De list mei mineralen dy't bepaald binne út it röntgendiffraksjepatroan fan it mingsel fan C0087 en A0029 en A0037 komt tige oerien mei dy bepaald yn 'e CI (Orgueil) chondrit, mar ferskilt sterk fan 'e CY- en CM (Mighei-type) chondriten (figuer 1 mei útwreide gegevens en Oanfoljende Figuer 2). It totale elemintgehalte fan Ryugu-kerrels (A0098, C0068) komt ek oerien mei chondrit 6 CI (útwreide gegevens, Fig. 2 en Oanfoljende Tabel 2). Yn tsjinstelling binne CM-chondriten beheind yn matich en tige flechtige eleminten, benammen Mn en Zn, en heger yn refraktêre eleminten7. De konsintraasjes fan guon eleminten fariearje sterk, wat in refleksje kin wêze fan 'e ynherinte heterogeniteit fan it stekproef fanwegen de lytse grutte fan yndividuele dieltsjes en de resultearjende samplingbias. Alle petrologyske, mineralogyske en elemintêre skaaimerken jouwe oan dat Ryugu-kerrels tige ferlykber binne mei chondriten CI8,9,10. In opmerklike útsûndering is de ôfwêzigens fan ferrihydrit en sulfaat yn Ryugu-kerrels, wat suggerearret dat dizze mineralen yn CI-chondriten foarme binne troch ierdske ferwering.
a, Gearstalde röntgenôfbylding fan Mg Kα (read), Ca Kα (grien), Fe Kα (blau), en S Kα (giel) droech gepoleerde seksje C0068. De fraksje bestiet út laachsilikaten (read: ~88 vol%), karbonaten (dolomiet; ljochtgrien: ~1,6 vol%), magnetyt (blau: ~5,3 vol%) en sulfiden (giel: sulfide = ~2,5% vol. essay. b, ôfbylding fan it kontoergebiet yn weromfersprate elektroanen op a. Bru - ûnryp; Dole - dolomiet; FeS is izersulfide; Mag - magnetyt; sap - spekstien; Srp - serpentyn. c, hege-resolúsje transmissie-elektronenmikroskopie (TEM) ôfbylding fan in typyske saponyt-serpentyn yntergroei dy't serpentyn- en saponytroosterbannen fan respektivelik 0,7 nm en 1,1 nm sjen lit.
De gearstalling fan 'e matriks en laachsilikaat (by %) fan Ryugu A0037 (fêste reade sirkels) en C0068 (fêste blauwe sirkels) dieltsjes wurdt werjûn yn it (Si+Al)-Mg-Fe ternaire systeem. a, Electron Probe Microanalyze (EPMA) resultaten plotte tsjin CI chondriten (Ivuna, Orgueil, Alais)16 werjûn yn griis foar ferliking. b, Scanning TEM (STEM) en enerzjydispersive röntgenspektroskopie (EDS) analyze werjûn foar ferliking mei Orgueil9 en Murchison46 meteoryten en hydratisearre IDP47. Fynkorrelige en grofkorrelige fyllosilikaten waarden analysearre, wêrby't lytse dieltsjes fan izersulfide foarkommen waarden. De stippele linen yn a en b litte de oplossingslinen fan saponyt en serpentyn sjen. De izerrike gearstalling yn a kin te tankjen wêze oan submikron izersulfidekerrels binnen de laachsilikaatkerrels, dy't net útsletten wurde kinne troch de romtlike resolúsje fan 'e EPMA-analyze. Datapunten mei in heger Si-ynhâld as de saponyt yn b kinne feroarsake wurde troch de oanwêzigens fan nano-grutte amorfe silisiumryke materiaal yn 'e tuskenromten fan' e fyllosilikaatlaach. Oantal analyses: N=69 foar A0037, N=68 foar EPMA, N=68 foar C0068, N=19 foar A0037 en N=27 foar C0068 foar STEM-EDS. c, isotoopkaart fan trioksydieltsje Ryugu C0014-4 yn ferliking mei chondrytwearden CI (Orgueil), CY (Y-82162) en literatuergegevens (CM en C2-ung)41,48,49. Wy hawwe gegevens krigen foar de Orgueil- en Y-82162-meteoryten. CCAM is in line fan wetterfrije koalstofhoudende chondrytmineralen, TFL is in lânskiedingsline. d, Δ17O en δ18O kaarten fan Ryugu-dieltsje C0014-4, CI-chondryt (Orgueil), en CY-chondryt (Y-82162) (dizze stúdzje). Δ17O_Ryugu: De wearde fan Δ17O C0014-1. Δ17O_Orgueil: Gemiddelde Δ17O-wearde foar Orgueil. Δ17O_Y-82162: Gemiddelde Δ17O-wearde foar Y-82162. CI- en CY-gegevens út 'e literatuer 41, 48, 49 wurde ek werjûn foar fergeliking.
Massa-isotoopanalyse fan soerstof waard útfierd op in 1,83 mg stekproef fan materiaal dat út granulearre C0014 helle is troch laserfluorinaasje (Metoaden). Foar ferliking hawwe wy sân eksimplaren fan Orgueil (CI) (totale massa = 8,96 mg) en sân eksimplaren fan Y-82162 (CY) (totale massa = 5,11 mg) brûkt (Oanfoljende tabel 3).
Op fig. 2d wurdt in dúdlike skieding fan Δ17O en δ18O sjen litten tusken de gewichtsgemiddelde dieltsjes fan Orgueil en Ryugu yn ferliking mei Y-82162. De Δ17O fan it Ryugu C0014-4 dieltsje is heger as dy fan it Orgeil dieltsje, nettsjinsteande de oerlaap by 2 sd. Ryugu dieltsjes hawwe hegere Δ17O wearden yn ferliking mei Orgeil, wat de ierdske fersmoarging fan 'e lêste sûnt syn fal yn 1864 wjerspegelje kin. Ferwering yn 'e ierdske omjouwing11 resulteart needsaaklikerwize yn 'e opname fan atmosfearyske soerstof, wêrtroch't de algemiene analyze tichter by de ierdske fraksjonaasjeline (TFL) komt. Dizze konklúzje is yn oerienstimming mei de mineralogyske gegevens (earder besprutsen) dat Ryugu-kerrels gjin hydraten of sulfaten befetsje, wylst Orgeil dat wol docht.
