Mèsi paske ou te vizite Nature.com. Vèsyon navigatè w ap itilize a gen yon sipò CSS limite. Pou pi bon eksperyans lan, nou rekòmande pou w itilize yon navigatè ki ajou (oswa dezaktive Mòd Konpatibilite nan Internet Explorer). Antretan, pou asire sipò kontinyèl, nou pral rann sit la san estil ak JavaScript.
Astewoyid tip C yo, ki volatil e rich an matyè òganik, ka youn nan prensipal sous dlo sou Latè. Kounye a, kondrit ki gen kabòn yo bay pi bon lide sou konpozisyon chimik yo, men enfòmasyon sou meteyorit yo defòme: se sèlman kalite ki pi dirab yo ki siviv lè yo antre nan atmosfè a epi answit kominike avèk anviwònman Latè a. Isit la, nou prezante rezilta yon etid volimik ak mikwoanalitik detaye sou patikil prensipal Ryugu ki te delivre sou Latè pa veso espasyal Hayabusa-2 la. Patikil Ryugu yo montre yon match sere nan konpozisyon ak kondrit CI (tip Iwuna) ki pa fraksyone chimikman men ki modifye pa dlo, ki lajman itilize kòm yon endikatè sou konpozisyon jeneral sistèm solè a. Espesimèn sa a montre yon relasyon espasyal konplèks ant òganik alifatik rich ak silikat an kouch epi li endike yon tanperati maksimòm anviwon 30 °C pandan ewozyon dlo. Nou te jwenn yon abondans deteryòm ak dyazonyòm ki konsistan avèk yon orijin èkstrasolè. Patikil Ryugu yo se materyèl etranje ki pi kontamine e ki pi inséparab ki janm etidye epi ki pi byen adapte ak konpozisyon jeneral sistèm solè a.
Soti jen 2018 rive novanm 2019, veso espasyal Hayabusa2, ki soti nan Ajans Eksplorasyon Aerospasyal Japon an (JAXA), te fè yon gwo sondaj a distans sou asteroyid Ryugu. Done ki soti nan Spectromèt Pwòch Enfrawouj (NIRS3) ki nan Hayabusa-2 sijere ke Ryugu ka konpoze de yon materyèl ki sanble ak kondrit kabonèz ki metamòfik tèmikman ak/oswa chòk. Materyèl ki pi pre a se kondrit CY (tip Yamato) 2. Albedo ki ba Ryugu a ka eksplike pa prezans yon gwo kantite konpozan ki rich an kabòn, osi byen ke gwosè patikil, porosit, ak efè metewoloji espasyal. Veso espasyal Hayabusa-2 a te fè de aterisaj ak koleksyon echantiyon sou Ryuga. Pandan premye aterisaj la, 21 fevriye 2019, yo te jwenn materyèl sifas, ki te estoke nan konpatiman A nan kapsil retou a, epi pandan dezyèm aterisaj la, 11 jiyè 2019, yo te kolekte materyèl toupre yon kratè atifisyèl ki te fòme pa yon ti enpaktè pòtab. Echantiyon sa yo estoke nan Pawas C. Premye karakterizasyon non-destriktif patikil yo nan Etap 1 nan chanm espesyal, ki pa kontamine e ki plen ak nitwojèn pi nan enstalasyon JAXA yo te endike ke patikil Ryugu yo te pi sanble ak kondrit CI4 yo epi yo te montre "divès nivo varyasyon"3. Klasifikasyon Ryugu a, ki sanble ak kondrit CY oswa CI yo, ka sèlman rezoud pa karakterizasyon izotopik, elemantè ak mineralojik detaye sou patikil Ryugu yo. Rezilta yo prezante isit la bay yon baz solid pou detèmine kilès nan de eksplikasyon preliminè sa yo pou konpozisyon jeneral astewoyid Ryugu a ki gen plis chans rive.
Uit grenn Ryugu (apeprè 60mg an total), kat ki soti nan Chanm A ak kat ki soti nan Chanm C, te asiyen nan Faz 2 pou jere ekip Kochi a. Objektif prensipal etid la se pou klarifye nati, orijin ak istwa evolisyonè astewoyid Ryugu a, epi pou dokimante resanblans ak diferans ak lòt espesimèn ekstraterès li te ye tankou kondrit, patikil pousyè entèplanetè (IDP) ak komèt k ap retounen. Echantiyon yo te kolekte pa misyon Stardust NASA a.
