Nature.com ની મુલાકાત લેવા બદલ આભાર. તમે જે બ્રાઉઝર વર્ઝનનો ઉપયોગ કરી રહ્યા છો તેમાં મર્યાદિત CSS સપોર્ટ છે. શ્રેષ્ઠ અનુભવ માટે, અમે ભલામણ કરીએ છીએ કે તમે અપડેટેડ બ્રાઉઝરનો ઉપયોગ કરો (અથવા ઇન્ટરનેટ એક્સપ્લોરરમાં સુસંગતતા મોડને અક્ષમ કરો). તે દરમિયાન, સતત સપોર્ટ સુનિશ્ચિત કરવા માટે, અમે સાઇટને સ્ટાઇલ અને JavaScript વિના રેન્ડર કરીશું.
અસ્થિર અને કાર્બનિક પદાર્થોથી સમૃદ્ધ, સી-પ્રકારના એસ્ટરોઇડ પૃથ્વી પર પાણીના મુખ્ય સ્ત્રોતોમાંના એક હોઈ શકે છે. હાલમાં, કાર્બન-ધારક કોન્ડ્રાઇટ્સ તેમની રાસાયણિક રચનાનો શ્રેષ્ઠ ખ્યાલ આપે છે, પરંતુ ઉલ્કાઓ વિશેની માહિતી વિકૃત છે: ફક્ત સૌથી ટકાઉ પ્રકારો વાતાવરણમાં પ્રવેશ કરે છે અને પછી પૃથ્વીના પર્યાવરણ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. અહીં અમે હાયાબુસા-2 અવકાશયાન દ્વારા પૃથ્વી પર પહોંચાડવામાં આવેલા પ્રાથમિક રયુગુ કણના વિગતવાર વોલ્યુમેટ્રિક અને સૂક્ષ્મ વિશ્લેષણાત્મક અભ્યાસના પરિણામો રજૂ કરીએ છીએ. રયુગુ કણો રાસાયણિક રીતે અખંડિત પરંતુ પાણીમાં બદલાયેલા CI (ઇવુના-પ્રકાર) કોન્ડ્રાઇટ્સ સાથે રચનામાં નજીકનો મેળ દર્શાવે છે, જેનો ઉપયોગ સૌરમંડળની એકંદર રચનાના સૂચક તરીકે વ્યાપકપણે થાય છે. આ નમૂનો સમૃદ્ધ એલિફેટિક કાર્બનિક પદાર્થો અને સ્તરીય સિલિકેટ્સ વચ્ચે એક જટિલ અવકાશી સંબંધ દર્શાવે છે અને પાણીના ધોવાણ દરમિયાન લગભગ 30 °C નું મહત્તમ તાપમાન સૂચવે છે. અમને બાહ્ય સૌર મૂળ સાથે સુસંગત ડ્યુટેરિયમ અને ડાયઝોનિયમની વિપુલતા મળી. રયુગુ કણો અત્યાર સુધીનો સૌથી અશુદ્ધ અને અવિભાજ્ય એલિયન પદાર્થ છે જેનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે અને સૌરમંડળની એકંદર રચનામાં શ્રેષ્ઠ રીતે ફિટ છે.
જૂન 2018 થી નવેમ્બર 2019 સુધી, જાપાન એરોસ્પેસ એક્સપ્લોરેશન એજન્સી (JAXA) ના હાયાબુસા2 અવકાશયાને એસ્ટરોઇડ રયુગુનો વ્યાપક દૂરસ્થ સર્વે હાથ ધર્યો. હાયાબુસા-2 પર નીયર ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રોમીટર (NIRS3) ના ડેટા સૂચવે છે કે રયુગુ થર્મલી અને/અથવા શોક-મેટામોર્ફિક કાર્બોનેસિયસ કોન્ડ્રાઇટ્સ જેવા જ પદાર્થથી બનેલો હોઈ શકે છે. સૌથી નજીકનો મેળ CY કોન્ડ્રાઇટ (યામાટો પ્રકાર) 2 છે. રયુગુના નીચા આલ્બેડોને મોટી સંખ્યામાં કાર્બન-સમૃદ્ધ ઘટકો, તેમજ કણોનું કદ, છિદ્રાળુતા અને અવકાશી હવામાન અસરોની હાજરી દ્વારા સમજાવી શકાય છે. હાયાબુસા-2 અવકાશયાને રયુગા પર બે ઉતરાણ અને નમૂના સંગ્રહ કર્યા. 21 ફેબ્રુઆરી, 2019 ના રોજ પ્રથમ ઉતરાણ દરમિયાન, સપાટીની સામગ્રી મેળવવામાં આવી હતી, જે રીટર્ન કેપ્સ્યુલના કમ્પાર્ટમેન્ટ A માં સંગ્રહિત કરવામાં આવી હતી, અને 11 જુલાઈ, 2019 ના રોજ બીજા ઉતરાણ દરમિયાન, નાના પોર્ટેબલ ઇમ્પેક્ટર દ્વારા રચાયેલા કૃત્રિમ ખાડાની નજીક સામગ્રી એકત્રિત કરવામાં આવી હતી. આ નમૂનાઓ વોર્ડ C માં સંગ્રહિત છે. JAXA-સંચાલિત સુવિધાઓ પર ખાસ, અશુદ્ધ અને શુદ્ધ નાઇટ્રોજનથી ભરેલા ચેમ્બરમાં સ્ટેજ 1 માં કણોના પ્રારંભિક બિન-વિનાશક લાક્ષણિકતા દર્શાવે છે કે રયુગુ કણો CI4 કોન્ડ્રાઇટ્સ જેવા જ હતા અને "વિવિધ સ્તરના વિવિધતા" દર્શાવતા હતા. CY અથવા CI કોન્ડ્રાઇટ્સ જેવા રયુગુનું વિરોધાભાસી વર્ગીકરણ, ફક્ત રયુગુ કણોના વિગતવાર આઇસોટોપિક, એલિમેન્ટલ અને ખનિજ લાક્ષણિકતા દ્વારા જ ઉકેલી શકાય છે. અહીં પ્રસ્તુત પરિણામો એસ્ટરોઇડ રયુગુની એકંદર રચના માટે આ બે પ્રારંભિક સ્પષ્ટતાઓમાંથી કયું સૌથી વધુ સંભવિત છે તે નક્કી કરવા માટે એક મજબૂત આધાર પૂરો પાડે છે.
કોચી ટીમનું સંચાલન કરવા માટે આઠ રયુગુ ગોળીઓ (કુલ આશરે 60 મિલિગ્રામ), ચેમ્બર A માંથી ચાર અને ચેમ્બર C માંથી ચાર, ફેઝ 2 માં સોંપવામાં આવી હતી. અભ્યાસનો મુખ્ય ધ્યેય એસ્ટરોઇડ રયુગુની પ્રકૃતિ, ઉત્પત્તિ અને ઉત્ક્રાંતિ ઇતિહાસને સ્પષ્ટ કરવાનો છે, અને કોન્ડ્રાઇટ્સ, ઇન્ટરપ્લેનેટરી ડસ્ટ કણો (IDPs) અને પરત આવતા ધૂમકેતુઓ જેવા અન્ય જાણીતા બહારની દુનિયાના નમૂનાઓ સાથે સમાનતા અને તફાવતોનું દસ્તાવેજીકરણ કરવાનો છે. નાસાના સ્ટારડસ્ટ મિશન દ્વારા એકત્રિત કરાયેલા નમૂનાઓ.
પાંચ રયુગુ અનાજ (A0029, A0037, C0009, C0014 અને C0068) ના વિગતવાર ખનિજ વિશ્લેષણ દર્શાવે છે કે તેઓ મુખ્યત્વે બારીક અને બરછટ દાણાવાળા ફાયલોસિલિકેટ્સ (~64–88 વોલ્યુમ%; આકૃતિ 1a, b, પૂરક આકૃતિ 1) થી બનેલા છે. બરછટ દાણાવાળા ફાયલોસિલિકેટ્સ બારીક દાણાવાળા, ફાયલોસિલિકેટ-સમૃદ્ધ મેટ્રિસિસ (કદમાં થોડા માઇક્રોન કરતા ઓછા) માં પિનેટ એગ્રીગેટ્સ (કદમાં દસ માઇક્રોન સુધી) તરીકે જોવા મળે છે. સ્તરીય સિલિકેટ કણો સર્પેન્ટાઇન-સેપોનાઇટ સિમ્બિઓન્ટ્સ છે (આકૃતિ 1c). (Si + Al)-Mg-Fe નકશો એ પણ દર્શાવે છે કે બલ્ક લેયર્ડ સિલિકેટ મેટ્રિક્સમાં સર્પેન્ટાઇન અને સેપોનાઇટ વચ્ચે મધ્યવર્તી રચના છે (આકૃતિ 2a, b). ફાયલોસિલિકેટ મેટ્રિક્સમાં કાર્બોનેટ ખનિજો (~2–21 વોલ્યુમ%), સલ્ફાઇડ ખનિજો (~2.4–5.5 વોલ્યુમ%), અને મેગ્નેટાઇટ (~3.6–6.8 વોલ્યુમ%) હોય છે. આ અભ્યાસ (C0009) માં તપાસવામાં આવેલા એક કણમાં નિર્જળ સિલિકેટ્સ (ઓલિવિન અને પાયરોક્સિન) ની થોડી માત્રા (~0.5 વોલ્યુમ%) હતી, જે કાચા રયુગુ પથ્થર બનાવનાર સ્ત્રોત સામગ્રીને ઓળખવામાં મદદ કરી શકે છે. આ નિર્જળ સિલિકેટ રયુગુ ગોળીઓમાં દુર્લભ છે અને C0009 પેલેટમાં જ હકારાત્મક રીતે ઓળખાયું હતું. કાર્બોનેટ્સ મેટ્રિક્સમાં ટુકડાઓ (થોડા સો માઇક્રોનથી ઓછા) તરીકે હાજર હોય છે, મોટે ભાગે ડોલોમાઇટ, કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ અને બ્રિનેલની થોડી માત્રા સાથે. મેગ્નેટાઇટ અલગ કણો, ફ્રેમ્બોઇડ્સ, તકતીઓ અથવા ગોળાકાર સમૂહ તરીકે જોવા મળે છે. સલ્ફાઇડ્સ મુખ્યત્વે અનિયમિત ષટ્કોણ પ્રિઝમ/પ્લેટ અથવા લેથના સ્વરૂપમાં પાયરોટાઇટ દ્વારા રજૂ થાય છે. મેટ્રિક્સમાં સબમાઇક્રોન પેન્ટલેન્ડાઇટ અથવા પાયરોટાઇટ સાથે સંયોજનમાં મોટી માત્રામાં હોય છે. ફાયલોસિલિકેટથી ભરપૂર મેટ્રિક્સમાં કાર્બન-સમૃદ્ધ તબક્કાઓ (<10 µm કદ) સર્વવ્યાપી રીતે જોવા મળે છે. ફાયલોસિલિકેટથી ભરપૂર મેટ્રિક્સમાં કાર્બન-સમૃદ્ધ તબક્કાઓ (<10 µm કદ) સર્વવ્યાપી રીતે જોવા મળે છે. Богатые углеродом фазы (размером <10 мкм) встречаются повсеместно в богатой филлосиликатами матрице. ફાયલોસિલિકેટથી ભરપૂર મેટ્રિક્સમાં કાર્બન-સમૃદ્ધ તબક્કાઓ (<10 µm કદ) સર્વવ્યાપી રીતે જોવા મળે છે.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. ફાયલોસિલિકેટથી ભરપૂર મેટ્રિક્સમાં કાર્બન-સમૃદ્ધ તબક્કાઓ (<10 µm કદ) પ્રબળ હોય છે.અન્ય આનુષંગિક ખનિજો પૂરક કોષ્ટક 1 માં દર્શાવેલ છે. C0087 અને A0029 અને A0037 મિશ્રણના એક્સ-રે વિવર્તન પેટર્નથી નક્કી કરાયેલ ખનિજોની સૂચિ CI (ઓર્ગેઇલ) કોન્ડ્રાઇટમાં નક્કી કરાયેલા ખનિજો સાથે ખૂબ જ સુસંગત છે, પરંતુ CY અને CM (મિઘેઇ પ્રકાર) કોન્ડ્રાઇટથી ખૂબ જ અલગ છે (વિસ્તૃત ડેટા અને પૂરક આકૃતિ 2 સાથે આકૃતિ 1). ર્યુગુ અનાજ (A0098, C0068) ની કુલ તત્વ સામગ્રી કોન્ડ્રાઇટ 6 CI (વિસ્તૃત ડેટા, આકૃતિ 2 અને પૂરક કોષ્ટક 2) સાથે પણ સુસંગત છે. તેનાથી વિપરીત, CM કોન્ડ્રાઇટ મધ્યમ અને અત્યંત અસ્થિર તત્વોમાં, ખાસ કરીને Mn અને Zn માં, અને પ્રત્યાવર્તન તત્વોમાં વધુ હોય છે7. કેટલાક તત્વોની સાંદ્રતા મોટા પ્રમાણમાં બદલાય છે, જે વ્યક્તિગત કણોના નાના કદ અને પરિણામી નમૂના પૂર્વગ્રહને કારણે નમૂનાની સહજ વિજાતીયતાનું પ્રતિબિંબ હોઈ શકે છે. બધી પેટ્રોલોજિકલ, મિનરલોલોજીકલ અને એલિમેન્ટલ લાક્ષણિકતાઓ સૂચવે છે કે રયુગુ અનાજ કોન્ડ્રાઇટ્સ CI8,9,10 જેવા જ છે. એક નોંધપાત્ર અપવાદ એ છે કે રયુગુ અનાજમાં ફેરીહાઇડ્રાઇટ અને સલ્ફેટની ગેરહાજરી છે, જે સૂચવે છે કે CI કોન્ડ્રાઇટ્સમાં આ ખનિજો પાર્થિવ હવામાન દ્વારા રચાયા હતા.