Op basis fan de boppesteande mineralogyske gegevens stypje dizze resultaten in assosjaasje tusken Ryugu-kerrels en CI-chondriten, mar slute in assosjaasje fan CY-chondriten út. It feit dat Ryugu-kerrels net assosjeare binne mei CY-chondriten, dy't dúdlike tekens fan útdroegingmineralogy sjen litte, is fernuverejend. Orbitale waarnimmings fan Ryugu lykje oan te jaan dat it útdroeging ûndergien hat en dêrom wierskynlik bestiet út CY-materiaal. De redenen foar dit skynbere ferskil bliuwe ûndúdlik. In soerstofisotoopanalyze fan oare Ryugu-dieltsjes wurdt presintearre yn in begeliedend artikel 12. De resultaten fan dizze útwreide dataset binne lykwols ek yn oerienstimming mei de assosjaasje tusken Ryugu-dieltsjes en CI-chondriten.
Mei help fan koördinearre mikroanalysetechniken (Oanfoljende Fig. 3) hawwe wy de romtlike ferdieling fan organyske koalstof oer it heule oerflak fan 'e fokussearre ionbeamfraksje (FIB) C0068.25 ûndersocht (Figs. 3a-f). Fynstruktuer Röntgenabsorpsjespektra fan koalstof (NEXAFS) oan 'e tichte râne yn seksje C0068.25 dy't ferskate funksjonele groepen sjen litte - aromaatysk of C=C (285.2 eV), C=O (286.5 eV), CH4 (287.5 eV) en C(=O)O (288.8 eV) - de grafeenstruktuer is ôfwêzich by 291.7 eV (Fig. 3a), wat in lege mjitte fan termyske fariaasje betsjut. De sterke CH4-piek (287.5 eV) fan 'e partielle organyske stoffen fan C0068.25 ferskilt fan 'e ûnoplosbere organyske stoffen fan earder bestudearre koalstofhoudende chondriten en is mear ferlykber mei IDP14 en komeetdieltsjes dy't krigen binne troch de Stardust-missy. In sterke CH-piek by 287,5 eV en in tige swakke aromaatyske of C=C-piek by 285,2 eV jouwe oan dat organyske ferbiningen ryk binne oan alifatyske ferbiningen (Fig. 3a en Oanfoljende Fig. 3a). Gebieten ryk oan alifatyske organyske ferbiningen binne lokalisearre yn grofkorrelige fyllosilikaten, lykas yn gebieten mei in minne aromaatyske (of C=C) koalstofstruktuer (Fig. 3c,d). Yn tsjinstelling, A0037,22 (Oanfoljende Fig. 3) liet foar in part in leger gehalte oan alifatyske koalstofrike regio's sjen. De ûnderlizzende mineralogy fan dizze kerrels is ryk oan karbonaten, fergelykber mei chondrite CI 16, wat suggerearret in wiidweidige feroaring fan boarnewetter (Oanfoljende Tabel 1). Oksidearjende omstannichheden sille hegere konsintraasjes fan karbonyl- en karboksylfunksjonele groepen yn organyske ferbiningen dy't ferbûn binne mei karbonaten befoarderje. De submikronferdieling fan organyske stoffen mei alifatyske koalstofstrukturen kin tige oars wêze as de ferdieling fan grofkorrelige laachsilikaten. Oanwizings fan alifatyske organyske ferbiningen dy't ferbûn binne mei fyllosilikaat-OH waarden fûn yn 'e meteoryt fan Tagish Lake. Koördinearre mikroanalytyske gegevens suggerearje dat organyske matearje ryk oan alifatyske ferbiningen wiidferspraat kin foarkomme yn C-type asteroïden en nau ferbûn wêze mei fyllosilikaten. Dizze konklúzje komt oerien mei eardere rapporten fan alifatyske/aromatyske CH's yn Ryugu-dieltsjes oantoand troch MicroOmega, in hyperspektrale mikroskoop yn hast ynfraread. In wichtige en ûnoploste fraach is oft de unike eigenskippen fan alifatyske koalstofrike organyske ferbiningen dy't ferbûn binne mei grofkorrelige fyllosilikaten dy't yn dizze stúdzje waarnommen binne, allinich fûn wurde op 'e asteroïde Ryugu.
a, NEXAFS-koalstofspektra normalisearre nei 292 eV yn 'e aromaatyske (C=C) rike regio (read), yn 'e alifatyske rike regio (grien), en yn 'e matriks (blau). De grize line is it Murchison 13 ûnoplosbere organyske spektrum foar fergeliking. au, arbitraasje-ienheid. b, Skennende transmissie-röntgenmikroskopie (STXM) spektrale ôfbylding fan in koalstof K-râne dy't sjen lit dat de seksje dominearre wurdt troch koalstof. c, RGB-kompositplot mei aromaatyske (C=C) rike regio's (read), alifatyske rike regio's (grien), en matriks (blau). d, organyske stoffen ryk oan alifatyske ferbiningen binne konsintrearre yn grofkorrelige fyllosilikaat, it gebiet is fergrutte fan 'e wite stippele fakjes yn b en c. e, grutte nanosfearen (ng-1) yn it gebiet fergrutte fan 'e wite stippele fakje yn b en c. Foar: pyrrhotite. Pn: nikkel-chromite. f, Nanoskaal Sekundêre Ionenmassaspektrometry (NanoSIMS), wetterstof (1H), koalstof (12C), en stikstof (12C14N) elemintôfbyldings, 12C/1H elemintferhâldingsôfbyldings, en krús δD, δ13C, en δ15N isotoopôfbyldings - Seksje PG-1: presolêre grafyt mei ekstreme 13C-ferriking (Oanfoljende tabel 4).
Kinetyske stúdzjes fan organyske matearje-ôfbraak yn Murchison-meteoryten kinne wichtige ynformaasje jaan oer de heterogene ferdieling fan alifatyske organyske matearje ryk oan Ryugu-kerrels. Dizze stúdzje lit sjen dat alifatyske CH4-biningen yn organyske matearje oanhâlde oant in maksimale temperatuer fan sawat 30 °C by de âlder en/of feroarje mei tiid-temperatuerrelaasjes (bygelyks 200 jier by 100 °C en 0 °C 100 miljoen jier). As de foargonger net langer as in bepaalde tiid by in bepaalde temperatuer ferwaarme wurdt, kin de oarspronklike ferdieling fan alifatyske organyske stoffen ryk oan fyllosilikaat bewarre bliuwe. Feroarings yn boarnerotswetter kinne dizze ynterpretaasje lykwols komplisearje, om't karbonaatrike A0037 gjin koalstofrike alifatyske regio's sjen lit dy't ferbûn binne mei fyllosilikaten. Dizze lege temperatuerferoaring komt rûchwei oerien mei de oanwêzigens fan kubike feldspaat yn Ryugu-kerrels (Oanfoljende Tabel 1) 20.