Analiz mineraloji detaye sou senk grenn Ryugu (A0029, A0037, C0009, C0014 ak C0068) te montre ke yo konpoze sitou ak filosilikat ki gen grenn amann ak koryas (~64–88 vol.%; Fig. 1a, b, Fig. Siplemantè 1). ak tablo adisyonèl 1). Filosilikat ki gen grenn koryas yo parèt kòm agregasyon pene (jiska plizyè dizèn mikron nan gwosè) nan matris ki rich an filosilikat ki gen grenn amann (mwens pase kèk mikron nan gwosè). Patikil silikat an kouch yo se senbyont serpentine-saponit (Fig. 1c). Kat (Si + Al)-Mg-Fe a montre tou ke matris silikat an kouch an mas la gen yon konpozisyon entèmedyè ant serpentine ak saponit (Fig. 2a, b). Matris filosilikat la genyen mineral kabonat (~2–21 vol.%), mineral silfid (~2.4–5.5 vol.%), ak mayetit (~3.6–6.8 vol.%). Youn nan patikil yo egzamine nan etid sa a (C0009) te genyen yon ti kantite (~0.5 vol.%) silikat anidrid (olivin ak piroksèn), ki ka ede idantifye materyèl sous ki te konpoze wòch Ryugu kri a5. Silikat anidrid sa a ra nan granules Ryugu epi li te sèlman idantifye pozitivman nan granules C0009. Kabonat yo prezan nan matris la kòm fragman (mwens pase kèk santèn mikron), sitou dolomit, ak ti kantite kabonat kalsyòm ak brinèl. Mayetit rive kòm patikil izole, framboid, plak, oswa agregat esferik. Silfid yo sitou reprezante pa pirotit sou fòm prism/plak egzagonal iregilye oswa lat. Matris la genyen yon gwo kantite pentlandit submikwon oswa an konbinezon ak pirotit. Faz ki rich an kabòn (<10 µm nan gwosè) prezan toupatou nan matris ki rich an filosilikat la. Faz ki rich an kabòn (<10 µm nan gwosè) prezan toupatou nan matris ki rich an filosilikat la. Богатые углеродом фазы (размером <10 мкм) встречаются повсеместно в богатой филлосиликатататрат. Faz ki rich an kabòn (<10 µm nan gwosè) prezan toupatou nan matris ki rich an filosilikat la.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. Faz ki rich an kabòn (<10 µm nan gwosè) predomine nan matris ki rich an filosilikat la.Lòt mineral oksilyè yo montre nan Tablo Siplemantè 1. Lis mineral yo detèmine apati modèl difraksyon reyon X melanj C0087 ak A0029 ak A0037 la trè konsistan avèk sa yo detèmine nan kondrit CI (Orgueil) la, men li diferan anpil de kondrit CY ak CM (tip Mighei) yo (Figi 1 ak done elaji ak Figi Siplemantè 2). Kontni total eleman grenn Ryugu yo (A0098, C0068) konsistan tou avèk kondrit 6 CI (done elaji, Fig. 2 ak Tablo Siplemantè 2). Okontrè, kondrit CM yo apovri nan eleman modere ak trè temèt, espesyalman Mn ak Zn, epi pi wo nan eleman refraktè7. Konsantrasyon kèk eleman yo varye anpil, sa ki ka yon refleksyon sou eterogeneite natirèl echantiyon an akòz ti gwosè patikil endividyèl yo ak patipri echantiyonaj ki soti a. Tout karakteristik petwolojik, mineralojik ak eleman yo endike ke grenn Ryugu yo sanble anpil ak kondrit CI8,9,10 yo. Yon eksepsyon remakab se absans feridrit ak silfat nan grenn Ryugu yo, sa ki sijere ke mineral sa yo nan kondrit CI yo te fòme pa degradasyon terès.
a, Imaj radyografi konpoze seksyon poli sèk C0068 Mg Kα (wouj), Ca Kα (vèt), Fe Kα (ble), ak S Kα (jòn). Fraksyon an konsiste de silikat an kouch (wouj: ~88 vol%), kabonat (dolomit; vèt klè: ~1.6 vol%), mayetit (ble: ~5.3 vol%) ak silfid (jòn: silfid = ~2.5% vol). esè. b, imaj rejyon kontou a nan elektwon retrodifize sou a. Bru – imatur; Dole – dolomit; FeS se silfid fè; Mag – mayetit; ji – savon; Srp – serpan. c, imaj mikwoskòp elektwonik transmisyon (TEM) wo rezolisyon nan yon kwasman saponit-serpan tipik ki montre bann rezo serpan ak saponit 0.7 nm ak 1.1 nm, respektivman.
Konpozisyon matris la ak silikat an kouch (an %) patikil Ryugu A0037 (sèk wouj solid) ak C0068 (sèk ble solid) yo montre nan sistèm tenè (Si+Al)-Mg-Fe a. a, Rezilta Mikwoanaliz Sond Elektwon (EPMA) yo trase kont kondrit CI (Ivuna, Orgueil, Alais)16 yo montre an gri pou konparezon. b, Analiz TEM eskanè (STEM) ak espektroskopi reyon X dispèsyon enèji (EDS) yo montre pou konparezon ak meteyorit Orgueil9 ak Murchison46 ak IDP47 idrate. Yo te analize filosilikat ki gen grenn amann ak grenn koryas, evite ti patikil silfid fè. Liy pwentiye yo nan a ak b montre liy disolisyon saponit ak serpantin. Konpozisyon ki rich an fè nan a ka akòz grenn silfid fè submikwon nan grenn silikat an kouch yo, ki pa ka eskli pa rezolisyon espasyal analiz EPMA a. Pwen done ki gen yon kontni Si ki pi wo pase saponit nan b a ka koze pa prezans materyèl amorf rich an silikon ki gen gwosè nano nan entèstis kouch filosilikat la. Kantite analiz: N=69 pou A0037, N=68 pou EPMA, N=68 pou C0068, N=19 pou A0037 ak N=27 pou C0068 pou STEM-EDS. c, kat izotòp patikil triyoksi Ryugu C0014-4 konpare ak valè kondrit CI (Orgueil), CY (Y-82162) ak done literati (CM ak C2-ung)41,48,49. Nou te jwenn done pou meteyorit Orgueil ak Y-82162 yo. CCAM se yon liy mineral kondrit kabonik anid, TFL se yon liy divizyon tè. d, kat Δ17O ak δ18O pou patikil Ryugu C0014-4, kondrit CI (Orgueil), ak kondrit CY (Y-82162) (etid sa a). Δ17O_Ryugu: Valè Δ17O C0014-1. Δ17O_Orgueil: Valè mwayèn Δ17O pou Orgueil. Δ17O_Y-82162: Valè mwayèn Δ17O pou Y-82162. Done CI ak CY ki soti nan literati 41, 48, 49 yo montre tou pou konparezon.
Yo te fè analiz izotòp mas oksijèn nan yon echantiyon 1.83 mg materyèl ki te ekstrè nan C0014 granulaire pa fluorinasyon lazè (Metòd). Pou konparezon, nou te teste sèt kopi Orgueil (CI) (mas total = 8.96 mg) ak sèt kopi Y-82162 (CY) (mas total = 5.11 mg) (Tablo Siplemantè 3).