a, Mg Kα (લાલ), Ca Kα (લીલો), Fe Kα (વાદળી), અને S Kα (પીળો) ડ્રાય પોલિશ્ડ સેક્શન C0068 ની સંયુક્ત એક્સ-રે છબી. આ અપૂર્ણાંકમાં સ્તરીય સિલિકેટ્સ (લાલ: ~88 વોલ્યુમ%), કાર્બોનેટ (ડોલોમાઇટ; આછો લીલો: ~1.6 વોલ્યુમ%), મેગ્નેટાઇટ (વાદળી: ~5.3 વોલ્યુમ%) અને સલ્ફાઇડ્સ (પીળો: સલ્ફાઇડ = ~2.5% વોલ્યુમ. નિબંધ. b, a પર બેકસ્કેટર્ડ ઇલેક્ટ્રોનમાં સમોચ્ચ પ્રદેશની છબી. બ્રુ - અપરિપક્વ; ડોલ - ડોલોમાઇટ; FeS એ આયર્ન સલ્ફાઇડ છે; મેગ - મેગ્નેટાઇટ; રસ - સાબુનો પત્થર; Srp - સર્પેન્ટાઇન. c, ઉચ્ચ-રીઝોલ્યુશન ટ્રાન્સમિશન ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી (TEM) છબી અનુક્રમે 0.7 nm અને 1.1 nm ના સર્પેન્ટાઇન અને સેપોનાઇટ જાળી બેન્ડ દર્શાવતી લાક્ષણિક સેપોનાઇટ-સર્પેન્ટાઇન આંતરવૃદ્ધિની છબી.
રયુગુ A0037 (ઘન લાલ વર્તુળો) અને C0068 (ઘન વાદળી વર્તુળો) કણોના મેટ્રિક્સ અને સ્તરીય સિલિકેટ (% પર) ની રચના (Si+Al)-Mg-Fe ટર્નરી સિસ્ટમમાં બતાવવામાં આવી છે. a, ઇલેક્ટ્રોન પ્રોબ માઇક્રોએનાલિસિસ (EPMA) પરિણામો CI કોન્ડ્રાઇટ્સ (Ivuna, Orgueil, Alais)16 સામે પ્લોટ કરવામાં આવ્યા છે જે સરખામણી માટે ગ્રે રંગમાં બતાવવામાં આવ્યા છે. b, ઓર્ગેઇલ9 અને મર્ચિસન46 ઉલ્કાઓ અને હાઇડ્રેટેડ IDP47 સાથે સરખામણી માટે સ્કેનિંગ TEM (STEM) અને ઊર્જા વિખેરી નાખનાર એક્સ-રે સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી (EDS) વિશ્લેષણ બતાવવામાં આવ્યું છે. આયર્ન સલ્ફાઇડના નાના કણોને ટાળીને, ફાઇન-ગ્રેઇન્ડ અને બરછટ-ગ્રેઇન્ડ ફાયલોસિલિકેટ્સનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. a અને b માં ડોટેડ રેખાઓ સેપોનાઇટ અને સર્પેન્ટાઇનની વિસર્જન રેખાઓ દર્શાવે છે. a માં આયર્ન-સમૃદ્ધ રચના સ્તરીય સિલિકેટ અનાજની અંદર સબમાઇક્રોન આયર્ન સલ્ફાઇડ અનાજને કારણે હોઈ શકે છે, જેને EPMA વિશ્લેષણના અવકાશી રીઝોલ્યુશન દ્વારા બાકાત રાખી શકાતી નથી. b માં સેપોનાઇટ કરતાં વધુ Si સામગ્રી ધરાવતા ડેટા પોઇન્ટ ફાયલોસિલિકેટ સ્તરના આંતરછેદમાં નેનોસાઇઝ્ડ એમોર્ફસ સિલિકોન-સમૃદ્ધ સામગ્રીની હાજરીને કારણે હોઈ શકે છે. વિશ્લેષણની સંખ્યા: A0037 માટે N=69, EPMA માટે N=68, C0068 માટે N=68, A0037 માટે N=19 અને STEM-EDS માટે C0068 માટે N=27. c, કોન્ડ્રાઇટ મૂલ્યો CI (ઓર્ગેઇલ), CY (Y-82162) અને સાહિત્ય ડેટા (CM અને C2-ung)41,48,49 સાથે સરખામણીમાં ટ્રાયોક્સી કણ ર્યુગુ C0014-4 નો આઇસોટોપ નકશો. અમે ઓર્ગેઇલ અને Y-82162 ઉલ્કાઓ માટે ડેટા મેળવ્યો છે. CCAM એ નિર્જળ કાર્બોનેસિયસ કોન્ડ્રાઇટ ખનિજોની એક રેખા છે, TFL એ જમીન વિભાજન રેખા છે. રયુગુ કણ C0014-4, CI કોન્ડ્રાઇટ (ઓર્ગેઇલ), અને CY કોન્ડ્રાઇટ (Y-82162) ના d, Δ17O અને δ18O નકશા (આ અભ્યાસ). Δ17O_Ryugu: Δ17O C0014-1 નું મૂલ્ય. Δ17O_Orgueil: ઓર્ગેઇલ માટે સરેરાશ Δ17O મૂલ્ય. Δ17O_Y-82162: Y-82162 માટે સરેરાશ Δ17O મૂલ્ય. સાહિત્ય 41, 48, 49 માંથી CI અને CY ડેટા પણ સરખામણી માટે દર્શાવવામાં આવ્યા છે.
લેસર ફ્લોરિનેશન (પદ્ધતિઓ) દ્વારા દાણાદાર C0014 માંથી કાઢવામાં આવેલા 1.83 મિલિગ્રામના નમૂના પર ઓક્સિજનનું માસ આઇસોટોપ વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. સરખામણી માટે, અમે ઓર્ગેઇલ (CI) (કુલ માસ = 8.96 મિલિગ્રામ) ની સાત નકલો અને Y-82162 (CY) (કુલ માસ = 5.11 મિલિગ્રામ) ની સાત નકલો ચલાવી હતી (પૂરક કોષ્ટક 3).
આકૃતિ 2d માં Y-82162 ની સરખામણીમાં ઓર્ગેઇલ અને ર્યુગુના વજન સરેરાશ કણો વચ્ચે Δ17O અને δ18O નું સ્પષ્ટ વિભાજન દર્શાવવામાં આવ્યું છે. ર્યુગુ C0014-4 કણનું Δ17O ઓર્ગેઇલ કણ કરતા વધારે છે, 2 sd પર ઓવરલેપ હોવા છતાં. ર્યુગુ કણોમાં ઓર્ગેઇલની તુલનામાં Δ17O મૂલ્યો વધુ છે, જે 1864 માં તેના પતન પછીના પાર્થિવ પ્રદૂષણને પ્રતિબિંબિત કરી શકે છે. પાર્થિવ પર્યાવરણ11 માં હવામાન વાતાવરણીય ઓક્સિજનના સમાવેશમાં પરિણમે છે, જે એકંદર વિશ્લેષણને પાર્થિવ અપૂર્ણાંક રેખા (TFL) ની નજીક લાવે છે. આ નિષ્કર્ષ ખનિજશાસ્ત્રીય ડેટા (અગાઉ ચર્ચા કરાયેલ) સાથે સુસંગત છે કે ર્યુગુ અનાજમાં હાઇડ્રેટ્સ અથવા સલ્ફેટ નથી, જ્યારે ઓર્ગેઇલમાં છે.
ઉપરોક્ત ખનિજશાસ્ત્રીય માહિતીના આધારે, આ પરિણામો રયુગુ અનાજ અને CI કોન્ડ્રાઇટ્સ વચ્ચેના જોડાણને સમર્થન આપે છે, પરંતુ CY કોન્ડ્રાઇટ્સ વચ્ચેના જોડાણને નકારી કાઢે છે. રયુગુ અનાજ CY કોન્ડ્રાઇટ્સ સાથે સંકળાયેલા નથી તે હકીકત મૂંઝવણભરી છે, જે ડિહાઇડ્રેશન ખનિજશાસ્ત્રના સ્પષ્ટ સંકેતો દર્શાવે છે, તે મૂંઝવણભર્યું છે. રયુગુના ભ્રમણકક્ષાના અવલોકનો સૂચવે છે કે તે ડિહાઇડ્રેશનમાંથી પસાર થયું છે અને તેથી તે CY સામગ્રીથી બનેલું હોવાની શક્યતા છે. આ સ્પષ્ટ તફાવતના કારણો અસ્પષ્ટ રહે છે. અન્ય રયુગુ કણોનું ઓક્સિજન આઇસોટોપ વિશ્લેષણ સાથી પેપર 12 માં રજૂ કરવામાં આવ્યું છે. જો કે, આ વિસ્તૃત ડેટા સેટના પરિણામો પણ રયુગુ કણો અને CI કોન્ડ્રાઇટ્સ વચ્ચેના જોડાણ સાથે સુસંગત છે.