Fraksje C0068.25 (ng-1; Figs. 3a–c,e) befettet in grutte nanosfear dy't tige aromaatyske (of C=C), matich alifatyske en swakke spektra fan C(=O)O en C=O sjen lit. De hantekening fan alifatyske koalstof komt net oerien mei de hantekening fan ûnoplosbere organyske stoffen yn 'e bulk en organyske nanosfearen dy't ferbûn binne mei chondriten (Fig. 3a) 17,21. Raman- en ynfrareadspektroskopyske analyze fan nanosfearen yn Lake Tagish liet sjen dat se besteane út alifatyske en oksidearre organyske ferbiningen en ûnregelmjittige polysyklyske aromatyske organyske ferbiningen mei in komplekse struktuer 22,23. Omdat de omlizzende matrix organyske stoffen befettet dy't ryk binne oan alifatyske ferbiningen, kin de hantekening fan alifatyske koalstof yn ng-1 in analytysk artefakt wêze. Nijsgjirrich is dat ng-1 ynbêde amorfe silikaten befettet (Fig. 3e), in tekstuer dy't noch net rapportearre is foar bûtenierdske organyske stoffen. Amorfe silikaten kinne natuerlike komponinten fan ng-1 wêze of it resultaat wêze fan amorfisaasje fan wetterige/wetterfrije silikaten troch ion- en/of elektronenstriel tidens analyze.
NanoSIMS-ionôfbyldings fan 'e C0068.25-seksje (Fig. 3f) litte unifoarme feroarings sjen yn δ13C en δ15N, útsein foar presolêre kerrels mei in grutte 13C-ferriking fan 30.811‰ (PG-1 yn 'e δ13C-ôfbylding yn Fig. 3f) (Oanfoljende tabel 4). Röntgenôfbyldings fan elemintêre kerrels en TEM-ôfbyldings mei hege resolúsje litte allinich de koalstofkonsintraasje en de ôfstân tusken de basale flak fan 0,3 nm sjen, wat oerienkomt mei grafyt. It is opmerklik dat de wearden fan δD (841 ± 394‰) en δ15N (169 ± 95‰), ferrike mei alifatyske organyske matearje assosjeare mei grofkorrelige fyllosilikaten, wat heger blike te wêzen as it gemiddelde foar de hiele regio C (δD = 528 ± 139‰). ‰, δ15N = 67 ± 15 ‰) yn C0068.25 (Oanfoljende tabel 4). Dizze observaasje suggerearret dat de alifatysk-rike organyske stoffen yn grofkorrelige fyllosilikaten primitiver kinne wêze as de omlizzende organyske stoffen, om't de lêste mooglik isotopenútwikseling mei it omlizzende wetter yn it orizjinele lichem ûndergien hawwe. As alternatyf kinne dizze isotopenferoarings ek relatearre wêze oan it earste formaasjeproses. Der wurdt ynterpretearre dat fynkorrelige laachsilikaten yn CI-chondriten foarme binne as gefolch fan trochgeande feroaring fan 'e orizjinele grofkorrelige wetterfrije silikaatklusters. Alifatysk-rike organyske matearje kin foarme wêze út foargongermolekulen yn 'e protoplanetêre skiif of ynterstellêr medium foar de foarming fan it sinnestelsel, en is doe wat feroare tidens de wetterferoarings fan it Ryugu (grutte) memmelichem. De grutte (<1.0 km) fan Ryugu is te lyts om genôch ynterne waarmte te behâlden foar wetterige feroaring om wetterige mineralen te foarmjen25. De grutte (<1.0 km) fan Ryugu is te lyts om genôch ynterne waarmte te behâlden foar wetterige feroaring om wetterige mineralen te foarmjen25. Размер (<1,0 км) Рюгу слишком мал, чтобы поддерживать достаточное внутреннее тепло для водного измов водных минералов25. Grutte (<1.0 km) Ryugu is te lyts om genôch ynterne waarmte te behâlden foar wetterferoaring om wettermineralen te foarmjen25. 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吀牴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吀牴25。 Размер Рюгу (<1,0 км) слишком мал, чтобы поддерживать внутреннее тепло для изменения воды с обрахволанине 2. De grutte fan Ryugu (<1,0 km) is te lyts om ynterne waarmte te stypjen om wetter te feroarjen yn wettermineralen25.Dêrom kinne Ryugu-foargongers fan tsientallen kilometers grut nedich wêze. Organyske matearje ryk oan alifatyske ferbiningen kin har oarspronklike isotoopferhâldingen behâlde fanwegen assosjaasje mei grofkorrelige fyllosilikaten. De krekte aard fan 'e isotopyske swiere dragers bliuwt lykwols ûnwis fanwegen de komplekse en delikate minging fan 'e ferskate komponinten yn dizze FIB-fraksjes. Dit kinne organyske stoffen wêze dy't ryk binne oan alifatyske ferbiningen yn Ryugu-granules of rûge fyllosilikaten deromhinne. Tink derom dat organyske matearje yn hast alle koalstofhoudende chondriten (ynklusyf CI-chondriten) oer it generaal riker is oan D as oan fyllosilikaten, mei útsûndering fan CM Paris 24, 26 meteoryten.
Plots fan folume δD en δ15N fan FIB-plakken krigen foar A0002.23 en A0002.26, A0037.22 en A0037.23 en C0068.23, C0068.25 en C0068.26 FIB-plakken (in totaal fan sân FIB-plakken fan trije Ryugu-dieltsjes) In ferliking fan NanoSIMS mei oare objekten fan it sinnestelsel wurdt werjûn yn fig. 4 (Oanfoljende tabel 4)27,28. Folumeferoarings yn δD en δ15N yn 'e A0002-, A0037- en C0068-profilen binne yn oerienstimming mei dy yn 'e IDP, mar heger as yn 'e CM- en CI-chondriten (Fig. 4). Tink derom dat it berik fan δD-wearden foar it Komeet 29-sample (-240 oant 1655‰) grutter is as dat fan Ryugu. De folumes δD en δ15N fan 'e Ryukyu-profilen binne, yn 'e regel, lytser as it gemiddelde foar kometen fan 'e Jupiterfamylje en de Oortwolk (Fig. 4). De legere δD-wearden fan 'e CI-chondriten kinne de ynfloed fan ierdske fersmoarging yn dizze samples reflektearje. Mei it each op 'e oerienkomsten tusken Bells, Lake Tagish en IDP, kin de grutte heterogeniteit yn δD- en δN-wearden yn Ryugu-dieltsjes feroarings reflektearje yn 'e earste isotopyske sinjaturen fan organyske en wetterige gearstallingen yn it iere sinnestelsel. De ferlykbere isotopyske feroarings yn δD en δN yn Ryugu- en IDP-dieltsjes suggerearje dat beide foarme koenen wêze út materiaal út deselde boarne. Der wurdt leaud dat IDP's ûntsteane út kometêre boarnen 14. Dêrom kin Ryugu komeet-eftich materiaal befetsje en/of teminsten it bûtenste sinnestelsel. Dit kin lykwols dreger wêze as wy hjir stelle fanwegen (1) it mingsel fan sferulitysk en D-ryk wetter op it memmelichem 31 en (2) de D/H-ferhâlding fan 'e komeet as funksje fan komeetaktiviteit 32. De redenen foar de waarnommen heterogeniteit fan wetterstof- en stikstofisotopen yn Ryugu-dieltsjes wurde lykwols net folslein begrepen, foar in part fanwegen it beheinde oantal analyses dat hjoed de dei beskikber is. De resultaten fan wetterstof- en stikstofisotoopsystemen ferheegje noch altyd de mooglikheid dat Ryugu it measte materiaal fan bûten it sinnestelsel befettet en dus wat oerienkomst mei kometen sjen kin. It Ryugu-profyl liet gjin dúdlike korrelaasje sjen tusken δ13C en δ15N (Oanfoljende tabel 4).