Figi 2d a montre yon separasyon klè ant Δ17O ak δ18O ant patikil mwayèn pwa Orgueil ak Ryugu konpare ak Y-82162. Δ17O patikil Ryugu C0014-4 la pi wo pase patikil Orgeil la, malgre sipèpoze a nan 2 sd. Patikil Ryugu yo gen valè Δ17O ki pi wo konpare ak Orgeil, sa ki ka reflete polisyon terès Orgeil depi li te tonbe an 1864. Degradasyon nan anviwònman terès la11 nesesèman lakòz enkòporasyon oksijèn atmosferik, sa ki fè analiz jeneral la pi pre liy fraksyonasyon terès la (TFL). Konklizyon sa a konsistan avèk done mineralojik yo (ki te diskite pi bonè) ke grenn Ryugu yo pa gen idrat oswa silfat, alòske Orgeil genyen.
Baze sou done mineraloji ki anwo yo, rezilta sa yo sipòte yon asosyasyon ant grenn Ryugu yo ak kondrit CI yo, men yo elimine yon asosyasyon ant kondrit CY yo. Lefèt ke grenn Ryugu yo pa asosye avèk kondrit CY yo, ki montre siy klè nan mineraloji dezidratasyon, se yon bagay ki dwòl. Obsèvasyon orbital Ryugu yo sanble endike ke li te sibi dezidratasyon e pakonsekan li pwobabman konpoze de materyèl CY. Rezon ki fè diferans aparan sa a rete enkoni. Yon analiz izotòp oksijèn nan lòt patikil Ryugu yo prezante nan yon atik konpayon 12. Sepandan, rezilta seri done pwolonje sa a konsistan tou ak asosyasyon ant patikil Ryugu yo ak kondrit CI yo.
Lè nou te itilize teknik mikwoanaliz kowòdone (Fig. Siplemantè 3), nou te egzamine distribisyon espasyal kabòn òganik sou tout sifas fraksyon gwo bout bwa iyon konsantre (FIB) C0068.25 la (Fig. 3a-f). Espèk absòpsyon reyon X estrikti amann kabòn (NEXAFS) nan kwen ki toupre a nan seksyon C0068.25 la montre plizyè gwoup fonksyonèl - aromatik oswa C=C (285.2 eV), C=O (286.5 eV), CH4 (287.5 eV) ak C(=O)O (288.8 eV) - estrikti grafèn nan absan nan 291.7 eV (Fig. 3a), ki vle di yon degre varyasyon tèmik ki ba. Pik CH4 fò a (287.5 eV) nan òganik pasyèl C0068.25 la diferan de òganik ensolub nan kondrit kabonik ki te etidye deja epi li pi sanble ak IDP14 ak patikil komèt yo te jwenn nan misyon Stardust la. Yon pik CH fò nan 287.5 eV ak yon pik aromatik oswa C=C ki trè fèb nan 285.2 eV endike ke konpoze òganik yo rich nan konpoze alifatik (Fig. 3a ak Fig. Siplemantè 3a). Zòn ki rich nan konpoze òganik alifatik yo lokalize nan filosilikat ki gen grenn koryas, osi byen ke nan zòn ki gen yon estrikti kabòn aromatik (oswa C=C) ki pòv (Fig. 3c,d). Okontrè, A0037,22 (Fig. Siplemantè 3) te montre pasyèlman yon kontni ki pi ba nan rejyon rich an kabòn alifatik. Mineraloji fondamantal grenn sa yo rich nan kabonat, menm jan ak kondrit CI 16, ki sijere yon modifikasyon enpòtan nan dlo sous la (Tablo Siplemantè 1). Kondisyon oksidasyon yo pral favorize pi gwo konsantrasyon gwoup fonksyonèl karbonil ak karboksil nan konpoze òganik ki asosye ak kabonat. Distribisyon submikwon òganik ki gen estrikti kabòn alifatik yo ka trè diferan de distribisyon silikat kouch ki gen grenn koryas. Yo te jwenn endis konpoze òganik alifatik ki asosye avèk filosilikat-OH nan meteyorit Tagish Lake la. Done mikwoanalitik kowòdone sijere ke matyè òganik ki rich nan konpoze alifatik yo ka gaye anpil nan astewoyid tip C yo epi yo asosye byen sere avèk filosilikat yo. Konklizyon sa a konsistan avèk rapò anvan yo sou CH alifatik/aromatik nan patikil Ryugu yo demontre pa MicroOmega, yon mikwoskòp ipèspektral enfrawouj tou pre. Yon kesyon enpòtan ki poko rezoud se si pwopriyete inik konpoze òganik alifatik ki rich an kabòn ki asosye avèk filosilikat ki gen grenn koryas yo obsève nan etid sa a yo jwenn sèlman sou astewoyid Ryugu a.
a, Espèk kabòn NEXAFS yo nòmalize a 292 eV nan rejyon rich aromatik (C=C) la (wouj), nan rejyon rich alifatik la (vèt), ak nan matris la (ble). Liy gri a se espèk òganik ensolub Murchison 13 la pou konparezon. au, inite abitraj. b, Imaj espektral mikwoskòp transmisyon radyografi optik (STXM) yon kwen K kabòn ki montre ke seksyon an domine pa kabòn. c, Graf konpoze RGB ak rejyon rich aromatik (C=C) (wouj), rejyon rich alifatik (vèt), ak matris (ble). d, òganik ki rich nan konpoze alifatik yo konsantre nan filosilikat grenn koryas, zòn nan elaji apati bwat blan pwentiye yo nan b ak c. e, gwo nanosfè (ng-1) nan zòn nan elaji apati bwat blan pwentiye yo nan b ak c. Pou: pirotit. Pn: nikèl-kromit. f, Espèktrometri Mas Ion Segondè Nanoechèl (NanoSIMS), imaj eleman Idwojèn (1H), Kabòn (12C), ak Azòt (12C14N), imaj rapò eleman 12C/1H, ak imaj izotòp kwaze δD, δ13C, ak δ15N – Seksyon PG-1: grafit presolè ak anrichisman 13C ekstrèm (Tablo Siplemantè 4).