સંકલિત સૂક્ષ્મવિશ્લેષણ તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને (પૂરક આકૃતિ 3), અમે કેન્દ્રિત આયન બીમ અપૂર્ણાંક (FIB) C0068.25 (આકૃતિ 3a–f) ના સમગ્ર સપાટી વિસ્તાર પર કાર્બનિક કાર્બનના અવકાશી વિતરણની તપાસ કરી. વિભાગ C0068.25 માં નજીકના ધાર પર કાર્બન (NEXAFS) ના ફાઇન સ્ટ્રક્ચર એક્સ-રે શોષણ સ્પેક્ટ્રા ઘણા કાર્યાત્મક જૂથો દર્શાવે છે - સુગંધિત અથવા C=C (285.2 eV), C=O (286.5 eV), CH (287.5 eV) અને C( =O)O (288.8 eV) - ગ્રાફીન માળખું 291.7 eV (આકૃતિ 3a) પર ગેરહાજર છે, જેનો અર્થ થર્મલ ભિન્નતાની ઓછી ડિગ્રી છે. C0068.25 ના આંશિક કાર્બનિક પદાર્થોનું મજબૂત CH શિખર (287.5 eV) અગાઉ અભ્યાસ કરાયેલા કાર્બોનેસિયસ કોન્ડ્રાઇટ્સના અદ્રાવ્ય કાર્બનિક પદાર્થોથી અલગ છે અને સ્ટારડસ્ટ મિશન દ્વારા મેળવેલા IDP14 અને કોમેટરી કણો જેવું જ છે. 287.5 eV પર મજબૂત CH ટોચ અને 285.2 eV પર ખૂબ જ નબળી સુગંધિત અથવા C=C ટોચ સૂચવે છે કે કાર્બનિક સંયોજનો એલિફેટિક સંયોજનોથી સમૃદ્ધ છે (આકૃતિ 3a અને પૂરક આકૃતિ 3a). એલિફેટિક કાર્બનિક સંયોજનોથી સમૃદ્ધ વિસ્તારો બરછટ-દાણાવાળા ફાયલોસિલિકેટ્સમાં તેમજ નબળી સુગંધિત (અથવા C=C) કાર્બન રચના (આકૃતિ 3c,d) ધરાવતા વિસ્તારોમાં સ્થાનીકૃત છે. તેનાથી વિપરીત, A0037,22 (પૂરક આકૃતિ 3) એ આંશિક રીતે એલિફેટિક કાર્બન-સમૃદ્ધ પ્રદેશોનું ઓછું પ્રમાણ દર્શાવ્યું હતું. આ અનાજની અંતર્ગત ખનિજશાસ્ત્ર કાર્બોનેટમાં સમૃદ્ધ છે, જે કોન્ડ્રાઇટ CI 16 ની જેમ છે, જે સ્ત્રોત પાણીના વ્યાપક ફેરફાર સૂચવે છે (પૂરક કોષ્ટક 1). ઓક્સિડાઇઝિંગ પરિસ્થિતિઓ કાર્બોનેટ સાથે સંકળાયેલ કાર્બનિક સંયોજનોમાં કાર્બોનિલ અને કાર્બોક્સિલ કાર્યાત્મક જૂથોની ઉચ્ચ સાંદ્રતાને અનુકૂળ રહેશે. એલિફેટિક કાર્બન રચનાઓવાળા કાર્બનિક પદાર્થોનું સબમાઇક્રોન વિતરણ બરછટ-દાણાવાળા સ્તરવાળા સિલિકેટ્સના વિતરણથી ખૂબ જ અલગ હોઈ શકે છે. ટાગિશ તળાવ ઉલ્કામાં ફાયલોસિલિકેટ-OH સાથે સંકળાયેલા એલિફેટિક કાર્બનિક સંયોજનોના સંકેતો મળી આવ્યા હતા. સંકલિત સૂક્ષ્મ વિશ્લેષણાત્મક ડેટા સૂચવે છે કે એલિફેટિક સંયોજનોથી સમૃદ્ધ કાર્બનિક પદાર્થો C-પ્રકારના એસ્ટરોઇડ્સમાં વ્યાપક હોઈ શકે છે અને ફાયલોસિલિકેટ્સ સાથે નજીકથી સંકળાયેલા હોઈ શકે છે. આ નિષ્કર્ષ માઇક્રોઓમેગા, નજીકના ઇન્ફ્રારેડ હાઇપરસ્પેક્ટ્રલ માઇક્રોસ્કોપ દ્વારા દર્શાવવામાં આવેલા રયુગુ કણોમાં એલિફેટિક/સુગંધિત CHs ના અગાઉના અહેવાલો સાથે સુસંગત છે. એક મહત્વપૂર્ણ અને વણઉકેલાયેલ પ્રશ્ન એ છે કે શું આ અભ્યાસમાં જોવા મળેલા બરછટ-દાણાવાળા ફાયલોસિલિકેટ્સ સાથે સંકળાયેલા એલિફેટિક કાર્બન-સમૃદ્ધ કાર્બનિક સંયોજનોના અનન્ય ગુણધર્મો ફક્ત એસ્ટરોઇડ રયુગુ પર જ જોવા મળે છે.
a, NEXAFS કાર્બન સ્પેક્ટ્રા એરોમેટિક (C=C) સમૃદ્ધ પ્રદેશ (લાલ), એલિફેટિક સમૃદ્ધ પ્રદેશ (લીલો) અને મેટ્રિક્સ (વાદળી) માં 292 eV સુધી સામાન્ય કરવામાં આવ્યો. ગ્રે લાઇન સરખામણી માટે મર્ચિસન 13 અદ્રાવ્ય કાર્બનિક સ્પેક્ટ્રમ છે. au, આર્બિટ્રેશન યુનિટ. b, સ્કેનિંગ ટ્રાન્સમિશન એક્સ-રે માઇક્રોસ્કોપી (STXM) કાર્બન K-એજની સ્પેક્ટ્રલ છબી દર્શાવે છે કે વિભાગ કાર્બન દ્વારા પ્રભુત્વ ધરાવે છે. c, એરોમેટિક (C=C) સમૃદ્ધ પ્રદેશો (લાલ), એલિફેટિક સમૃદ્ધ પ્રદેશો (લીલો) અને મેટ્રિક્સ (વાદળી) સાથે RGB સંયુક્ત પ્લોટ. d, એલિફેટિક સંયોજનોથી સમૃદ્ધ કાર્બનિક પદાર્થો બરછટ-દાણાવાળા ફાયલોસિલિકેટમાં કેન્દ્રિત છે, વિસ્તાર b અને c માં સફેદ ડોટેડ બોક્સમાંથી મોટો કરવામાં આવે છે. e, b અને c માં સફેદ ડોટેડ બોક્સમાંથી મોટો કરવામાં આવે છે તે વિસ્તારમાં મોટા નેનોસ્ફિયર્સ (ng-1). માટે: પાયરોટાઇટ. Pn: નિકલ-ક્રોમાઇટ. f, નેનોસ્કેલ સેકન્ડરી આયન માસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રી (નેનોસિમ્સ), હાઇડ્રોજન (1H), કાર્બન (12C), અને નાઇટ્રોજન (12C14N) એલિમેન્ટલ છબીઓ, 12C/1H એલિમેન્ટ રેશિયો છબીઓ, અને ક્રોસ δD, δ13C, અને δ15N આઇસોટોપ છબીઓ - વિભાગ PG-1: અત્યંત 13C સંવર્ધન સાથે પ્રીસોલર ગ્રેફાઇટ (પૂરક કોષ્ટક 4).
મર્ચિસન ઉલ્કામાં કાર્બનિક પદાર્થોના અધોગતિના ગતિ અભ્યાસો રયુગુ અનાજમાં સમૃદ્ધ એલિફેટિક કાર્બનિક પદાર્થોના વિજાતીય વિતરણ વિશે મહત્વપૂર્ણ માહિતી પ્રદાન કરી શકે છે. આ અભ્યાસ દર્શાવે છે કે કાર્બનિક પદાર્થોમાં એલિફેટિક CH બોન્ડ્સ મૂળ સ્થાને લગભગ 30°C ના મહત્તમ તાપમાન સુધી ચાલુ રહે છે અને/અથવા સમય-તાપમાન સંબંધો સાથે બદલાય છે (દા.ત. 100°C પર 200 વર્ષ અને 0°C 100 મિલિયન વર્ષ). . જો પુરોગામીને ચોક્કસ સમય કરતાં વધુ સમય માટે આપેલ તાપમાને ગરમ ન કરવામાં આવે, તો ફાયલોસિલિકેટથી સમૃદ્ધ એલિફેટિક કાર્બનિક પદાર્થોનું મૂળ વિતરણ સાચવી શકાય છે. જો કે, સ્ત્રોત ખડકના પાણીના ફેરફારો આ અર્થઘટનને જટિલ બનાવી શકે છે, કારણ કે કાર્બોનેટથી સમૃદ્ધ A0037 ફાયલોસિલિકેટ્સ સાથે સંકળાયેલ કોઈપણ કાર્બન-સમૃદ્ધ એલિફેટિક પ્રદેશો બતાવતું નથી. આ નીચા તાપમાનમાં ફેરફાર લગભગ રયુગુ અનાજમાં ઘન ફેલ્ડસ્પારની હાજરીને અનુરૂપ છે (પૂરક કોષ્ટક 1) 20.
અપૂર્ણાંક C0068.25 (ng-1; આકૃતિઓ 3a–c,e) માં એક વિશાળ નેનોસ્ફિયર છે જે ખૂબ જ સુગંધિત (અથવા C=C), મધ્યમ એલિફેટિક અને C(=O)O અને C=O ના નબળા સ્પેક્ટ્રા દર્શાવે છે. એલિફેટિક કાર્બનનું હસ્તાક્ષર કોન્ડ્રાઇટ્સ (આકૃતિ 3a) 17,21 સાથે સંકળાયેલા જથ્થાબંધ અદ્રાવ્ય કાર્બનિક પદાર્થો અને કાર્બનિક નેનોસ્ફિયર્સના હસ્તાક્ષર સાથે મેળ ખાતું નથી. લેક ટાગિશમાં નેનોસ્ફિયર્સના રમન અને ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપિક વિશ્લેષણ દર્શાવે છે કે તેમાં એલિફેટિક અને ઓક્સિડાઇઝ્ડ કાર્બનિક સંયોજનો અને જટિલ રચના 22,23 સાથે અવ્યવસ્થિત પોલિસાયક્લિક સુગંધિત કાર્બનિક સંયોજનો છે. કારણ કે આસપાસના મેટ્રિક્સમાં એલિફેટિક સંયોજનોથી સમૃદ્ધ કાર્બનિક પદાર્થો છે, ng-1 માં એલિફેટિક કાર્બનનું હસ્તાક્ષર એક વિશ્લેષણાત્મક કલાકૃતિ હોઈ શકે છે. રસપ્રદ વાત એ છે કે, ng-1 માં એલિફેટિક કાર્બનનું હસ્તાક્ષર એમ્બેડેડ એમોર્ફસ સિલિકેટ્સ (આકૃતિ 3e) ધરાવે છે, એક રચના જે હજુ સુધી કોઈપણ બહારની દુનિયાના કાર્બનિક પદાર્થો માટે જાણ કરવામાં આવી નથી. આકારહીન સિલિકેટ્સ ng-1 ના કુદરતી ઘટકો હોઈ શકે છે અથવા વિશ્લેષણ દરમિયાન આયન અને/અથવા ઇલેક્ટ્રોન બીમ દ્વારા જલીય/નિર્જળ સિલિકેટ્સનું આકારીકરણ થવાનું પરિણામ હોઈ શકે છે.