De algemiene H- en N-isotopyske gearstalling fan Ryugu-dieltsjes (reade sirkels: A0002, A0037; blauwe sirkels: C0068) korrelearret mei sinnemagnitude 27, de gemiddelde famylje fan Jupiter (JFC27), en Oortwolkkometen (OCC27), IDP28, en koalstofhoudende chondrules. Ferliking fan meteoryt 27 (CI, CM, CR, C2-ung). De isotopyske gearstalling wurdt jûn yn Oanfoljende Tabel 4. De stippele linen binne de ierdske isotopwearden foar H en N.
It ferfier fan flechtige stoffen (bygelyks organyske matearje en wetter) nei de Ierde bliuwt in soarch26,27,33. Submikron organyske matearje dy't assosjeare wurdt mei rûge fyllosilikaten yn Ryugu-dieltsjes dy't yn dizze stúdzje identifisearre binne, kin in wichtige boarne fan flechtige stoffen wêze. Organyske matearje yn rûge-korrelige fyllosilikaten is better beskerme tsjin degradaasje16,34 en ferfal35 as organyske matearje yn fynkorrelige matriksen. De swierdere isotopyske gearstalling fan wetterstof yn 'e dieltsjes betsjut dat se wierskynlik net de ienige boarne binne fan flechtige stoffen dy't nei de iere Ierde brocht binne. Se kinne mingd wurde mei komponinten mei in lichtere wetterstofisotopyske gearstalling, lykas koartlyn foarsteld waard yn 'e hypoteze fan' e oanwêzigens fan sinnewyn-oandreaun wetter yn silikaten.
Yn dizze stúdzje litte wy sjen dat CI-meteoryten, nettsjinsteande har geochemyske belang as fertsjintwurdigers fan 'e algemiene gearstalling fan it sinnestelsel,6,10 ierdske fersmoarge samples binne. Wy leverje ek direkt bewiis foar ynteraksjes tusken rike alifatyske organyske matearje en neistlizzende wetterige mineralen en suggerearje dat Ryugu ekstrasolêr materiaal37 kin befetsje. De resultaten fan dizze stúdzje litte dúdlik it belang sjen fan direkte sampling fan protoasteroïden en de needsaak om weromjûne samples te ferfieren ûnder folslein ynerte en sterile omstannichheden. It hjir presintearre bewiis lit sjen dat Ryugu-dieltsjes sûnder mis ien fan 'e meast ûnfersmoarge materialen fan it sinnestelsel binne dy't beskikber binne foar laboratoariumûndersyk, en fierdere stúdzje fan dizze kostbere samples sil sûnder mis ús begryp fan 'e iere prosessen fan it sinnestelsel útwreidzje. Ryugu-dieltsjes binne de bêste fertsjintwurdiging fan 'e algemiene gearstalling fan it sinnestelsel.
Om de komplekse mikrostruktuer en gemyske eigenskippen fan submikronskaalmonsters te bepalen, hawwe wy synchrotronstrielingsbasearre kompjûtertomografy (SR-XCT) en SR-röntgendiffraksje (XRD)-CT, FIB-STXM-NEXAFS-NanoSIMS-TEM-analyze brûkt. Gjin degradaasje, fersmoarging troch de ierdatmosfear, en gjin skea troch fyn dieltsjes of meganyske monsters. Yn 'e tuskentiid hawwe wy systematyske volumetryske analyze útfierd mei scanning-elektronenmikroskopie (SEM)-EDS, EPMA, XRD, ynstrumintale neutronaktivaasje-analyze (INAA), en laser-soerstofisotoopfluorinaasje-apparatuer. De assayprosedueres wurde werjûn yn Oanfoljende Figuer 3 en elke assay wurdt beskreaun yn 'e folgjende seksjes.
Dieltsjes fan 'e asteroïde Ryugu waarden weromhelle út 'e Hayabusa-2 reentry-module en levere oan it JAXA Control Center yn Sagamihara, Japan, sûnder de ierdatmosfear te fersmoargjen4. Nei inisjele en net-destruktive karakterisaasje by in troch JAXA behearde foarsjenning, brûk fersegelbere ynter-site oerdrachtkonteners en samplekapsule-tassen (saffierkristal mei in diameter fan 10 of 15 mm en roestfrij stiel, ôfhinklik fan 'e samplegrutte) om miljeu-ynterferinsje te foarkommen. miljeu. en/of grûnfersmoarging (bygelyks wetterdamp, koalwetterstoffen, atmosfearyske gassen en fyn dieltsjes) en krúskontaminaasje tusken samples tidens sample tarieding en transport tusken ynstituten en universiteiten38. Om degradaasje en fersmoarging troch ynteraksje mei de ierdatmosfear (wetterdamp en soerstof) te foarkommen, waarden alle soarten sample tarieding (ynklusyf chippen mei in tantaalbeitel, mei in lykwichtige diamantdraadseage (Meiwa Fosis Corporation DWS 3400) en snijepoxy tarieding foar ynstallaasje) útfierd yn in wantenkast ûnder skjinne, droege N2 (dauwpunt: -80 oant -60 °C, O2 ~50-100 ppm). Alle hjir brûkte items wurde skjinmakke mei in kombinaasje fan ultrasuver wetter en ethanol mei ultrasone weagen fan ferskate frekwinsjes.
Hjir bestudearje wy de meteorytenkolleksje fan it Nasjonaal Ynstitút foar Poalûndersyk (NIPR) fan it Antarktysk Meteorytenûndersykssintrum (CI: Orgueil, CM2.4: Yamato (Y)-791198, CY: Y-82162 en CY: Y 980115).