Etid sinetik sou degradasyon matyè òganik nan meteyorit Murchison yo ka bay enfòmasyon enpòtan sou distribisyon etewojèn matyè òganik alifatik ki rich nan grenn Ryugu yo. Etid sa a montre ke lyezon CH alifatik nan matyè òganik yo pèsiste jiska yon tanperati maksimòm anviwon 30°C nan paran an ak/oswa chanje avèk relasyon tan-tanperati (pa egzanp 200 ane a 100°C ak 0°C 100 milyon ane). Si prekisè a pa chofe nan yon tanperati bay pou plis pase yon sèten tan, distribisyon orijinal matyè òganik alifatik ki rich nan filosilikat yo ka konsève. Sepandan, chanjman dlo wòch sous la ka konplike entèpretasyon sa a, paske A0037 ki rich an kabonat pa montre okenn rejyon alifatik ki rich an kabòn ki asosye ak filosilikat yo. Chanjman tanperati ki ba sa a koresponn apeprè ak prezans fèlspa kib nan grenn Ryugu yo (Tablo Siplemantè 1) 20.
Fraksyon C0068.25 (ng-1; Fig. 3a–c,e) gen yon gwo nanosfè ki montre yon spectre C(=O)O ak C=O ki trè aromatik (oswa C=C), modera alifatik, ak fèb. Siyati kabòn alifatik la pa koresponn ak siyati konpoze òganik ensolubl an gwo ak nanosfè òganik ki asosye ak kondrit yo (Fig. 3a) 17,21. Analiz spektroskopik Raman ak enfrawouj nan nanosfè nan Lak Tagish te montre ke yo konsiste de konpoze òganik alifatik ak okside ak konpoze òganik aromatik polisiklik dezòdone ak yon estrikti konplèks22,23. Piske matris ki antoure a gen ladan òganik ki rich nan konpoze alifatik, siyati kabòn alifatik nan ng-1 la ka yon atifak analitik. Sa ki enteresan, ng-1 gen ladan silikat amorf entegre (Fig. 3e), yon teksti ki poko rapòte pou okenn òganik ekstraterès. Silikat amorf yo ka konpozan natirèl ng-1 oswa yo ka rezilta amorfizasyon silikat akeuz/anid pa yon gwo bout bwa iyon ak/oswa elektwon pandan analiz.
Imaj iyon NanoSIMS nan seksyon C0068.25 la (Fig. 3f) montre chanjman inifòm nan δ13C ak δ15N, eksepte pou grenn presolè yo ak yon gwo anrichisman 13C ki rive 30,811‰ (PG-1 nan imaj δ13C nan Fig. 3f) (Tablo Siplemantè 4). Imaj grenn elemantè radyografi yo ak imaj TEM ki gen gwo rezolisyon yo montre sèlman konsantrasyon kabòn nan ak distans ki genyen ant plan bazal yo ki rive 0.3 nm, ki koresponn ak grafit. Li enpòtan pou note ke valè δD (841 ± 394‰) ak δ15N (169 ± 95‰), ki anrichi nan matyè òganik alifatik ki asosye ak filosilikat ki gen grenn koryas, yo tounen yon ti kras pi wo pase mwayèn pou tout rejyon C a (δD = 528 ± 139‰). ‰, δ15N = 67 ± 15 ‰) nan C0068.25 (Tablo Siplemantè 4). Obsèvasyon sa a sijere ke òganik ki rich an alifatik nan filosilikat ki gen grenn koryas yo ka pi primitif pase òganik ki antoure yo, piske lèt yo ka sibi yon echanj izotopik ak dlo ki antoure a nan kò orijinal la. Altènativman, chanjman izotopik sa yo ka gen rapò tou ak pwosesis fòmasyon inisyal la. Yo entèprete ke silikat kouch amann nan kondrit CI yo te fòme kòm rezilta yon modifikasyon kontinyèl nan gwoup silikat anid orijinal ki gen grenn koryas yo. Matyè òganik ki rich an alifatik yo ka te fòme apati molekil prekisè nan disk protoplanetè a oswa nan mwayen entèstelè a anvan fòmasyon sistèm solè a, epi answit yo te yon ti jan chanje pandan chanjman dlo nan kò paran Ryugu (gwo) an. Gwosè Ryugu a (<1.0 km2) twò piti pou kenbe chalè entèn li ase pou modifikasyon akeuz la ka fòme mineral idre25. Gwosè Ryugu a (<1.0 km2) twò piti pou kenbe ase chalè entèn pou modifikasyon akeuz la fòme mineral idre25. Размер (<1,0 км) Рюгу слишком мал, чтобы поддерживать достаточное внутреннее тепло дло но для живать образованием водных минералов25. Gwosè (<1.0 km) Ryugu twò piti pou kenbe ase chalè entèn pou chanjman dlo pou fòme mineral dlo25. 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氩25含 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氩25含 Размер Рюгу (<1,0 км) слишком мал, чтобы поддерживать внутреннее тепло для измененения водерживать водных минералов25. Gwosè Ryugu (<1.0 km) twò piti pou sipòte chalè entèn pou chanje dlo pou fòme mineral dlo25.Se poutèt sa, predesesè Ryugu yo ki gen plizyè dizèn kilomèt gwosè ka nesesè. Matyè òganik ki rich nan konpoze alifatik yo ka kenbe rapò izotòp orijinal yo akòz asosyasyon ak filosilikat ki gen grenn koryas. Sepandan, nati egzak transpòtè lou izotopik yo rete ensèten akòz melanj konplèks ak delika divès konpozan yo nan fraksyon FIB sa yo. Sa yo ka sibstans òganik ki rich nan konpoze alifatik nan granul Ryugu oswa filosilikat koryas ki antoure yo. Remake byen ke matyè òganik nan prèske tout kondrit kabonik (ki gen ladan kondrit CI) gen tandans pi rich nan D pase nan filosilikat, eksepte meteyorit CM Paris 24, 26 yo.