C0068.25 વિભાગ (આકૃતિ 3f) ની NanoSIMS આયન છબીઓ δ13C અને δ15N માં સમાન ફેરફારો દર્શાવે છે, સિવાય કે 30,811‰ ના મોટા 13C સંવર્ધન સાથે પૂર્વ-સૌર અનાજ (આકૃતિ 3f માં δ13C છબીમાં PG-1) (પૂરક કોષ્ટક 4). એક્સ-રે પ્રાથમિક અનાજ છબીઓ અને ઉચ્ચ-રીઝોલ્યુશન TEM છબીઓ ફક્ત કાર્બન સાંદ્રતા અને 0.3 nm ના બેઝલ પ્લેન વચ્ચેનું અંતર દર્શાવે છે, જે ગ્રેફાઇટને અનુરૂપ છે. તે નોંધનીય છે કે δD (841 ± 394‰) અને δ15N (169 ± 95‰) ના મૂલ્યો, જે બરછટ-દાણાવાળા ફાયલોસિલિકેટ્સ સાથે સંકળાયેલ એલિફેટિક કાર્બનિક પદાર્થોમાં સમૃદ્ધ છે, તે સમગ્ર પ્રદેશ C (δD = 528 ± 139‰) માટે સરેરાશ કરતા થોડા વધારે હોવાનું બહાર આવ્યું છે. ‰, δ15N = 67 ± 15 ‰) C0068.25 માં (પૂરક કોષ્ટક 4). આ અવલોકન સૂચવે છે કે બરછટ દાણાવાળા ફાયલોસિલિકેટ્સમાં એલિફેટિક-સમૃદ્ધ કાર્બનિક પદાર્થો આસપાસના કાર્બનિક પદાર્થો કરતાં વધુ પ્રાચીન હોઈ શકે છે, કારણ કે બાદમાં મૂળ શરીરમાં આસપાસના પાણી સાથે આઇસોટોપિક વિનિમયમાંથી પસાર થયા હોઈ શકે છે. વૈકલ્પિક રીતે, આ આઇસોટોપિક ફેરફારો પ્રારંભિક રચના પ્રક્રિયા સાથે પણ સંબંધિત હોઈ શકે છે. એવું અર્થઘટન કરવામાં આવે છે કે CI કોન્ડ્રાઇટ્સમાં સૂક્ષ્મ-દાણાવાળા સ્તરવાળા સિલિકેટ મૂળ બરછટ-દાણાવાળા નિર્જળ સિલિકેટ ક્લસ્ટરોના સતત ફેરફારના પરિણામે રચાયા હતા. સૌરમંડળની રચના પહેલાં પ્રોટોપ્લેનેટરી ડિસ્ક અથવા ઇન્ટરસ્ટેલર માધ્યમમાં પૂર્વગામી અણુઓમાંથી એલિફેટિક-સમૃદ્ધ કાર્બનિક પદાર્થો રચાયા હોઈ શકે છે, અને પછી ર્યુગુ (મોટા) પિતૃ શરીરના પાણીના ફેરફારો દરમિયાન થોડો ફેરફાર કરવામાં આવ્યો હતો. રયુગુનું કદ (<1.0 કિમી) ખૂબ નાનું છે અને તે જલીય પરિવર્તન દ્વારા હાઇડ્રોસ ખનિજો બનાવવા માટે આંતરિક ગરમીને પૂરતી જાળવી રાખવા માટે પૂરતું નથી. રયુગુનું કદ (<1.0 કિમી) ખૂબ નાનું છે અને જલીય પરિવર્તનથી હાઇડ્રોસ ખનિજો25 બને તે માટે પૂરતી આંતરિક ગરમી જાળવી શકતું નથી. Размер (<1,0 км) Рюгу слишком мал, чтобы поддерживать достаточное внутреннее тепло для водного изменения слишком содоба મિનેરાલોવ25. કદ (<1.0 કિમી) રયુગુ પાણીના ખનિજો બનાવવા માટે પૂરતી આંતરિક ગરમી જાળવી રાખવા માટે ખૂબ નાનું છે25. રયુગુ રયુગુ Размер Рюгу (<1,0 км) слишком мал, чтобы поддерживать внутреннее тепло для изменения воды с образованием воды с образованием. રયુગુ (<1.0 કિમી) નું કદ ખૂબ નાનું છે અને આંતરિક ગરમીને ટેકો આપી શકતું નથી જેથી પાણીને પાણીના ખનિજો બનાવવામાં ન આવે25.તેથી, રયુગુ પુરોગામીઓના કદ દસ કિલોમીટર સુધી પહોંચી શકે છે. એલિફેટિક સંયોજનોથી સમૃદ્ધ કાર્બનિક પદાર્થો બરછટ દાણાવાળા ફાયલોસિલિકેટ્સ સાથે જોડાણને કારણે તેમના મૂળ આઇસોટોપ ગુણોત્તરને જાળવી શકે છે. જો કે, આ FIB અપૂર્ણાંકોમાં વિવિધ ઘટકોના જટિલ અને નાજુક મિશ્રણને કારણે આઇસોટોપિક ભારે વાહકોની ચોક્કસ પ્રકૃતિ અનિશ્ચિત રહે છે. આ રયુગુ ગ્રાન્યુલ્સમાં એલિફેટિક સંયોજનોથી સમૃદ્ધ કાર્બનિક પદાર્થો અથવા તેમની આસપાસના બરછટ ફાયલોસિલિકેટ્સ હોઈ શકે છે. નોંધ કરો કે લગભગ તમામ કાર્બોનેસિયસ કોન્ડ્રાઇટ્સ (CI કોન્ડ્રાઇટ્સ સહિત) માં કાર્બનિક પદાર્થો ફાયલોસિલિકેટ્સ કરતાં D માં વધુ સમૃદ્ધ હોય છે, CM પેરિસ 24, 26 ઉલ્કાઓ સિવાય.
A0002.23 અને A0002.26, A0037.22 અને A0037.23 અને C0068.23, C0068.25 અને C0068.26 FIB સ્લાઇસેસ (ત્રણ રયુગુ કણોમાંથી કુલ સાત FIB સ્લાઇસેસ) માટે મેળવેલા FIB સ્લાઇસેસના વોલ્યુમ δD અને δ15N ના પ્લોટ સૌરમંડળના અન્ય પદાર્થો સાથે NanoSIMS ની સરખામણી આકૃતિ 4 (પૂરક કોષ્ટક 4) માં બતાવવામાં આવી છે. 27,28. A0002, A0037, અને C0068 પ્રોફાઇલ્સમાં δD અને δ15N માં વોલ્યુમ ફેરફારો IDP માં રહેલા લોકો સાથે સુસંગત છે, પરંતુ CM અને CI કોન્ડ્રાઇટ્સ કરતા વધારે છે (આકૃતિ 4). નોંધ કરો કે ધૂમકેતુ 29 નમૂના (-240 થી 1655‰) માટે δD મૂલ્યોની શ્રેણી રયુગુ કરતા મોટી છે. ર્યુક્યુ પ્રોફાઇલ્સના δD અને δ15N વોલ્યુમ, નિયમ પ્રમાણે, ગુરુ પરિવાર અને ઉર્ટ ક્લાઉડના ધૂમકેતુઓ માટે સરેરાશ કરતા નાના છે (આકૃતિ 4). CI કોન્ડ્રાઇટ્સના નીચલા δD મૂલ્યો આ નમૂનાઓમાં પાર્થિવ દૂષણના પ્રભાવને પ્રતિબિંબિત કરી શકે છે. બેલ્સ, લેક ટાગિશ અને IDP વચ્ચેની સમાનતાને જોતાં, ર્યુગુ કણોમાં δD અને δN મૂલ્યોમાં મોટી વિજાતીયતા પ્રારંભિક સૌરમંડળમાં કાર્બનિક અને જલીય રચનાઓના પ્રારંભિક આઇસોટોપિક હસ્તાક્ષરોમાં ફેરફારોને પ્રતિબિંબિત કરી શકે છે. ર્યુગુ અને IDP કણોમાં δD અને δN માં સમાન આઇસોટોપિક ફેરફારો સૂચવે છે કે બંને એક જ સ્ત્રોતમાંથી સામગ્રીમાંથી રચાયા હોઈ શકે છે. એવું માનવામાં આવે છે કે IDPs ધૂમકેતુ સ્ત્રોતો 14 માંથી ઉદ્ભવે છે. તેથી, ર્યુગુમાં ધૂમકેતુ જેવી સામગ્રી અને/અથવા ઓછામાં ઓછી બાહ્ય સૌરમંડળ હોઈ શકે છે. જોકે, આ આપણે અહીં કહીએ છીએ તેના કરતાં વધુ મુશ્કેલ હોઈ શકે છે કારણ કે (1) મૂળ શરીર 31 પર ગોળાકાર અને D-સમૃદ્ધ પાણીનું મિશ્રણ અને (2) ધૂમકેતુના D/H ગુણોત્તર ધૂમકેતુ પ્રવૃત્તિ 32 ના કાર્ય તરીકે છે. જોકે, રયુગુ કણોમાં હાઇડ્રોજન અને નાઇટ્રોજન આઇસોટોપ્સની અવલોકન કરાયેલ વિજાતીયતાના કારણો સંપૂર્ણપણે સમજી શકાયા નથી, આંશિક રીતે આજે ઉપલબ્ધ મર્યાદિત સંખ્યામાં વિશ્લેષણને કારણે. હાઇડ્રોજન અને નાઇટ્રોજન આઇસોટોપ સિસ્ટમ્સના પરિણામો હજુ પણ એવી શક્યતા ઉભી કરે છે કે રયુગુમાં સૂર્યમંડળની બહારની મોટાભાગની સામગ્રી છે અને તેથી ધૂમકેતુઓ સાથે કેટલીક સમાનતા બતાવી શકે છે. રયુગુ પ્રોફાઇલમાં δ13C અને δ15N (પૂરક કોષ્ટક 4) વચ્ચે કોઈ સ્પષ્ટ સંબંધ જોવા મળ્યો નથી.
રયુગુ કણો (લાલ વર્તુળો: A0002, A0037; વાદળી વર્તુળો: C0068) ની એકંદર H અને N આઇસોટોપિક રચના સૌર તીવ્રતા 27, ગુરુ સરેરાશ પરિવાર (JFC27), અને ઉર્ટ ક્લાઉડ ધૂમકેતુઓ (OCC27), IDP28 અને કાર્બોનેસિયસ કોન્ડ્રોલ્સ સાથે સંબંધિત છે. ઉલ્કાપિંડ 27 (CI, CM, CR, C2-ung) ની સરખામણી. આઇસોટોપિક રચના પૂરક કોષ્ટક 4 માં આપવામાં આવી છે. ડોટેડ રેખાઓ H અને N માટે પાર્થિવ આઇસોટોપ મૂલ્યો છે.
પૃથ્વી પર અસ્થિર પદાર્થો (દા.ત. કાર્બનિક પદાર્થો અને પાણી) નું પરિવહન ચિંતાનો વિષય રહે છે26,27,33. આ અભ્યાસમાં ઓળખાયેલા રયુગુ કણોમાં બરછટ ફાયલોસિલિકેટ્સ સાથે સંકળાયેલ સબમાઇક્રોન કાર્બનિક પદાર્થો અસ્થિર પદાર્થોનો મહત્વપૂર્ણ સ્ત્રોત હોઈ શકે છે. બરછટ-દાણાવાળા ફાયલોસિલિકેટ્સમાં કાર્બનિક પદાર્થો ઝીણા-દાણાવાળા મેટ્રિસિસમાં કાર્બનિક પદાર્થો કરતાં અધોગતિ16,34 અને સડો35 થી વધુ સારી રીતે સુરક્ષિત છે. કણોમાં હાઇડ્રોજનની ભારે આઇસોટોપિક રચનાનો અર્થ એ છે કે તેઓ પ્રારંભિક પૃથ્વી પર લઈ જવામાં આવતા અસ્થિર પદાર્થોનો એકમાત્ર સ્ત્રોત હોવાની શક્યતા નથી. તેમને હળવા હાઇડ્રોજન આઇસોટોપિક રચનાવાળા ઘટકો સાથે મિશ્રિત કરી શકાય છે, જેમ કે તાજેતરમાં સિલિકેટમાં સૌર પવન-સંચાલિત પાણીની હાજરીની પૂર્વધારણામાં પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યું હતું.