Foar oerdracht tusken ynstruminten foar SR-XCT, NanoSIMS, STXM-NEXAFS en TEM-analyze, hawwe wy de universele ultratinne stekproefhâlder brûkt dy't yn eardere stúdzjes beskreaun is38.
SR-XCT-analyze fan Ryugu-samples waard útfierd mei it BL20XU/SPring-8 yntegreare CT-systeem. It yntegreare CT-systeem bestiet út ferskate mjitmodi: breed sichtfjild en lege resolúsje (WL) modus om de heule struktuer fan it stekproef fêst te lizzen, smel sichtfjild en hege resolúsje (NH) modus foar krekte mjitting fan it stekproefgebiet. belangstelling en röntgenfoto's om in diffraksjepatroan fan it folume fan it stekproef te krijen, en XRD-CT út te fieren om in 2D-diagram te krijen fan 'e horizontale flak minerale fazen yn it stekproef. Tink derom dat alle mjittingen kinne wurde útfierd sûnder it ynboude systeem te brûken om de stekproefhâlder fan 'e basis te ferwiderjen, wêrtroch krekte CT- en XRD-CT-mjittingen mooglik binne. De WL-modus röntgendetektor (BM AA40P; Hamamatsu Photonics) wie foarsjoen fan in ekstra 4608 × 4608 piksels metaalokside-healgelieder (CMOS) kamera (C14120-20P; Hamamatsu Photonics) mei in scintillator besteande út 10 lutetium aluminium granaat ienkristal dikte µm (Lu3Al5O12:Ce) en in relaislens. De pikselgrutte yn WL-modus is sawat 0,848 µm. Sa is it sichtfjild (FOV) yn WL-modus sawat 6 mm yn offset CT-modus. De NH-modus röntgendetektor (BM AA50; Hamamatsu Photonics) wie foarsjoen fan in 20 µm dikke gadolinium-aluminium-gallium granaat (Gd3Al2Ga3O12) scintillator, in CMOS-kamera (C11440-22CU) mei in resolúsje fan 2048 × 2048 piksels; Hamamatsu Photonics) en in ×20 lens. De pikselgrutte yn NH-modus is ~0,25 µm en it sichtfjild is ~0,5 mm. De detektor foar de XRD-modus (BM AA60; Hamamatsu Photonics) wie foarsjoen fan in scintillator besteande út in 50 µm dik P43 (Gd2O2S:Tb) poeierskerm, in CMOS-kamera mei in resolúsje fan 2304 × 2304 piksels (C15440-20UP; Hamamatsu Photonics) en in relaislens. De detektor hat in effektive pikselgrutte fan 19,05 µm en in sichtfjild fan 43,9 mm2. Om it FOV te fergrutsjen, hawwe wy in offset CT-proseduere tapast yn WL-modus. It trochljochte byld foar CT-rekonstruksje bestiet út in byld yn it berik fan 180° oant 360° horizontaal reflektearre om de rotaasje-as, en in byld yn it berik fan 0° oant 180°.
Yn XRD-modus wurdt de röntgenstriel fokussearre troch in Fresnel-sôneplaat. Yn dizze modus wurdt de detektor 110 mm efter it stekproef pleatst en is de strielstop 3 mm foar de detektor. Diffraksjeôfbyldings yn it 2θ-berik fan 1,43° oant 18,00° (rasterôfstân d = 16,6–1,32 Å) waarden krigen mei de röntgenflekk fokussearre op 'e ûnderkant fan it sichtfjild fan 'e detektor. It stekproef beweecht fertikaal mei regelmjittige yntervallen, mei in heale draai foar elke fertikale scanstap. As de minerale dieltsjes foldogge oan 'e Bragg-betingst as se 180° draaid wurde, is it mooglik om diffraksje fan 'e minerale dieltsjes yn it horizontale flak te krijen. De diffraksjeôfbyldings waarden doe kombineare ta ien ôfbylding foar elke fertikale scanstap. De SR-XRD-CT-assaybetingsten binne hast itselde as dy foar de SR-XRD-assay. Yn XRD-CT-modus wurdt de detektor 69 mm efter it stekproef pleatst. Diffraksjeôfbyldings yn it 2θ-berik fariearje fan 1,2° oant 17,68° (d = 19,73 oant 1,35 Å), wêrby't sawol de röntgenstriel as de strielbegrenzer yn oerienstimming binne mei it sintrum fan it sichtfjild fan 'e detektor. Skanne it stekproef horizontaal en draaie it stekproef 180°. De SR-XRD-CT-ôfbyldings waarden rekonstruearre mei peakmineraalintensiteiten as pikselwearden. Mei horizontaal scannen wurdt it stekproef typysk yn stappen fan 500–1000 scannen.
Foar alle eksperiminten waard de röntgenenerzjy fêststeld op 30 keV, om't dit de ûnderste limyt is fan röntgenpenetraasje yn meteoryten mei in diameter fan sawat 6 mm. It oantal ôfbyldings dat foar alle CT-mjittingen tidens 180° rotaasje waard krigen, wie 1800 (3600 foar it offset CT-programma), en de bleatstellingstiid foar de ôfbyldings wie 100 ms foar WL-modus, 300 ms foar NH-modus, 500 ms foar XRD, en 50 ms . ms foar XRD-CT ms. Typyske stekproefscantiid is sawat 10 minuten yn WL-modus, 15 minuten yn NH-modus, 3 oeren foar XRD, en 8 oeren foar SR-XRD-CT.
CT-ôfbyldings waarden rekonstruearre troch konvolúsjonele efterprojeksje en normalisearre foar in lineêre ferswakkingskoëffisjint fan 0 oant 80 cm-1. De Slice-software waard brûkt om de 3D-gegevens te analysearjen en de muXRD-software waard brûkt om de XRD-gegevens te analysearjen.
Epoxy-fêstmakke Ryugu-dieltsjes (A0029, A0037, C0009, C0014 en C0068) waarden stadichoan op it oerflak gepolijst oant it nivo fan in 0,5 µm (3M) diamantlappingfilm ûnder droege omstannichheden, wêrby't foarkommen waard dat it materiaal yn kontakt kaam mei it oerflak tidens it polijstproses. It gepolijste oerflak fan elk stekproef waard earst ûndersocht troch ljochtmikroskopie en doe weromfersprate elektroanen om mineralogy- en tekstuerôfbyldings (BSE) fan 'e stekproeven en kwalitative NIPR-eleminten te krijen mei in JEOL JSM-7100F SEM foarsjoen fan in enerzjydispersive spektrometer (AZtec). enerzjy) ôfbylding. Foar elk stekproef waard de ynhâld fan grutte en lytse eleminten analysearre mei in elektronenprobe-mikroanalysator (EPMA, JEOL JXA-8200). Analysearje fyllosilikaat- en karbonaatdieltsjes by 5 nA, natuerlike en syntetyske standerts by 15 keV, sulfiden, magnetyt, olivyn en pyroxeen by 30 nA. Modale graden waarden berekkene út elemintkaarten en BSE-ôfbyldings mei help fan ImageJ 1.53-software mei passende drompelwearden willekeurich ynsteld foar elk mineraal.