Tras volim δD ak δ15N tranch FIB yo jwenn pou tranch FIB A0002.23 ak A0002.26, A0037.22 ak A0037.23 ak C0068.23, C0068.25 ak C0068.26 (yon total sèt tranch FIB ki soti nan twa patikil Ryugu). Yon konparezon NanoSIMS ak lòt objè nan sistèm solè a montre nan fig. 4 (Tablo Siplemantè 4)27,28. Chanjman volim nan δD ak δ15N nan pwofil A0002, A0037, ak C0068 yo konsistan avèk sa yo ki nan IDP a, men pi wo pase nan kondrit CM ak CI yo (Fig. 4). Remake byen ke seri valè δD pou echantiyon Komèt 29 la (-240 a 1655‰) pi gwo pase sa ki nan Ryugu. Volim δD ak δ15N pwofil Ryukyu yo, anjeneral, pi piti pase mwayèn pou komèt nan fanmi Jipitè a ak nyaj Oort la (Fig. 4). Valè δD ki pi ba nan kondrit CI yo ka reflete enfliyans kontaminasyon terès nan echantiyon sa yo. Etandone resanblans ki genyen ant Bells, Lak Tagish, ak IDP, gwo eterogeneite nan valè δD ak δN nan patikil Ryugu yo ka reflete chanjman nan siyati izotopik inisyal konpozisyon òganik ak akeuz nan sistèm solè byen bonè a. Chanjman izotopik ki sanble nan δD ak δN nan patikil Ryugu ak IDP yo sijere ke tou de te ka fòme ak materyèl ki soti nan menm sous la. Yo kwè ke IDP yo soti nan sous komèt 14. Se poutèt sa, Ryugu ka gen materyèl ki sanble ak komèt ak/oswa omwen sistèm solè ekstèn nan. Sepandan, sa ka pi difisil pase sa nou di la a akòz (1) melanj dlo sferulitik ak dlo rich an D sou kò paran an 31 ak (2) rapò D/H komèt la kòm yon fonksyon aktivite komèt la 32. Sepandan, rezon ki fè yo obsève eterogeneite izotop idwojèn ak azòt nan patikil Ryugu yo pa byen konprann, an pati akòz kantite limite analiz ki disponib jodi a. Rezilta sistèm izotop idwojèn ak azòt yo toujou soulve posibilite ke Ryugu gen pifò materyèl ki soti andeyò Sistèm Solè a e konsa li ka montre kèk resanblans ak komèt yo. Pwofil Ryugu a pa montre okenn korelasyon aparan ant δ13C ak δ15N (Tablo Siplemantè 4).
Konpozisyon izotopik jeneral H ak N patikil Ryugu yo (sèk wouj: A0002, A0037; sèk ble: C0068) korele avèk mayitid solè 27, fanmi mwayèn Jipitè a (JFC27), ak komèt nyaj Oort yo (OCC27), IDP28, ak kondril kabonèz yo. Konparezon meteyorit 27 (CI, CM, CR, C2-ung). Konpozisyon izotopik la bay nan Tablo Siplemantè 4. Liy pwentiye yo se valè izotop terès pou H ak N.
Transpò volatil yo (pa egzanp matyè òganik ak dlo) sou Latè rete yon enkyetid26,27,33. Matyè òganik submikwon ki asosye ak filosilikat koryas nan patikil Ryugu idantifye nan etid sa a ka yon sous enpòtan nan volatil. Matyè òganik nan filosilikat ki gen grenn koryas pi byen pwoteje kont degradasyon16,34 ak pouri35 pase matyè òganik nan matris ki gen grenn amann. Konpozisyon izotopik ki pi lou nan idwojèn nan patikil yo vle di yo pa gen anpil chans pou yo sèl sous volatil ki te pote sou Latè byen bonè. Yo ka melanje ak konpozan ki gen yon konpozisyon izotopik idwojèn ki pi lejè, jan yo te pwopoze dènyèman nan ipotèz prezans dlo ki soti nan van solè nan silikat yo.
Nan etid sa a, nou montre ke meteyorit CI yo, malgre enpòtans jeochimik yo kòm reprezantan konpozisyon jeneral sistèm solè a,6,10 se echantiyon terès ki kontamine. Nou bay tou prèv dirèk pou entèraksyon ant matyè òganik alifatik rich ak mineral idwoz vwazen yo epi nou sijere ke Ryugu ka gen materyèl ekstrasolè37. Rezilta etid sa a demontre klèman enpòtans echantiyonaj dirèk protoasteroyid yo ak nesesite pou transpòte echantiyon yo retounen nan kondisyon konplètman inaktif ak esteril. Prèv yo prezante isit la montre ke patikil Ryugu yo se san dout youn nan materyèl sistèm solè ki pi pa kontamine ki disponib pou rechèch laboratwa, epi plis etid sou echantiyon presye sa yo pral san dout elaji konpreyansyon nou sou pwosesis sistèm solè byen bonè yo. Patikil Ryugu yo se pi bon reprezantasyon konpozisyon jeneral sistèm solè a.
Pou detèmine mikwoestrikti konplèks ak pwopriyete chimik echantiyon submikron yo, nou te itilize tomografi konpitèrize ki baze sou radyasyon senkrotron (SR-XCT) ak difraksyon reyon X SR (XRD)-CT, analiz FIB-STXM-NEXAFS-NanoSIMS-TEM. Pa gen degradasyon, polisyon akòz atmosfè tè a, epi pa gen domaj ki soti nan patikil amann oswa echantiyon mekanik. Antretan, nou te fè analiz volimik sistematik lè l sèvi avèk mikwoskòp elektwonik optik (SEM)-EDS, EPMA, XRD, analiz aktivasyon netwon enstrimantal (INAA), ak ekipman fluorasyon izotòp oksijèn lazè. Pwosedi tès yo montre nan Figi Siplemantè 3 epi chak tès dekri nan seksyon ki vin apre yo.