આ અભ્યાસમાં, અમે બતાવીએ છીએ કે CI ઉલ્કાઓ, સૌરમંડળની એકંદર રચનાના પ્રતિનિધિ તરીકે તેમના ભૂ-રાસાયણિક મહત્વ હોવા છતાં, 6,10 પાર્થિવ દૂષિત નમૂનાઓ છે. અમે સમૃદ્ધ એલિફેટિક કાર્બનિક પદાર્થો અને પડોશી હાઇડ્રોસ ખનિજો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા માટે સીધા પુરાવા પણ પ્રદાન કરીએ છીએ અને સૂચવીએ છીએ કે રયુગુમાં બાહ્ય સૌર પદાર્થ હોઈ શકે છે37. આ અભ્યાસના પરિણામો પ્રોટોએસ્ટેરોઇડ્સના સીધા નમૂના લેવાનું મહત્વ અને સંપૂર્ણપણે નિષ્ક્રિય અને જંતુરહિત પરિસ્થિતિઓમાં પરત કરેલા નમૂનાઓનું પરિવહન કરવાની જરૂરિયાત સ્પષ્ટપણે દર્શાવે છે. અહીં રજૂ કરાયેલા પુરાવા દર્શાવે છે કે રયુગુ કણો નિઃશંકપણે પ્રયોગશાળા સંશોધન માટે ઉપલબ્ધ સૌથી અશુદ્ધ સૌરમંડળ સામગ્રીમાંની એક છે, અને આ કિંમતી નમૂનાઓનો વધુ અભ્યાસ નિઃશંકપણે પ્રારંભિક સૌરમંડળ પ્રક્રિયાઓની આપણી સમજને વિસ્તૃત કરશે. રયુગુ કણો સૌરમંડળની એકંદર રચનાનું શ્રેષ્ઠ પ્રતિનિધિત્વ છે.
સબમાઇક્રોન સ્કેલ નમૂનાઓના જટિલ માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર અને રાસાયણિક ગુણધર્મો નક્કી કરવા માટે, અમે સિંક્રોટ્રોન રેડિયેશન-આધારિત કમ્પ્યુટેડ ટોમોગ્રાફી (SR-XCT) અને SR એક્સ-રે ડિફ્રેક્શન (XRD)-CT, FIB-STXM-NEXAFS-NanoSIMS-TEM વિશ્લેષણનો ઉપયોગ કર્યો. પૃથ્વીના વાતાવરણને કારણે કોઈ અધોગતિ, પ્રદૂષણ અને સૂક્ષ્મ કણો અથવા યાંત્રિક નમૂનાઓથી કોઈ નુકસાન થયું નથી. આ દરમિયાન, અમે સ્કેનિંગ ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી (SEM)-EDS, EPMA, XRD, ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટલ ન્યુટ્રોન એક્ટિવેશન એનાલિસિસ (INAA), અને લેસર ઓક્સિજન આઇસોટોપ ફ્લોરિનેશન સાધનોનો ઉપયોગ કરીને વ્યવસ્થિત વોલ્યુમેટ્રિક વિશ્લેષણ હાથ ધર્યું છે. એસે પ્રક્રિયાઓ પૂરક આકૃતિ 3 માં બતાવવામાં આવી છે અને દરેક એસે નીચેના વિભાગોમાં વર્ણવેલ છે.
એસ્ટરોઇડ રયુગુના કણો હાયાબુસા-2 રીએન્ટ્રી મોડ્યુલમાંથી મળી આવ્યા હતા અને પૃથ્વીના વાતાવરણને પ્રદૂષિત કર્યા વિના જાપાનના સાગામિહારામાં JAXA નિયંત્રણ કેન્દ્રમાં પહોંચાડવામાં આવ્યા હતા. JAXA-સંચાલિત સુવિધામાં પ્રારંભિક અને બિન-વિનાશક લાક્ષણિકતા પછી, પર્યાવરણીય દખલ ટાળવા માટે સીલ કરી શકાય તેવા ઇન્ટર-સાઇટ ટ્રાન્સફર કન્ટેનર અને નમૂના કેપ્સ્યુલ બેગ (10 અથવા 15 મીમી વ્યાસ નીલમ સ્ફટિક અને સ્ટેનલેસ સ્ટીલ, નમૂનાના કદ પર આધાર રાખીને) નો ઉપયોગ કરો. પર્યાવરણ. y અને/અથવા જમીનના દૂષકો (દા.ત. પાણીની વરાળ, હાઇડ્રોકાર્બન, વાતાવરણીય વાયુઓ અને સૂક્ષ્મ કણો) અને સંસ્થાઓ અને યુનિવર્સિટીઓ વચ્ચે નમૂનાની તૈયારી અને પરિવહન દરમિયાન નમૂનાઓ વચ્ચે ક્રોસ-દૂષણ 38. પૃથ્વીના વાતાવરણ (પાણીની વરાળ અને ઓક્સિજન) સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે થતા અધોગતિ અને પ્રદૂષણને ટાળવા માટે, તમામ પ્રકારના નમૂનાની તૈયારી (ટેન્ટેલમ છીણીથી ચીપિંગ, સંતુલિત ડાયમંડ વાયર સો (મેઇવા ફોસિસ કોર્પોરેશન DWS 3400) નો ઉપયોગ કરીને અને ઇપોક્સી કાપવા સહિત) ઇન્સ્ટોલેશન માટે તૈયારી) ગ્લોવબોક્સમાં સ્વચ્છ સૂકા N2 (ઝાકળ બિંદુ: -80 થી -60 °C, O2 ~50-100 ppm) હેઠળ હાથ ધરવામાં આવી હતી. અહીં ઉપયોગમાં લેવાતી બધી વસ્તુઓને વિવિધ ફ્રીક્વન્સીઝના અલ્ટ્રાસોનિક તરંગોનો ઉપયોગ કરીને અતિ શુદ્ધ પાણી અને ઇથેનોલના મિશ્રણથી સાફ કરવામાં આવે છે.
અહીં આપણે એન્ટાર્કટિક ઉલ્કા સંશોધન કેન્દ્ર (CI: Orgueil, CM2.4: Yamato (Y)-791198, CY: Y-82162 અને CY: Y 980115) ના રાષ્ટ્રીય ધ્રુવીય સંશોધન સંસ્થા (NIPR) ઉલ્કા સંગ્રહનો અભ્યાસ કરીએ છીએ.
SR-XCT, NanoSIMS, STXM-NEXAFS અને TEM વિશ્લેષણ માટેના સાધનો વચ્ચે ટ્રાન્સફર માટે, અમે અગાઉના અભ્યાસોમાં વર્ણવેલ સાર્વત્રિક અલ્ટ્રાથિન સેમ્પલ હોલ્ડરનો ઉપયોગ કર્યો હતો38.
Ryugu નમૂનાઓનું SR-XCT વિશ્લેષણ BL20XU/SPring-8 ઇન્ટિગ્રેટેડ CT સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યું હતું. ઇન્ટિગ્રેટેડ CT સિસ્ટમમાં વિવિધ માપન મોડ્સનો સમાવેશ થાય છે: નમૂનાના સમગ્ર માળખાને કેપ્ચર કરવા માટે વિશાળ ક્ષેત્ર દૃશ્ય અને લો રિઝોલ્યુશન (WL) મોડ, નમૂના ક્ષેત્રના સચોટ માપન માટે સાંકડી દૃશ્ય ક્ષેત્ર અને ઉચ્ચ રિઝોલ્યુશન (NH) મોડ. નમૂનાના જથ્થાના વિવર્તન પેટર્ન મેળવવા માટે રસ અને રેડિયોગ્રાફ્સ, અને નમૂનામાં આડી સમતલ ખનિજ તબક્કાઓનો 2D ડાયાગ્રામ મેળવવા માટે XRD-CT કરો. નોંધ કરો કે નમૂના ધારકને આધારમાંથી દૂર કરવા માટે બિલ્ટ-ઇન સિસ્ટમનો ઉપયોગ કર્યા વિના તમામ માપન કરી શકાય છે, જે સચોટ CT અને XRD-CT માપન માટે પરવાનગી આપે છે. WL મોડ એક્સ-રે ડિટેક્ટર (BM AA40P; હમામાત્સુ ફોટોનિક્સ) વધારાના 4608 × 4608 પિક્સેલ મેટલ-ઓક્સાઇડ-સેમિકન્ડક્ટર (CMOS) કેમેરા (C14120-20P; હમામાત્સુ ફોટોનિક્સ) થી સજ્જ હતું જેમાં 10 લ્યુટેટિયમ એલ્યુમિનિયમ ગાર્નેટ સિંગલ ક્રિસ્ટલ જાડાઈ µm (Lu3Al5O12:Ce) અને રિલે લેન્સ ધરાવતા સિન્ટિલેટરનો સમાવેશ થતો હતો. WL મોડમાં પિક્સેલનું કદ લગભગ 0.848 µm છે. આમ, WL મોડમાં દૃશ્ય ક્ષેત્ર (FOV) ઓફસેટ CT મોડમાં આશરે 6 mm છે. NH મોડ એક્સ-રે ડિટેક્ટર (BM AA50; હમામાત્સુ ફોટોનિક્સ) 20 µm જાડા ગેડોલિનિયમ-એલ્યુમિનિયમ-ગેલિયમ ગાર્નેટ (Gd3Al2Ga3O12) સિન્ટિલેટર, 2048 × 2048 પિક્સેલના રિઝોલ્યુશન સાથેનો CMOS કેમેરા (C11440-22CU) અને ×20 લેન્સથી સજ્જ હતું. NH મોડમાં પિક્સેલનું કદ ~0.25 µm છે અને દૃશ્ય ક્ષેત્ર ~0.5 mm છે. XRD મોડ (BM AA60; હમામાત્સુ ફોટોનિક્સ) માટે ડિટેક્ટર 50 µm જાડા P43 (Gd2O2S:Tb) પાવડર સ્ક્રીન, 2304 × 2304 પિક્સેલ રિઝોલ્યુશન CMOS કેમેરા (C15440-20UP; હમામાત્સુ ફોટોનિક્સ) અને રિલે લેન્સ ધરાવતા સિન્ટિલેટરથી સજ્જ હતું. ડિટેક્ટરનું અસરકારક પિક્સેલ કદ 19.05 µm અને દૃશ્ય ક્ષેત્ર 43.9 mm2 છે. FOV વધારવા માટે, અમે WL મોડમાં ઓફસેટ CT પ્રક્રિયા લાગુ કરી. CT પુનર્નિર્માણ માટે ટ્રાન્સમિટેડ લાઇટ ઇમેજમાં પરિભ્રમણની ધરીની આસપાસ આડી રીતે પ્રતિબિંબિત 180° થી 360° ની રેન્જમાં એક છબી અને 0° થી 180° ની રેન્જમાં એક છબીનો સમાવેશ થાય છે.
XRD મોડમાં, એક્સ-રે બીમ ફ્રેસ્નેલ ઝોન પ્લેટ દ્વારા કેન્દ્રિત હોય છે. આ મોડમાં, ડિટેક્ટર નમૂનાથી 110 મીમી પાછળ મૂકવામાં આવે છે અને બીમ સ્ટોપ ડિટેક્ટરથી 3 મીમી આગળ હોય છે. 2θ માં ડિફ્રેક્શન છબીઓ 1.43° થી 18.00° (ગ્રેટિંગ પિચ d = 16.6–1.32 Å) સુધીની હોય છે જે ડિટેક્ટરના દૃશ્ય ક્ષેત્રના તળિયે કેન્દ્રિત એક્સ-રે સ્પોટ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. નમૂના નિયમિત અંતરાલો પર ઊભી રીતે ફરે છે, દરેક વર્ટિકલ સ્કેન સ્ટેપ માટે અડધા વળાંક સાથે. જો ખનિજ કણો 180° દ્વારા ફેરવવામાં આવે ત્યારે બ્રેગ સ્થિતિને સંતોષે છે, તો આડી સમતલમાં ખનિજ કણોનું વિવર્તન મેળવવાનું શક્ય છે. પછી દરેક વર્ટિકલ સ્કેન સ્ટેપ માટે વિવર્તન છબીઓને એક છબીમાં જોડવામાં આવી હતી. SR-XRD-CT એસે સ્થિતિઓ લગભગ SR-XRD એસે જેવી જ છે. XRD-CT મોડમાં, ડિટેક્ટર નમૂનાથી 69 મીમી પાછળ સ્થિત છે. 2θ રેન્જમાં ડિફ્રેક્શન છબીઓ 1.2° થી 17.68° (d = 19.73 થી 1.35 Å) સુધીની હોય છે, જ્યાં એક્સ-રે બીમ અને બીમ લિમિટર બંને ડિટેક્ટરના દૃશ્ય ક્ષેત્રના કેન્દ્ર સાથે સુસંગત હોય છે. નમૂનાને આડી રીતે સ્કેન કરો અને નમૂનાને 180° ફેરવો. SR-XRD-CT છબીઓને પિક્સેલ મૂલ્યો તરીકે ટોચની ખનિજ તીવ્રતા સાથે ફરીથી બનાવવામાં આવી હતી. આડી સ્કેનિંગ સાથે, નમૂનાને સામાન્ય રીતે 500-1000 પગલાંમાં સ્કેન કરવામાં આવે છે.