Soerstofisotoopanalyse waard útfierd oan 'e Open University (Milton Keynes, UK) mei in ynfraread laserfluorinaasjesysteem. Hayabusa2-monsters waarden levere oan 'e Open University 38 yn stikstoffolle konteners foar oerdracht tusken foarsjennings.
It laden fan 'e stekproef waard útfierd yn in stikstofhandschoenkast mei in kontroleare soerstofnivo ûnder 0,1%. Foar Hayabusa2-analytysk wurk waard in nije Ni-stekproefhâlder makke, besteande út mar twa stekproefgatten (diameter 2,5 mm, djipte 5 mm), ien foar Hayabusa2-dieltsjes en de oare foar obsidiaan ynterne standert. Tidens de analyze waard de stekproefput mei it Hayabusa2-materiaal bedekt mei in yntern BaF2-finster fan sawat 1 mm dik en 3 mm yn diameter om it stekproef te hâlden tidens de laserreaksje. De BrF5-stream nei it stekproef waard ûnderhâlden troch in gasmingkanaal dat yn 'e Ni-stekproefhâlder wie snien. De stekproefkeamer waard ek opnij konfigurearre sadat it út 'e fakuümfluorinaasjeline helle wurde koe en dan iepene wurde koe yn in mei stikstof fol handschoenkast. De twadielige keamer waard ôfsletten mei in koperen pakking en in EVAC Quick Release CeFIX 38-kettingklem. In 3 mm dik BaF2-finster oan 'e boppekant fan' e keamer makket simultane observaasje fan it stekproef en laserferwaarming mooglik. Nei it laden fan it stekproef, klem de keamer wer ôf en ferbine opnij mei de fluorearre line. Foarôfgeand oan de analyze waard de stekproefkeamer ûnder fakuüm ferwaarme oant sawat 95 °C oernachtich om alle adsorbearre focht te ferwiderjen. Nei it ferwaarmjen oernachtich waard de keamer ôfkuolje litten oant keamertemperatuer en doe waard it diel dat oan 'e atmosfear bleatsteld waard tidens de stekproefoerdracht suvere mei trije aliquots BrF5 om focht te ferwiderjen. Dizze prosedueres soargje derfoar dat it Hayabusa 2-stekproef net oan 'e atmosfear bleatsteld wurdt en net fersmoarge wurdt troch focht út it diel fan 'e fluorearre line dat nei de atmosfear fentilearre wurdt tidens it laden fan it stekproef.
Ryugu C0014-4 en Orgueil (CI) dieltsjesmonsters waarden analysearre yn in oanpaste "single" modus42, wylst Y-82162 (CY) analyse waard útfierd op ien bak mei meardere sampleputten41. Fanwegen har wetterfrije gearstalling is it net nedich om ien metoade te brûken foar CY-chondriten. De monsters waarden ferwaarme mei in Photon Machines Inc. ynfraread CO2-laser, in krêft fan 50 W (10,6 µm) monteard op 'e XYZ-gantry yn 'e oanwêzigens fan BrF5. It ynboude fideosysteem kontrolearret it ferrin fan 'e reaksje. Nei fluorinaasje waard de frijmakke O2 skrobbe mei twa kryogene stikstoffallen en in ferwaarme bêd fan KBr om alle oerstallige fluor te ferwiderjen. De isotopyske gearstalling fan suvere soerstof waard analysearre op in Thermo Fisher MAT 253 dûbelkanaals massaspektrometer mei in massaresolúsje fan sawat 200.
Yn guon gefallen wie de hoemannichte gasfoarmige O2 dy't frijkaam tidens de reaksje fan it stekproef minder as 140 µg, wat de ungefeare limyt is foar it brûken fan it balgapparaat op 'e MAT 253 massaspektrometer. Brûk yn dizze gefallen mikrovoluminten foar analyze. Nei it analysearjen fan 'e Hayabusa2-dieltsjes waard de ynterne standert fan obsidiaan fluorearre en waard de gearstalling fan soerstofisotoop bepaald.
Ionen fan it NF+ NF3+ fragmint ynterferearje mei de striel mei massa 33 (16O17O). Om dit potinsjele probleem te eliminearjen, wurde de measte samples ferwurke mei kryogene skiedingsprosedueres. Dit kin yn 'e foarútrjochting dien wurde foar de MAT 253-analyze of as in twadde analyze troch it analysearre gas werom te stjoeren nei de spesjale molekulêre sieve en it opnij troch te jaan nei de kryogene skieding. Kryogene skieding omfettet it leverjen fan gas oan in molekulêre sieve by floeibere stikstoftemperatuer en it dan ûntslein yn in primêre molekulêre sieve by in temperatuer fan -130 °C. Útwreide testen hawwe oantoand dat NF+ op 'e earste molekulêre sieve bliuwt en dat gjin wichtige fraksjonaasje optreedt mei dizze metoade.
Basearre op werhelle analyses fan ús ynterne obsidiaanstanderts, is de algemiene krektens fan it systeem yn balgmodus: ±0,053‰ foar δ17O, ±0,095‰ foar δ18O, ±0,018‰ foar Δ17O (2 sd). Soerstofisotoopanalyse wurdt jûn yn 'e standert delta-notaasje, wêrby't delta18O berekkene wurdt as:
Brûk ek de 17O/16O-ferhâlding foar δ17O. VSMOW is de ynternasjonale standert foar de Weenske gemiddelde seewetterstandert. Δ17O stiet foar de ôfwiking fan 'e ierdfraksjonearringsline, en de berekkeningsformule is: Δ17O = δ17O – 0,52 × δ18O. Alle gegevens presintearre yn Oanfoljende Tabel 3 binne oanpast foar gap.