Yo te rekipere patikil ki soti nan astewoyid Ryugu a nan modil reantre Hayabusa-2 la epi yo te delivre yo nan Sant Kontwòl JAXA nan Sagamihara, Japon, san yo pa polye atmosfè Latè a4. Apre yon premye karakterizasyon ki pa destriktif nan yon etablisman JAXA jere, yo te itilize resipyan transfè ant sit ki ka fèmen ak sak kapsil echantiyon (kristal safi 10 oswa 15 mm dyamèt ak asye pur, selon gwosè echantiyon an) pou evite entèferans anviwònman. anviwònman. kontaminan ak/oswa tè (pa egzanp vapè dlo, idrokarbur, gaz atmosferik ak patikil amann) ak kontaminasyon kwaze ant echantiyon yo pandan preparasyon echantiyon ak transpò ant enstiti ak inivèsite yo38. Pou evite degradasyon ak polisyon akòz entèraksyon ak atmosfè Latè a (vapè dlo ak oksijèn), tout kalite preparasyon echantiyon (ki gen ladan koupe ak yon sizèl tantal, lè l sèvi avèk yon si fil dyaman balanse (Meiwa Fosis Corporation DWS 3400) ak koupe epoksi) preparasyon pou enstalasyon) te fèt nan yon bwat gan anba N2 pwòp e sèk (pwen lawouze: -80 a -60 °C, O2 ~50-100 ppm). Tout atik yo itilize isit la yo netwaye ak yon konbinezon dlo ultra pi ak etanòl lè l sèvi avèk ond iltrason ki gen diferan frekans.
Isit la, nou etidye koleksyon meteyorit Enstiti Nasyonal Rechèch Polè (NIPR) ki nan Sant Rechèch Meteyorit Antatik la (CI: Orgueil, CM2.4: Yamato (Y)-791198, CY: Y-82162 ak CY: Y 980115).
Pou transfè ant enstriman pou analiz SR-XCT, NanoSIMS, STXM-NEXAFS ak TEM, nou te itilize sipò echantiyon ultramens inivèsèl ki te dekri nan etid anvan yo38.
Analiz SR-XCT echantiyon Ryugu yo te fèt lè l sèvi avèk sistèm CT entegre BL20XU/SPring-8 la. Sistèm CT entegre a gen plizyè mòd mezi: chan vizyon laj ak mòd ba rezolisyon (WL) pou kaptire tout estrikti echantiyon an, chan vizyon etwat ak mòd wo rezolisyon (NH) pou mezi egzat sifas echantiyon an. Pran radyografi ak enterè pou jwenn yon modèl difraksyon volim echantiyon an, epi fè XRD-CT pou jwenn yon dyagram 2D ​​faz mineral plan orizontal ki nan echantiyon an. Remake byen ke tout mezi yo ka fèt san yo pa itilize sistèm entegre a pou retire sipò echantiyon an nan baz la, sa ki pèmèt mezi CT ak XRD-CT egzat. Detektè reyon X mòd WL a (BM AA40P; Hamamatsu Photonics) te ekipe ak yon kamera metal-oksid-semi-kondiktè (CMOS) 4608 × 4608 piksèl (C14120-20P; Hamamatsu Photonics) anplis avèk yon sintilatè ki gen ladan 10 kristal sèl grenat liteyòm aliminyòm epesè µm (Lu3Al5O12:Ce) ak yon lantiy relè. Gwosè pixel la nan mòd WL se anviwon 0.848 µm. Kidonk, chan vizyon an (FOV) nan mòd WL se anviwon 6 mm nan mòd CT offset. Detektè reyon X mòd NH a (BM AA50; Hamamatsu Photonics) te ekipe ak yon sintilatè grenat gadolinyòm-aliminyòm-galyòm (Gd3Al2Ga3O12) ki gen 20 µm epesè, yon kamera CMOS (C11440-22CU) ak yon rezolisyon 2048 × 2048 piksèl; Hamamatsu Photonics) ak yon lantiy ×20. Gwosè pixel la nan mòd NH se ~0.25 µm epi chan vizyon an se ~0.5 mm. Detektè pou mòd XRD a (BM AA60; Hamamatsu Photonics) te ekipe ak yon sintilatè ki gen ladan yon ekran poud P43 (Gd2O2S:Tb) ki gen yon epesè 50 µm, yon kamera CMOS (C15440-20UP; Hamamatsu Photonics) ki gen yon rezolisyon 2304 × 2304 pixel ak yon lantiy relè. Detektè a gen yon gwosè pixel efektif 19.05 µm ak yon chan vizyon 43.9 mm2. Pou ogmante FOV la, nou te aplike yon pwosedi CT offset nan mòd WL. Imaj limyè transmisyon pou rekonstriksyon CT a konsiste de yon imaj nan seri 180° a 360° ki reflete orizontalman alantou aks wotasyon an, ak yon imaj nan seri 0° a 180°.
Nan mòd XRD, yon plak zòn Fresnel konsantre gwo bout reyon X la. Nan mòd sa a, yo mete detektè a 110 mm dèyè echantiyon an epi arè gwo bout reyon an 3 mm devan detektè a. Yo te jwenn imaj difraksyon nan seri 2θ a soti nan 1.43° a 18.00° (ang griyaj d = 16.6–1.32 Å) avèk tach reyon X la konsantre nan pati anba chan vizyon detektè a. Echantiyon an deplase vètikalman nan entèval regilye, avèk yon demi tou pou chak etap eskanè vètikal. Si patikil mineral yo satisfè kondisyon Bragg la lè yo vire 180°, li posib pou jwenn difraksyon patikil mineral yo nan plan orizontal la. Apre sa, yo te konbine imaj difraksyon yo nan yon sèl imaj pou chak etap eskanè vètikal. Kondisyon tès SR-XRD-CT yo prèske menm jan ak sa yo ki pou tès SR-XRD la. Nan mòd XRD-CT, yo pozisyone detektè a 69 mm dèyè echantiyon an. Imaj difraksyon nan seri 2θ yo varye ant 1.2° ak 17.68° (d = 19.73 a 1.35 Å), kote tou de reyon reyon X la ak limitè reyon an aliyen ak sant chan vizyon detektè a. Eskane echantiyon an orizontalman epi Thorne echantiyon an 180°. Imaj SR-XRD-CT yo te rekonstwi ak entansite mineral pik yo kòm valè pixel. Avèk eskanè orizontal, echantiyon an tipikman eskane nan 500-1000 etap.