બધા પ્રયોગો માટે, એક્સ-રે ઊર્જા 30 keV પર નિશ્ચિત કરવામાં આવી હતી, કારણ કે આ લગભગ 6 મીમી વ્યાસવાળા ઉલ્કામાં એક્સ-રે પ્રવેશની નીચલી મર્યાદા છે. 180° પરિભ્રમણ દરમિયાન તમામ CT માપન માટે મેળવેલી છબીઓની સંખ્યા 1800 હતી (ઓફસેટ CT પ્રોગ્રામ માટે 3600), અને છબીઓનો એક્સપોઝર સમય WL મોડ માટે 100 ms, NH મોડ માટે 300 ms, XRD માટે 500 ms અને XRD-CT ms માટે 50 ms . ms હતો. લાક્ષણિક નમૂના સ્કેન સમય WL મોડમાં લગભગ 10 મિનિટ, NH મોડમાં 15 મિનિટ, XRD માટે 3 કલાક અને SR-XRD-CT માટે 8 કલાક છે.
CT છબીઓને કન્વોલ્યુશનલ બેક પ્રોજેક્શન દ્વારા ફરીથી બનાવવામાં આવી હતી અને 0 થી 80 cm-1 સુધીના રેખીય એટેન્યુએશન ગુણાંક માટે સામાન્ય બનાવવામાં આવી હતી. સ્લાઇસ સોફ્ટવેરનો ઉપયોગ 3D ડેટાનું વિશ્લેષણ કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો અને muXRD સોફ્ટવેરનો ઉપયોગ XRD ડેટાનું વિશ્લેષણ કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો.
ઇપોક્સી-ફિક્સ્ડ રયુગુ કણો (A0029, A0037, C0009, C0014 અને C0068) ને શુષ્ક સ્થિતિમાં 0.5 µm (3M) ડાયમંડ લેપિંગ ફિલ્મના સ્તર સુધી સપાટી પર ધીમે ધીમે પોલિશ કરવામાં આવ્યા હતા, જેથી પોલિશિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન સામગ્રી સપાટીના સંપર્કમાં ન આવે. દરેક નમૂનાની પોલિશ્ડ સપાટીને પહેલા પ્રકાશ માઇક્રોસ્કોપી દ્વારા તપાસવામાં આવી હતી અને પછી JEOL JSM-7100F SEM નો ઉપયોગ કરીને નમૂનાઓ અને ગુણાત્મક NIPR તત્વોની ખનિજશાસ્ત્ર અને ટેક્સચર છબીઓ (BSE) મેળવવા માટે બેકસ્કેટર ઇલેક્ટ્રોનનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. ઊર્જા વિખેરી નાખનાર સ્પેક્ટ્રોમીટર (AZtec). ઊર્જા) ચિત્રથી સજ્જ. દરેક નમૂના માટે, ઇલેક્ટ્રોન પ્રોબ માઇક્રોએનાલાઇઝર (EPMA, JEOL JXA-8200) નો ઉપયોગ કરીને મુખ્ય અને ગૌણ તત્વોની સામગ્રીનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. 5 nA પર ફાયલોસિલિકેટ અને કાર્બોનેટ કણો, 15 keV પર કુદરતી અને કૃત્રિમ ધોરણો, 30 nA પર સલ્ફાઇડ્સ, મેગ્નેટાઇટ, ઓલિવિન અને પાયરોક્સિનનું વિશ્લેષણ કરો. મોડેલ ગ્રેડની ગણતરી તત્વ નકશા અને BSE છબીઓમાંથી ImageJ 1.53 સોફ્ટવેરનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવી હતી જેમાં દરેક ખનિજ માટે મનસ્વી રીતે સેટ કરેલ યોગ્ય થ્રેશોલ્ડ હતા.
ઓપન યુનિવર્સિટી (મિલ્ટન કેન્સ, યુકે) ખાતે ઇન્ફ્રારેડ લેસર ફ્લોરિનેશન સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને ઓક્સિજન આઇસોટોપ વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. સુવિધાઓ વચ્ચે ટ્રાન્સફર માટે હાયાબુસા2 નમૂનાઓ નાઇટ્રોજનથી ભરેલા કન્ટેનરમાં ઓપન યુનિવર્સિટી 38 ને પહોંચાડવામાં આવ્યા હતા.
નાઇટ્રોજન ગ્લોવ બોક્સમાં નમૂના લોડિંગ કરવામાં આવ્યું હતું જેમાં 0.1% ની નીચે મોનિટર થયેલ ઓક્સિજન સ્તર હતું. Hayabusa2 વિશ્લેષણાત્મક કાર્ય માટે, એક નવો Ni નમૂના ધારક બનાવવામાં આવ્યો હતો, જેમાં ફક્ત બે નમૂના છિદ્રો (વ્યાસ 2.5 mm, ઊંડાઈ 5 mm), એક Hayabusa2 કણો માટે અને બીજો ઓબ્સિડીયન આંતરિક ધોરણ માટે હતો. વિશ્લેષણ દરમિયાન, Hayabusa2 સામગ્રી ધરાવતા નમૂનાના કૂવાને લેસર પ્રતિક્રિયા દરમિયાન નમૂનાને પકડી રાખવા માટે લગભગ 1 mm જાડા અને 3 mm વ્યાસની આંતરિક BaF2 વિન્ડો સાથે આવરી લેવામાં આવ્યો હતો. Ni નમૂના ધારકમાં કાપવામાં આવેલા ગેસ મિશ્રણ ચેનલ દ્વારા નમૂનામાં BrF5 પ્રવાહ જાળવવામાં આવ્યો હતો. નમૂના ચેમ્બરને પણ ફરીથી ગોઠવવામાં આવ્યો હતો જેથી તેને વેક્યુમ ફ્લોરિનેશન લાઇનમાંથી દૂર કરી શકાય અને પછી નાઇટ્રોજનથી ભરેલા ગ્લોવ બોક્સમાં ખોલી શકાય. બે-ભાગના ચેમ્બરને કોપર ગાસ્કેટેડ કમ્પ્રેશન સીલ અને EVAC ક્વિક રિલીઝ CeFIX 38 ચેઇન ક્લેમ્પથી સીલ કરવામાં આવ્યું હતું. ચેમ્બરની ટોચ પર 3 mm જાડા BaF2 વિન્ડો નમૂના અને લેસર હીટિંગનું એક સાથે અવલોકન કરવાની મંજૂરી આપે છે. નમૂના લોડ કર્યા પછી, ચેમ્બરને ફરીથી ક્લેમ્પ કરો અને ફ્લોરિનેટેડ લાઇન સાથે ફરીથી કનેક્ટ કરો. વિશ્લેષણ પહેલાં, કોઈપણ શોષિત ભેજ દૂર કરવા માટે નમૂના ચેમ્બરને રાત્રે લગભગ 95°C પર વેક્યુમ હેઠળ ગરમ કરવામાં આવ્યું હતું. રાતોરાત ગરમ કર્યા પછી, ચેમ્બરને ઓરડાના તાપમાને ઠંડુ થવા દેવામાં આવ્યું હતું અને પછી નમૂના ટ્રાન્સફર દરમિયાન વાતાવરણના સંપર્કમાં આવેલા ભાગને ભેજ દૂર કરવા માટે BrF5 ના ત્રણ એલિક્વોટ્સથી શુદ્ધ કરવામાં આવ્યો હતો. આ પ્રક્રિયાઓ ખાતરી કરે છે કે હાયાબુસા 2 નમૂના વાતાવરણના સંપર્કમાં ન આવે અને નમૂના લોડિંગ દરમિયાન વાતાવરણમાં વેન્ટિલેટ કરવામાં આવતા ફ્લોરિનેટેડ લાઇનના ભાગમાંથી ભેજથી દૂષિત ન થાય.
Ryugu C0014-4 અને Orgueil (CI) કણ નમૂનાઓનું વિશ્લેષણ એક સંશોધિત "સિંગલ" મોડ42 માં કરવામાં આવ્યું હતું, જ્યારે Y-82162 (CY) વિશ્લેષણ એક જ ટ્રે પર બહુવિધ નમૂના કુવાઓ41 સાથે કરવામાં આવ્યું હતું. તેમની નિર્જળ રચનાને કારણે, CY કોન્ડ્રાઇટ્સ માટે એક જ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી નથી. નમૂનાઓને ફોટોન મશીન ઇન્ક. ઇન્ફ્રારેડ CO2 લેસરનો ઉપયોગ કરીને ગરમ કરવામાં આવ્યા હતા. BrF5 ની હાજરીમાં XYZ ગેન્ટ્રી પર માઉન્ટ થયેલ 50 W (10.6 µm) ની શક્તિ. બિલ્ટ-ઇન વિડિઓ સિસ્ટમ પ્રતિક્રિયાના કોર્સનું નિરીક્ષણ કરે છે. ફ્લોરિનેશન પછી, મુક્ત થયેલ O2 ને બે ક્રાયોજેનિક નાઇટ્રોજન ટ્રેપ્સ અને KBr ના ગરમ બેડનો ઉપયોગ કરીને સ્ક્રબ કરવામાં આવ્યું હતું જેથી કોઈપણ વધારાનું ફ્લોરિન દૂર થાય. શુદ્ધ ઓક્સિજનની આઇસોટોપિક રચનાનું વિશ્લેષણ થર્મો ફિશર MAT 253 ડ્યુઅલ-ચેનલ માસ સ્પેક્ટ્રોમીટર પર લગભગ 200 ના માસ રિઝોલ્યુશન સાથે કરવામાં આવ્યું હતું.
કેટલાક કિસ્સાઓમાં, નમૂનાની પ્રતિક્રિયા દરમિયાન છોડવામાં આવેલ વાયુયુક્ત O2 નું પ્રમાણ 140 µg કરતા ઓછું હતું, જે MAT 253 માસ સ્પેક્ટ્રોમીટર પર બેલો ઉપકરણનો ઉપયોગ કરવાની અંદાજિત મર્યાદા છે. આ કિસ્સાઓમાં, વિશ્લેષણ માટે માઇક્રોવોલ્યુમનો ઉપયોગ કરો. હાયાબુસા2 કણોનું વિશ્લેષણ કર્યા પછી, ઓબ્સિડીયન આંતરિક ધોરણ ફ્લોરિનેટેડ હતું અને તેની ઓક્સિજન આઇસોટોપ રચના નક્કી કરવામાં આવી હતી.
NF+ NF3+ ટુકડાના આયનો 33 દળ (16O17O) ધરાવતા બીમમાં દખલ કરે છે. આ સંભવિત સમસ્યાને દૂર કરવા માટે, મોટાભાગના નમૂનાઓ ક્રાયોજેનિક વિભાજન પ્રક્રિયાઓનો ઉપયોગ કરીને પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે. આ MAT 253 વિશ્લેષણ પહેલાં આગળની દિશામાં અથવા બીજા વિશ્લેષણ તરીકે વિશ્લેષિત ગેસને ખાસ મોલેક્યુલર ચાળણીમાં પાછો મોકલીને અને ક્રાયોજેનિક વિભાજન પછી તેને ફરીથી પસાર કરીને કરી શકાય છે. ક્રાયોજેનિક વિભાજનમાં પ્રવાહી નાઇટ્રોજન તાપમાન પર મોલેક્યુલર ચાળણીમાં ગેસ પૂરો પાડવાનો અને પછી તેને -130°C તાપમાને પ્રાથમિક મોલેક્યુલર ચાળણીમાં છોડવાનો સમાવેશ થાય છે. વ્યાપક પરીક્ષણ દર્શાવે છે કે NF+ પ્રથમ મોલેક્યુલર ચાળણી પર રહે છે અને આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને કોઈ નોંધપાત્ર અપૂર્ણાંક થતો નથી.