Seksjes fan sawat 150 oant 200 nm dik waarden ekstrahearre út Ryugu-dieltsjes mei in Hitachi High Tech SMI4050 FIB-ynstrumint by JAMSTEC, Kochi Core Sampling Institute. Tink derom dat alle FIB-seksjes weromhelle waarden út net-ferwurke fragminten fan net-ferwurke dieltsjes nei't se fuorthelle wiene út N2-gasfolle skippen foar oerdracht tusken objekten. Dizze fragminten waarden net metten mei SR-CT, mar waarden ferwurke mei minimale bleatstelling oan 'e ierdatmosfear om potinsjele skea en fersmoarging te foarkommen dy't it K-rânespektrum fan koalstof koe beynfloedzje. Nei it ôfsetten fan in wolfraambeskermjende laach waard it gebiet fan belang (oant 25 × 25 μm2) snien en ferdund mei in Ga+-ionenstriel by in fersnellingsspanning fan 30 kV, dan by 5 kV en in sondestroom fan 40 pA om oerflakskea te minimalisearjen. De ultratinne seksjes waarden doe pleatst op in fergrutte koperen gaas (Kochi-gaas) 39 mei in mikromanipulator foarsjoen fan FIB.
Ryugu A0098 (1.6303mg) en C0068 (0.6483mg) pellets waarden twa kear fersegele yn suvere polyetyleenplaten mei hege suverens yn in mei suvere stikstof fol wantenkastje op 'e SPring-8 sûnder ynteraksje mei de ierdatmosfear. De tarieding fan in stekproef foar JB-1 (in geologyske referinsjerots útjûn troch de Geological Survey of Japan) waard útfierd oan de Tokyo Metropolitan University.
INAA wurdt hâlden yn it Ynstitút foar Yntegreare Strieling en Kearnwittenskippen, Universiteit fan Kyoto. De samples waarden twa kear bestraald mei ferskillende bestralingssyklusen keazen neffens de healweardetiid fan 'e nuklide dy't brûkt waard foar elemintkwantifikaasje. Earst waard it sample 30 sekonden bestraald yn in pneumatyske bestralingsbuis. De streamen fan termyske en snelle neutronen yn fig. 3 binne respektivelik 4,6 × 1012 en 9,6 × 1011 cm-2 s-1, foar it bepalen fan 'e ynhâld fan Mg, Al, Ca, Ti, V en Mn. Gemikaliën lykas MgO (99,99% suverens, Soekawa Chemical), Al (99,9% suverens, Soekawa Chemical), en Si-metaal (99,999% suverens, FUJIFILM Wako Pure Chemical) waarden ek bestraald om te korrigearjen foar ynterferearjende kearnreaksjes lykas (n, n). It stekproef waard ek bestraald mei natriumchloride (99,99% suverens; MANAC) om te korrigearjen foar feroaringen yn neutronenflux.
Nei neutronbestraling waard de bûtenste polyetyleenplaat ferfongen troch in nije, en de gammastrieling dy't útstjoerd waard troch it stekproef en de referinsje waard fuortendaliks metten mei in Ge-detektor. Deselde stekproeven waarden opnij bestraald foar 4 oeren yn in pneumatyske bestralingsbuis. 2 hat termyske en snelle neutronfluxen fan respektivelik 5,6 1012 en 1,2 1012 cm-2 s-1, foar it bepalen fan Na, K, Ca, Sc, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, As, ynhâld Se, Sb, Os, Ir en Au. Kontrôle-samples fan Ga, As, Se, Sb, Os, Ir en Au waarden bestraald troch it oanbringen fan passende hoemannichten (fan 10 oant 50 μg) fan standertoplossingen fan bekende konsintraasjes fan dizze eleminten op twa stikken filterpapier, folge troch bestraling fan 'e stekproeven. De gammastrielingtelling waard útfierd by it Ynstitút foar Yntegreare Strieling en Nukleêre Wittenskippen, Universiteit fan Kyoto en it RI Undersykssintrum, Tokyo Metropolitan University. Analytyske prosedueres en referinsjematerialen foar de kwantitative bepaling fan INAA-eleminten binne itselde as dy beskreaun yn ús eardere wurk.
In röntgendiffraktometer (Rigaku SmartLab) waard brûkt om de diffraksjepatroanen fan Ryugu-samples A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) en C0087 (<1 mg) by NIPR te sammeljen. In röntgendiffraktometer (Rigaku SmartLab) waard brûkt om de diffraksjepatroanen fan Ryugu-samples A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) en C0087 (<1 mg) by NIPR te sammeljen. Рентгеновский дифрактометр (Rigaku SmartLab) использовали для сбора дифракционных картин образцов Ryugu A0029 (<1 мг) (<1 мг) (<1 мг), A0037 Cмг, A0037 (7) мг) yn NIPR. In röntgendiffraktometer (Rigaku SmartLab) waard brûkt om diffraksjepatroanen fan Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) en C0087 (<1 mg) samples yn NIPR te sammeljen.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) 爄倡〡。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) 爄倡〡。 Дифрактограмы образцов Ryugu A0029 (<1 мг), A0037 (<1 мг) en C0087 (<1 мг) были получены в NIPR с использограми (Rigaku SmartLab). Röntgendiffraksjepatroanen fan samples Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (<1 mg) en C0087 (<1 mg) waarden by NIPR krigen mei in röntgendiffraktometer (Rigaku SmartLab).Alle samples waarden mei in saffierglêzen plaat ta in fyn poeier fermalen op in net-reflektearjende silisiumwafer en doe evenredich ferspraat oer de net-reflektearjende silisiumwafer sûnder floeistof (wetter of alkohol). De mjitbetingsten binne as folget: Cu Kα röntgenstrieling wurdt generearre by in buisspanning fan 40 kV en in buisstroom fan 40 mA, de beheinde spleetlingte is 10 mm, de diverginsjehoek is (1/6)°, de rotaasjesnelheid yn it flak is 20 rpm, en it berik is 2θ (dûbele Bragg-hoek) is 3-100° en duorret sawat 28 oeren om te analysearjen. Bragg Brentano-optyk waard brûkt. De detektor is in iendiminsjonale silisiumhealgeleiderdetektor (D/teX Ultra 250). Röntgenstrielen fan Cu Kβ waarden fuorthelle mei in Ni-filter. Mei help fan beskikbere samples waarden mjittingen fan syntetyske magnesian saponyt (JCSS-3501, Kunimine Industries CO. Ltd), serpentyn (blêdserpentyn, Miyazu, Nikka) en pyrrhotyt (monoklinysk 4C, Chihua, Meksiko Watts) fergelike om pieken te identifisearjen en gebrûk te meitsjen fan poeierbestânsgegevens, diffraksjegegevens fan it International Center for Diffraction Data, dolomyt (PDF 01-071-1662) en magnetyt (PDF 00-019-0629). Diffraksjegegevens fan Ryugu waarden ek fergelike mei gegevens oer hydroalterearre koalstofhoudende chondriten, Orgueil CI, Y-791198 CM2.4, en Y 980115 CY (ferwaarmingsstadium III, 500–750 °C). De fergeliking liet oerienkomsten sjen mei Orgueil, mar net mei Y-791198 en Y 980115.