Pou tout eksperyans yo, enèji reyon X la te fiks a 30 keV, piske sa a se limit enferyè penetrasyon reyon X nan meteyorit ki gen yon dyamèt anviwon 6 mm. Kantite imaj yo te pran pou tout mezi CT pandan wotasyon 180° la te 1800 (3600 pou pwogram CT offset la), epi tan ekspozisyon pou imaj yo te 100 ms pou mòd WL, 300 ms pou mòd NH, 500 ms pou XRD, ak 50 ms. ms pou XRD-CT. Tan eskanè echantiyon tipik la se anviwon 10 minit nan mòd WL, 15 minit nan mòd NH, 3 èdtan pou XRD, ak 8 èdtan pou SR-XRD-CT.
Yo te rekonstwi imaj CT yo pa pwojeksyon konvolisyonèl dèyè epi yo te nòmalize yo pou yon koyefisyan atenuasyon lineyè soti nan 0 a 80 cm-1. Yo te itilize lojisyèl Slice la pou analize done 3D yo epi yo te itilize lojisyèl muXRD la pou analize done XRD yo.
Patikil Ryugu fikse ak epoksi (A0029, A0037, C0009, C0014 ak C0068) yo te poli piti piti sou sifas la rive nan nivo yon fim dyaman 0.5 µm (3M) nan kondisyon sèk, pou evite materyèl la antre an kontak ak sifas la pandan pwosesis polisaj la. Sifas poli chak echantiyon te premye egzamine pa mikwoskòp optik epi answit elektwon retrodifize pou jwenn imaj mineraloji ak teksti (BSE) echantiyon yo ak eleman NIPR kalitatif lè l sèvi avèk yon JEOL JSM-7100F SEM ekipe ak yon espektwomèt dispèsyon enèji (AZtec). imaj enèji). Pou chak echantiyon, kontni eleman majè ak minè yo te analize lè l sèvi avèk yon mikwoanalizè sond elektwon (EPMA, JEOL JXA-8200). Analize patikil filosilikat ak kabonat a 5 nA, estanda natirèl ak sentetik a 15 keV, silfid, mayetit, olivin, ak piroksèn a 30 nA. Yo te kalkile nòt modal yo apati kat eleman yo ak imaj BSE yo lè l sèvi avèk lojisyèl ImageJ 1.53 la avèk papòt apwopriye yo te fikse abitrèman pou chak mineral.
Yo te fè analiz izotòp oksijèn nan Open University (Milton Keynes, UK) avèk yon sistèm fluorinasyon lazè enfrawouj. Yo te delivre echantiyon Hayabusa2 yo nan Open University 38 nan resipyan plen nitwojèn pou transfè ant enstalasyon yo.
Yo te chaje echantiyon an nan yon bwat gan azòt avèk yon nivo oksijèn kontwole anba 0.1%. Pou travay analiz Hayabusa2 la, yo te fabrike yon nouvo sipò echantiyon Ni, ki gen sèlman de twou echantiyon (dyamèt 2.5 mm, pwofondè 5 mm), youn pou patikil Hayabusa2 yo ak lòt la pou estanda entèn obsidyèn lan. Pandan analiz la, yo te kouvri pi echantiyon an ki gen materyèl Hayabusa2 la avèk yon fenèt entèn BaF2 apeprè 1 mm epesè ak 3 mm an dyamèt pou kenbe echantiyon an pandan reyaksyon lazè a. Yo te kenbe koule BrF5 nan echantiyon an pa yon kanal melanj gaz ki te koupe nan sipò echantiyon Ni a. Yo te rekonfigure chanm echantiyon an tou pou yo te ka retire li nan liy fluorinasyon vakyòm lan epi answit louvri li nan yon bwat gan ki plen azòt. Yo te sele chanm de moso a avèk yon sele konpresyon ak jwenti kwiv ak yon kranpon chèn EVAC Quick Release CeFIX 38. Yon fenèt BaF2 3 mm epesè sou tèt chanm nan pèmèt obsèvasyon an menm tan sou echantiyon an ak chofaj lazè a. Apre yo fin chaje echantiyon an, sere chanm nan ankò epi rekonekte li nan liy fluorine a. Anvan analiz la, yo te chofe chanm echantiyon an anba yon vakyòm a anviwon 95°C pandan tout lannwit lan pou retire tout imidite ki te absòbe. Apre yo te fin chofe l pandan tout lannwit lan, yo te kite chanm nan refwadi nan tanperati chanm nan epi answit yo te pirifye pòsyon ki te ekspoze nan atmosfè a pandan transfè echantiyon an ak twa alikòt BrF5 pou retire imidite a. Pwosedi sa yo asire ke echantiyon Hayabusa 2 a pa ekspoze nan atmosfè a epi li pa kontamine pa imidite ki soti nan pòsyon liy fliyore a ki vantile nan atmosfè a pandan chaje echantiyon an.