અમારા આંતરિક ઓબ્સિડીયન ધોરણોના વારંવાર વિશ્લેષણના આધારે, બેલો મોડમાં સિસ્ટમની એકંદર ચોકસાઈ છે: δ17O માટે ±0.053‰, δ18O માટે ±0.095‰, Δ17O (2 sd) માટે ±0.018‰. ઓક્સિજન આઇસોટોપ વિશ્લેષણ પ્રમાણભૂત ડેલ્ટા નોટેશનમાં આપવામાં આવે છે, જ્યાં ડેલ્ટા18O ની ગણતરી આ રીતે કરવામાં આવે છે:
δ17O માટે 17O/16O ગુણોત્તરનો પણ ઉપયોગ કરો. VSMOW એ વિયેના મીન સી વોટર સ્ટાન્ડર્ડ માટે આંતરરાષ્ટ્રીય ધોરણ છે. Δ17O પૃથ્વીના અપૂર્ણાંક રેખામાંથી વિચલન દર્શાવે છે, અને ગણતરી સૂત્ર છે: Δ17O = δ17O – 0.52 × δ18O. પૂરક કોષ્ટક 3 માં રજૂ કરાયેલ તમામ ડેટા ગેપ-એડજસ્ટ કરવામાં આવ્યો છે.
કોચી કોર સેમ્પલિંગ ઇન્સ્ટિટ્યૂટના JAMSTEC ખાતે હિટાચી હાઇ ટેક SMI4050 FIB સાધનનો ઉપયોગ કરીને રયુગુ કણોમાંથી આશરે 150 થી 200 nm જાડા વિભાગો કાઢવામાં આવ્યા હતા. નોંધ કરો કે ઇન્ટરઓબ્જેક્ટ ટ્રાન્સફર માટે N2 ગેસથી ભરેલા વાસણોમાંથી દૂર કર્યા પછી, બધા FIB વિભાગો પ્રક્રિયા ન કરાયેલા કણોના અપ્રક્રિયા ન કરાયેલ ટુકડાઓમાંથી મેળવવામાં આવ્યા હતા. આ ટુકડાઓ SR-CT દ્વારા માપવામાં આવ્યા ન હતા, પરંતુ કાર્બન K-એજ સ્પેક્ટ્રમને અસર કરી શકે તેવા સંભવિત નુકસાન અને દૂષણને ટાળવા માટે પૃથ્વીના વાતાવરણમાં ન્યૂનતમ સંપર્ક સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવી હતી. ટંગસ્ટન રક્ષણાત્મક સ્તરના નિક્ષેપ પછી, રસના ક્ષેત્ર (25 × 25 μm2 સુધી) ને 30 kV ના પ્રવેગક વોલ્ટેજ પર Ga+ આયન બીમ સાથે કાપીને પાતળું કરવામાં આવ્યું હતું, પછી 5 kV પર અને સપાટીના નુકસાનને ઓછું કરવા માટે 40 pA ના પ્રોબ કરંટ પર. ત્યારબાદ અલ્ટ્રાથિન વિભાગોને FIB થી સજ્જ માઇક્રોમેનિપ્યુલેટરનો ઉપયોગ કરીને વિસ્તૃત કોપર મેશ (કોચી મેશ) 39 પર મૂકવામાં આવ્યા હતા.
પૃથ્વીના વાતાવરણ સાથે કોઈ પણ પ્રકારની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કર્યા વિના, SPring-8 પર શુદ્ધ નાઇટ્રોજન ભરેલા ગ્લોવ બોક્સમાં શુદ્ધ ઉચ્ચ શુદ્ધતાવાળા પોલિઇથિલિન શીટ્સમાં Ryugu A0098 (1.6303mg) અને C0068 (0.6483mg) ગોળીઓને બે વાર સીલ કરવામાં આવ્યા હતા. JB-1 (જાપાનના ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય સર્વેક્ષણ દ્વારા જારી કરાયેલ ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય સંદર્ભ ખડક) માટે નમૂનાની તૈયારી ટોક્યો મેટ્રોપોલિટન યુનિવર્સિટી ખાતે હાથ ધરવામાં આવી હતી.
INAA ક્યોટો યુનિવર્સિટીના ઇન્ટિગ્રેટેડ રેડિયેશન એન્ડ ન્યુક્લિયર સાયન્સિસ ખાતે યોજાય છે. તત્વના જથ્થા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા ન્યુક્લાઇડના અર્ધ-જીવન અનુસાર પસંદ કરાયેલા વિવિધ ઇરેડિયેશન ચક્ર સાથે નમૂનાઓનું બે વાર ઇરેડિયેશન કરવામાં આવ્યું હતું. પ્રથમ, નમૂનાને 30 સેકન્ડ માટે ન્યુમેટિક ઇરેડિયેશન ટ્યુબમાં ઇરેડિયેશન કરવામાં આવ્યું હતું. આકૃતિ 3 માં થર્મલ અને ફાસ્ટ ન્યુટ્રોનના પ્રવાહો અનુક્રમે 4.6 × 1012 અને 9.6 × 1011 cm-2 s-1 છે, જે Mg, Al, Ca, Ti, V અને Mn ની સામગ્રી નક્કી કરવા માટે છે. MgO (99.99% શુદ્ધતા, Soekawa Chemical), Al (99.9% શુદ્ધતા, Soekawa Chemical), અને Si મેટલ (99.999% શુદ્ધતા, FUJIFILM Wako Pure Chemical) જેવા રસાયણોને પણ (n, n) જેવી દખલ કરતી પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓને સુધારવા માટે ઇરેડિયેશન કરવામાં આવ્યા હતા. ન્યુટ્રોન પ્રવાહમાં ફેરફાર સુધારવા માટે નમૂનાને સોડિયમ ક્લોરાઇડ (99.99% શુદ્ધતા; MANAC) સાથે પણ ઇરેડિયેશન કરવામાં આવ્યું હતું.
ન્યુટ્રોન ઇરેડિયેશન પછી, બાહ્ય પોલિઇથિલિન શીટને નવી સાથે બદલવામાં આવી, અને નમૂના અને સંદર્ભ દ્વારા ઉત્સર્જિત ગામા રેડિયેશનને તરત જ Ge ડિટેક્ટરથી માપવામાં આવ્યું. સમાન નમૂનાઓને ન્યુમેટિક ઇરેડિયેશન ટ્યુબમાં 4 કલાક માટે ફરીથી ઇરેડિયેશન કરવામાં આવ્યા. 2 માં Na, K, Ca, Sc, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, As, Content Se, Sb, Os, Ir અને Au નક્કી કરવા માટે અનુક્રમે 5.6 1012 અને 1.2 1012 cm-2 s-1 ના થર્મલ અને ઝડપી ન્યુટ્રોન ફ્લક્સ છે. Ga, As, Se, Sb, Os, Ir, અને Au ના નિયંત્રણ નમૂનાઓને ફિલ્ટર પેપરના બે ટુકડાઓ પર આ તત્વોની જાણીતી સાંદ્રતાના પ્રમાણભૂત દ્રાવણોની યોગ્ય માત્રા (10 થી 50 μg સુધી) લાગુ કરીને ઇરેડિયેશન કરવામાં આવ્યા, ત્યારબાદ નમૂનાઓનું ઇરેડિયેશન કરવામાં આવ્યું. ગામા કિરણોની ગણતરી ઇન્ટિગ્રેટેડ રેડિયેશન એન્ડ ન્યુક્લિયર સાયન્સ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ, ક્યોટો યુનિવર્સિટી અને RI રિસર્ચ સેન્ટર, ટોક્યો મેટ્રોપોલિટન યુનિવર્સિટી ખાતે કરવામાં આવી હતી. INAA તત્વોના જથ્થાત્મક નિર્ધારણ માટે વિશ્લેષણાત્મક પ્રક્રિયાઓ અને સંદર્ભ સામગ્રી અમારા અગાઉના કાર્યમાં વર્ણવેલ પ્રક્રિયાઓ જેવી જ છે.
NIPR ખાતે રયુગુ નમૂનાઓ A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) અને C0087 (<1 mg) ના વિવર્તન પેટર્ન એકત્રિત કરવા માટે એક્સ-રે ડિફ્રેક્ટોમીટર (રીગાકુ સ્માર્ટલેબ) નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. NIPR ખાતે રયુગુ નમૂનાઓ A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) અને C0087 (<1 mg) ના વિવર્તન પેટર્ન એકત્રિત કરવા માટે એક્સ-રે ડિફ્રેક્ટોમીટર (રીગાકુ સ્માર્ટલેબ) નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. Рентгеновский дифрактометр (રિગાકુ સ્માર્ટલેબ) એમજી) NIPR માં. NIPR માં Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg), અને C0087 (<1 mg) નમૂનાઓના વિવર્તન પેટર્ન એકત્રિત કરવા માટે એક્સ-રે ડિફ્રેક્ટોમીટર (રીગાકુ સ્માર્ટલેબ) નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.XX ડિફ્રાક્ટોગરામમы образцов Ryugu A0029 (<1 ml), A0037 (<1 ml) અને C0087 (<1 ml) были получены в NIPR с использовагены в NIPR (રિગાકુ સ્માર્ટલેબ). NIPR ખાતે એક્સ-રે ડિફ્રેક્ટોમીટર (રિગાકુ સ્માર્ટલેબ) નો ઉપયોગ કરીને Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (<1 mg) અને C0087 (<1 mg) ના નમૂનાઓના એક્સ-રે ડિફ્રેક્શન પેટર્ન મેળવવામાં આવ્યા હતા.બધા નમૂનાઓને નીલમ કાચની પ્લેટનો ઉપયોગ કરીને સિલિકોન નોન-રિફ્લેક્ટિવ વેફર પર બારીક પાવડરમાં પીસવામાં આવ્યા હતા અને પછી કોઈપણ પ્રવાહી (પાણી અથવા આલ્કોહોલ) વગર સિલિકોન નોન-રિફ્લેક્ટિવ વેફર પર સમાનરૂપે ફેલાવવામાં આવ્યા હતા. માપનની શરતો નીચે મુજબ છે: Cu Kα એક્સ-રે રેડિયેશન 40 kV ના ટ્યુબ વોલ્ટેજ અને 40 mA ના ટ્યુબ કરંટ પર ઉત્પન્ન થાય છે, મર્યાદિત સ્લિટ લંબાઈ 10 mm છે, ડાયવર્જન્સ એંગલ (1/6)° છે, ઇન-પ્લેન રોટેશન સ્પીડ 20 rpm છે, અને રેન્જ 2θ (ડબલ બ્રેગ એંગલ) 3-100° છે અને વિશ્લેષણ કરવામાં લગભગ 28 કલાક લાગે છે. બ્રેગ બ્રેન્ટાનો ઓપ્ટિક્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. ડિટેક્ટર એક-પરિમાણીય સિલિકોન સેમિકન્ડક્ટર ડિટેક્ટર (D/teX અલ્ટ્રા 250) છે. Ni ફિલ્ટરનો ઉપયોગ કરીને Cu Kβ ના એક્સ-રે દૂર કરવામાં આવ્યા હતા. ઉપલબ્ધ નમૂનાઓનો ઉપયોગ કરીને, કૃત્રિમ મેગ્નેશિયન સેપોનાઇટ (JCSS-3501, કુનિમાઇન ઇન્ડસ્ટ્રીઝ CO. લિમિટેડ), સર્પેન્ટાઇન (લીફ સર્પેન્ટાઇન, મિયાઝુ, નિક્કા) અને પાયરોટાઇટ (મોનોક્લિનિક 4C, ચિહુઆ, મેક્સિકો વોટ્સ) ના માપનની સરખામણી શિખરો ઓળખવા અને ઇન્ટરનેશનલ સેન્ટર ફોર ડિફ્રેક્શન ડેટા, ડોલોમાઇટ (PDF 01-071-1662) અને મેગ્નેટાઇટ (PDF 00-019-0629) ના પાવડર ફાઇલ ડેટા ડિફ્રેક્શન ડેટાનો ઉપયોગ કરવા માટે કરવામાં આવી હતી. ર્યુગુના ડિફ્રેક્શન ડેટાની તુલના હાઇડ્રોઅલર્ટેડ કાર્બોનેસિયસ કોન્ડ્રાઇટ્સ, ઓર્ગેઇલ CI, Y-791198 CM2.4, અને Y 980115 CY (હીટિંગ સ્ટેજ III, 500–750°C) ના ડેટા સાથે પણ કરવામાં આવી હતી. સરખામણીમાં ઓર્ગેઇલ સાથે સમાનતા જોવા મળી હતી, પરંતુ Y-791198 અને Y 980115 સાથે નહીં.