NEXAFS-spektra mei koalstofrâne K fan ultradunne seksjes fan samples makke fan FIB waarden metten mei it STXM BL4U-kanaal by de UVSOR-synchrotronfasiliteit by it Institute of Molecular Sciences (Okazaki, Japan). De spotgrutte fan in striel dy't optysk fokussearre is mei in Fresnel-sôneplaat is sawat 50 nm. De enerzjystap is 0,1 eV foar de fynstruktuer fan it tichtby lizzende rânegebiet (283,6–292,0 eV) en 0,5 eV (280,0–283,5 eV en 292,5–300,0 eV) foar de foar- en efterkanten fan 'e regio's. De tiid foar elke ôfbyldingspiksel waard ynsteld op 2 ms. Nei it evakuearjen waard de STXM-analytyske keamer fol mei helium by in druk fan sawat 20 mbar. Dit helpt om termyske drift fan 'e röntgenoptyske apparatuer yn' e keamer en samplehâlder te minimalisearjen, en ek om sampleskea en/of oksidaasje te ferminderjen. NEXAFS K-edge koalstofspektra waarden generearre út stapele gegevens mei help fan aXis2000-software en proprietêre STXM-gegevensferwurkingssoftware. Tink derom dat de stekproeftransferkoffer en it wantenkastje brûkt wurde om stekproefoksidaasje en fersmoarging te foarkommen.
Nei STXM-NEXAFS-analyze waard de isotopyske gearstalling fan wetterstof, koalstof en stikstof fan Ryugu FIB-plakken analysearre mei isotoopôfbylding mei in JAMSTEC NanoSIMS 50L. In fokussearre Cs+ primêre striel fan sawat 2 pA foar koalstof- en stikstofisotoopanalyze en sawat 13 pA foar wetterstofisotoopanalyze wurdt rasterisearre oer in gebiet fan sawat 24 × 24 µm2 oant 30 × 30 µm2 op it stekproef. Nei in 3-minuten foarspray by in relatyf sterke primêre strielstroom waard elke analyze begûn nei stabilisaasje fan 'e sekundêre strielintensiteit. Foar de analyze fan koalstof- en stikstofisotopen waarden ôfbyldings fan 12C–, 13C–, 16O–, 12C14N– en 12C15N– tagelyk krigen mei sân-elektronenmultiplikatormultipleksdeteksje mei in massaresolúsje fan sawat 9000, wat genôch is om alle relevante isotopyske ferbiningen te skieden. ynterferinsje (d.w.s. 12C1H op 13C en 13C14N op 12C15N). Foar de analyze fan wetterstofisotopen waarden 1H-, 2D- en 12C-ôfbyldings krigen mei in massaresolúsje fan sawat 3000 mei meardere deteksje mei trije elektronmultiplikatoren. Elke analyze bestiet út 30 skende ôfbyldings fan itselde gebiet, mei ien ôfbylding besteande út 256 × 256 piksels foar koalstof- en stikstofisotoopanalyse en 128 × 128 piksels foar wetterstofisotoopanalyse. De fertragingstiid is 3000 µs per piksel foar koalstof- en stikstofisotoopanalyse en 5000 µs per piksel foar wetterstofisotoopanalyse. Wy hawwe 1-hydroxybenzotriazoolhydraat brûkt as wetterstof-, koalstof- en stikstofisotoopstanderts om ynstrumintale massafraksjonaasje te kalibrearjen45.
Om de isotopyske gearstalling fan silisium fan presolêre grafyt yn it FIB C0068-25-profyl te bepalen, hawwe wy seis elektronmultiplikatoren brûkt mei in massaresolúsje fan sawat 9000. De ôfbyldings besteane út 256 × 256 piksels mei in fertraging fan 3000 µs per piksel. Wy hawwe in massafraksjonearringsynstrumint kalibrearre mei silisiumwafers as wetterstof-, koalstof- en silisiumisotopstanderts.
Isotoopôfbyldings waarden ferwurke mei de NanoSIMS45-ôfbyldingssoftware fan NASA. De gegevens waarden korrizjearre foar deade tiid fan 'e elektronmultiplikator (44 ns) en quasi-simultane oankomsteffekten. Ferskillende scan-ôfstimming foar elke ôfbylding om te korrigearjen foar ôfbyldingsdrift tidens it krijen. De definitive isotoopôfbylding wurdt makke troch sekundêre ioanen fan elke ôfbylding ta te foegjen foar elke scanpiksel.
Nei STXM-NEXAFS- en NanoSIMS-analyze waarden deselde FIB-seksjes ûndersocht mei in transmissie-elektronenmikroskoop (JEOL JEM-ARM200F) by in fersnellingsspanning fan 200 kV by Kochi, JAMSTEC. De mikrostruktuer waard waarnommen mei in helderfjild-TEM en in hege-hoeke-scannende TEM yn in tsjuster fjild. Minerale fazen waarden identifisearre troch spot-elektronendiffraksje en roosterbandôfbylding, en gemyske analyze waard útfierd troch EDS mei in 100 mm2 silisiumdriftdetektor en JEOL Analysis Station 4.30-software. Foar kwantitative analyze waard de karakteristike röntgenintensiteit foar elk elemint metten yn 'e TEM-scanmodus mei in fêste gegevensakwisysjetiid fan 30 s, in strielscangebiet fan ~100 × 100 nm2, en in strielstroom fan 50 pA. De ferhâlding (Si + Al)-Mg-Fe yn laachsilikaten waard bepaald mei de eksperimintele koëffisjint k, korrizjearre foar dikte, krigen fan in standert fan natuerlik pyropagranet.
Alle ôfbyldings en analyses dy't yn dizze stúdzje brûkt binne, binne beskikber op it JAXA Data Archiving and Communication System (DARTS) https://www.darts.isas.jaxa.jp/curation/hayabusa2. Dit artikel leveret de orizjinele gegevens.
Kitari, K. et al. Oerflakkomposysje fan asteroïde 162173 Ryugu sa't waarnommen troch it Hayabusa2 NIRS3-ynstrumint. Science 364, 272–275.
Kim, AJ Yamato-type koalstofhoudende chondriten (CY): analogen fan it Ryugu-asteroïde-oerflak? Geochemistry 79, 125531 (2019).
Pilorjet, S. et al. De earste gearstallingsanalyse fan Ryugu-samples waard útfierd mei in MicroOmega hyperspektrale mikroskoop. National Astron. 6, 221–225 (2021).
Yada, T. et al. Foarriedige analyze fan it Hyabusa2-monster weromjûn fan 'e C-type asteroïde Ryugu. National Astron. 6, 214–220 (2021).