FIB માંથી બનાવેલા નમૂનાઓના અલ્ટ્રાથિન સેક્શનના કાર્બન એજ K સાથે NEXAFS સ્પેક્ટ્રાને ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ મોલેક્યુલર સાયન્સિસ (ઓકાઝાકી, જાપાન) ખાતે UVSOR સિંક્રોટ્રોન સુવિધા ખાતે STXM BL4U ચેનલનો ઉપયોગ કરીને માપવામાં આવ્યો હતો. ફ્રેસ્નેલ ઝોન પ્લેટ સાથે ઓપ્ટિકલી ફોકસ કરેલા બીમનું સ્પોટ કદ આશરે 50 nm છે. નજીકના ધાર પ્રદેશ (283.6–292.0 eV) ની બારીક રચના માટે ઉર્જા પગલું 0.1 eV અને આગળ અને પાછળના પ્રદેશો માટે 0.5 eV (280.0–283.5 eV અને 292.5–300.0 eV) છે. દરેક છબી પિક્સેલ માટેનો સમય 2 ms પર સેટ કરવામાં આવ્યો હતો. ખાલી કરાવ્યા પછી, STXM વિશ્લેષણાત્મક ચેમ્બર લગભગ 20 mbar ના દબાણે હિલીયમથી ભરવામાં આવ્યો હતો. આ ચેમ્બર અને નમૂના ધારકમાં એક્સ-રે ઓપ્ટિક્સ સાધનોના થર્મલ ડ્રિફ્ટને ઘટાડવામાં મદદ કરે છે, તેમજ નમૂનાના નુકસાન અને/અથવા ઓક્સિડેશન ઘટાડવામાં મદદ કરે છે. NEXAFS K-એજ કાર્બન સ્પેક્ટ્રા aXis2000 સોફ્ટવેર અને માલિકીના STXM ડેટા પ્રોસેસિંગ સોફ્ટવેરનો ઉપયોગ કરીને સ્ટેક્ડ ડેટામાંથી જનરેટ કરવામાં આવ્યા હતા. નોંધ કરો કે સેમ્પલ ટ્રાન્સફર કેસ અને ગ્લોવબોક્સનો ઉપયોગ સેમ્પલ ઓક્સિડેશન અને દૂષણ ટાળવા માટે થાય છે.
STXM-NEXAFS વિશ્લેષણ પછી, JAMSTEC NanoSIMS 50L સાથે આઇસોટોપ ઇમેજિંગનો ઉપયોગ કરીને Ryugu FIB સ્લાઇસેસના હાઇડ્રોજન, કાર્બન અને નાઇટ્રોજનની આઇસોટોપિક રચનાનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું. કાર્બન અને નાઇટ્રોજન આઇસોટોપ વિશ્લેષણ માટે લગભગ 2 pA અને હાઇડ્રોજન આઇસોટોપ વિશ્લેષણ માટે લગભગ 13 pA નું કેન્દ્રિત Cs+ પ્રાથમિક બીમ નમૂના પર લગભગ 24 × 24 µm2 થી 30 × 30 µm2 ના વિસ્તારમાં રાસ્ટરાઇઝ્ડ કરવામાં આવે છે. પ્રમાણમાં મજબૂત પ્રાથમિક બીમ પ્રવાહ પર 3-મિનિટના પ્રિસ્પ્રે પછી, ગૌણ બીમની તીવ્રતાના સ્થિરીકરણ પછી દરેક વિશ્લેષણ શરૂ કરવામાં આવ્યું હતું. કાર્બન અને નાઇટ્રોજન આઇસોટોપ્સના વિશ્લેષણ માટે, 12C–, 13C–, 16O–, 12C14N– અને 12C15N– ની છબીઓ એકસાથે સાત ઇલેક્ટ્રોન ગુણક મલ્ટિપ્લેક્સ શોધનો ઉપયોગ કરીને મેળવવામાં આવી હતી જેનું માસ રિઝોલ્યુશન લગભગ 9000 છે, જે બધા સંબંધિત આઇસોટોપિક સંયોજનોને અલગ કરવા માટે પૂરતું છે. દખલગીરી (એટલે ​​કે 13C પર 12C1H અને 12C15N પર 13C14N). હાઇડ્રોજન આઇસોટોપ્સના વિશ્લેષણ માટે, ત્રણ ઇલેક્ટ્રોન ગુણકનો ઉપયોગ કરીને બહુવિધ શોધ સાથે આશરે 3000 ના માસ રિઝોલ્યુશન સાથે 1H-, 2D- અને 12C- છબીઓ મેળવવામાં આવી હતી. દરેક વિશ્લેષણમાં સમાન વિસ્તારની 30 સ્કેન કરેલી છબીઓ હોય છે, જેમાં એક છબીમાં કાર્બન અને નાઇટ્રોજન આઇસોટોપ વિશ્લેષણ માટે 256 × 256 પિક્સેલ્સ અને હાઇડ્રોજન આઇસોટોપ વિશ્લેષણ માટે 128 × 128 પિક્સેલ્સ હોય છે. વિલંબ સમય કાર્બન અને નાઇટ્રોજન આઇસોટોપ વિશ્લેષણ માટે 3000 µs પ્રતિ પિક્સેલ અને હાઇડ્રોજન આઇસોટોપ વિશ્લેષણ માટે 5000 µs પ્રતિ પિક્સેલ છે. અમે ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટલ માસ ફ્રેક્શનેશન 45 ને માપાંકિત કરવા માટે હાઇડ્રોજન, કાર્બન અને નાઇટ્રોજન આઇસોટોપ ધોરણો તરીકે 1-હાઇડ્રોક્સિબેન્ઝોટ્રિઆઝોલ હાઇડ્રેટનો ઉપયોગ કર્યો છે.
FIB C0068-25 પ્રોફાઇલમાં પ્રીસોલર ગ્રેફાઇટની સિલિકોન આઇસોટોપિક રચના નક્કી કરવા માટે, અમે લગભગ 9000 ના માસ રિઝોલ્યુશન સાથે છ ઇલેક્ટ્રોન મલ્ટિપ્લાયર્સનો ઉપયોગ કર્યો. છબીઓમાં 256 × 256 પિક્સેલ્સનો સમાવેશ થાય છે જેનો વિલંબ સમય 3000 µs પ્રતિ પિક્સેલ છે. અમે હાઇડ્રોજન, કાર્બન અને સિલિકોન આઇસોટોપ ધોરણો તરીકે સિલિકોન વેફર્સનો ઉપયોગ કરીને માસ ફ્રેક્શનેશન ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટનું માપાંકન કર્યું.
નાસાના NanoSIMS45 ઇમેજિંગ સોફ્ટવેરનો ઉપયોગ કરીને આઇસોટોપ છબીઓ પર પ્રક્રિયા કરવામાં આવી હતી. ઇલેક્ટ્રોન ગુણક ડેડ ટાઇમ (44 ns) અને ક્વાસી-મલ્ટેનિયસ આગમન અસરો માટે ડેટાને સુધારવામાં આવ્યો હતો. સંપાદન દરમિયાન છબી ડ્રિફ્ટને સુધારવા માટે દરેક છબી માટે અલગ સ્કેન ગોઠવણી. દરેક સ્કેન પિક્સેલ માટે દરેક છબીમાંથી ગૌણ આયનો ઉમેરીને અંતિમ આઇસોટોપ છબી બનાવવામાં આવે છે.
STXM-NEXAFS અને NanoSIMS વિશ્લેષણ પછી, કોચી, JAMSTEC ખાતે 200 kV ના પ્રવેગક વોલ્ટેજ પર ટ્રાન્સમિશન ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ (JEOL JEM-ARM200F) નો ઉપયોગ કરીને સમાન FIB વિભાગોની તપાસ કરવામાં આવી. ડાર્ક ફિલ્ડમાં બ્રાઇટ-ફિલ્ડ TEM અને હાઇ-એંગલ સ્કેનિંગ TEM નો ઉપયોગ કરીને માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરનું અવલોકન કરવામાં આવ્યું. સ્પોટ ઇલેક્ટ્રોન ડિફ્રેક્શન અને લેટીસ બેન્ડ ઇમેજિંગ દ્વારા ખનિજ તબક્કાઓ ઓળખવામાં આવ્યા હતા, અને EDS દ્વારા 100 mm2 સિલિકોન ડ્રિફ્ટ ડિટેક્ટર અને JEOL એનાલિસિસ સ્ટેશન 4.30 સોફ્ટવેર સાથે રાસાયણિક વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. માત્રાત્મક વિશ્લેષણ માટે, દરેક તત્વ માટે લાક્ષણિક એક્સ-રે તીવ્રતા TEM સ્કેનિંગ મોડમાં 30 સેકન્ડના નિશ્ચિત ડેટા સંપાદન સમય, ~100 × 100 nm2 ના બીમ સ્કેનિંગ ક્ષેત્ર અને 50 pA ના બીમ પ્રવાહ સાથે માપવામાં આવી હતી. સ્તરીય સિલિકેટમાં ગુણોત્તર (Si + Al)-Mg-Fe પ્રાયોગિક ગુણાંક k નો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરવામાં આવ્યો હતો, જે જાડાઈ માટે સુધારેલ છે, કુદરતી પાયરોપેગાર્નેટના ધોરણમાંથી મેળવેલ છે.
આ અભ્યાસમાં ઉપયોગમાં લેવાયેલી બધી છબીઓ અને વિશ્લેષણ JAXA ડેટા આર્કાઇવિંગ એન્ડ કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ (DARTS) https://www.darts.isas.jaxa.jp/curation/hayabusa2 પર ઉપલબ્ધ છે. આ લેખ મૂળ ડેટા પ્રદાન કરે છે.
કિટારી, કે. વગેરે. હાયાબુસા2 NIRS3 સાધન દ્વારા અવલોકન કરાયેલ એસ્ટરોઇડ 162173 રયુગુની સપાટી રચના. વિજ્ઞાન 364, 272–275.
કિમ, એજે યામાટો-પ્રકારના કાર્બોનેસિયસ કોન્ડ્રાઇટ્સ (CY): રયુગુ એસ્ટરોઇડ સપાટીના એનાલોગ? ભૂ-રસાયણશાસ્ત્ર 79, 125531 (2019).
પિલોર્જેટ, એસ. એટ અલ. ર્યુગુ નમૂનાઓનું પ્રથમ રચનાત્મક વિશ્લેષણ માઇક્રોઓમેગા હાઇપરસ્પેક્ટ્રલ માઇક્રોસ્કોપનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યું હતું. નેશનલ એસ્ટ્રોન. 6, 221–225 (2021).
યાદા, ટી. એટ અલ. સી-ટાઈપ એસ્ટરોઇડ ર્યુગુમાંથી પરત આવેલા હ્યાબુસા2 નમૂનાનું પ્રારંભિક વિશ્લેષણ. નેશનલ એસ્ટ્રોન. 6, 214–220 (2021).