Yo te analize echantiyon patikil Ryugu C0014-4 ak Orgueil (CI) yo nan yon mòd "sèl" modifye42, alòske yo te fè analiz Y-82162 (CY) sou yon sèl plato ak plizyè pi echantiyon41. Akòz konpozisyon anid yo, li pa nesesè pou itilize yon sèl metòd pou kondrit CY yo. Yo te chofe echantiyon yo lè l sèvi avèk yon lazè CO2 enfrawouj Photon Machines Inc. ki gen yon puisans 50 W (10.6 µm) monte sou gantry XYZ la an prezans BrF5. Sistèm videyo entegre a kontwole reyaksyon an. Apre fluorasyon an, yo te netwaye O2 ki te libere a lè l sèvi avèk de pyèj azòt kriyojenik ak yon kabann KBr chofe pou retire nenpòt fliyò anplis. Yo te analize konpozisyon izotopik oksijèn pirifye a sou yon espektwomèt mas doub kanal Thermo Fisher MAT 253 ak yon rezolisyon mas anviwon 200.
Nan kèk ka, kantite O2 gazez ki te libere pandan reyaksyon echantiyon an te mwens pase 140 µg, ki se limit apwoksimatif pou itilize aparèy souflet la sou espektwomèt mas MAT 253 la. Nan ka sa yo, sèvi ak mikwovolim pou analiz la. Apre analiz patikil Hayabusa2 yo, yo te fluorine estanda entèn obsidyèn nan epi yo te detèmine konpozisyon izotòp oksijèn li.
Iyon fragman NF+ NF3+ yo entèfere ak gwo bout bwa ki gen mas 33 (16O17O) la. Pou elimine pwoblèm potansyèl sa a, pifò echantiyon yo trete lè l sèvi avèk pwosedi separasyon kriyojenik. Sa ka fèt nan direksyon devan anvan analiz MAT 253 la oswa kòm yon dezyèm analiz lè yo retounen gaz ki analize a nan tamiz molekilè espesyal la epi yo pase l ankò apre separasyon kriyojenik la. Separasyon kriyojenik enplike founi gaz nan yon tamiz molekilè nan tanperati nitwojèn likid epi answit dechaje li nan yon tamiz molekilè prensipal nan yon tanperati -130°C. Tès vaste yo montre ke NF+ rete sou premye tamiz molekilè a epi pa gen okenn fraksyonasyon siyifikatif ki fèt lè l sèvi avèk metòd sa a.
Baze sou plizyè analiz sou estanda obsidyèn entèn nou yo, presizyon jeneral sistèm nan nan mòd souflèt la se: ±0.053‰ pou δ17O, ±0.095‰ pou δ18O, ±0.018‰ pou Δ17O (2 sd). Analiz izotòp oksijèn nan bay nan notasyon delta estanda a, kote delta18O kalkile kòm:
Sèvi tou rapò 17O/16O a pou δ17O. VSMOW se estanda entènasyonal pou Estanda Mwayèn Dlo Lanmè Vyèn nan. Δ17O reprezante devyasyon an parapò ak liy fraksyonasyon tè a, epi fòmil kalkil la se: Δ17O = δ17O – 0.52 × δ18O. Tout done ki prezante nan Tablo Siplemantè 3 yo te ajiste pou diferans lan.
Yo te ekstrè seksyon ki te gen apeprè 150 a 200 nm epesè nan patikil Ryugu yo lè l sèvi avèk yon enstriman Hitachi High Tech SMI4050 FIB nan JAMSTEC, Kochi Core Sampling Institute. Remake byen ke yo te rekipere tout seksyon FIB yo nan fragman patikil ki pa trete apre yo te fin retire yo nan veso ki te ranpli ak gaz N2 pou transfè ant objè yo. Yo pa t mezire fragman sa yo pa SR-CT, men yo te trete yo avèk yon ekspozisyon minimòm nan atmosfè tè a pou evite domaj ak kontaminasyon potansyèl ki ta ka afekte spectre K-edge kabòn nan. Apre yo te depoze yon kouch pwoteksyon tengstèn, yo te koupe rejyon enterè a (jiska 25 × 25 μm2) epi yo te vin mens avèk yon gwo bout bwa iyon Ga+ nan yon vòltaj akselerasyon 30 kV, answit nan 5 kV ak yon kouran sond 40 pA pou minimize domaj sifas la. Apre sa, yo te mete seksyon ultra mens yo sou yon may kwiv elaji (may Kochi) 39 lè l sèvi avèk yon mikwomanipilatè ekipe ak FIB.
Yo te sele grenn Ryugu A0098 (1.6303mg) ak C0068 (0.6483mg) yo de fwa nan fèy polietilèn pi bon kalite nan yon bwat gan plen ak nitwojèn sou SPring-8 la san okenn entèraksyon ak atmosfè tè a. Yo te fè preparasyon echantiyon pou JB-1 (yon wòch referans jeolojik ki soti nan Jeolojik Sondaj Japon an) nan Inivèsite Metwopoliten Tokyo.
INAA a fèt nan Enstiti pou Radyasyon Entegre ak Syans Nikleyè, Inivèsite Kyoto. Echantiyon yo te iradye de fwa avèk diferan sik iradyasyon chwazi selon mwatye lavi nikleid ki te itilize pou kantifikasyon eleman an. Premyèman, echantiyon an te iradye nan yon tib iradyasyon pneumatik pandan 30 segonn. Flux netwon tèmik ak rapid nan fig. 3 yo se 4.6 × 1012 ak 9.6 × 1011 cm-2 s-1, respektivman, pou detèmine kontni Mg, Al, Ca, Ti, V ak Mn. Pwodui chimik tankou MgO (pite 99.99%, Soekawa Chemical), Al (pite 99.9%, Soekawa Chemical), ak Si metal (pite 99.999%, FUJIFILM Wako Pure Chemical) te iradye tou pou korije reyaksyon nikleyè entèferans tankou (n, n). Yo te iradyasyon echantiyon an tou avèk klori sodyòm (pite 99.99%; MANAC) pou korije chanjman nan flux netwon an.
Apre iradyasyon netwon an, yo te ranplase fèy polietilèn ekstèn lan ak yon nouvo, epi yo te mezire radyasyon gama echantiyon an ak referans lan te emèt imedyatman avèk yon detektè Ge. Yo te re-iradye menm echantiyon yo pandan 4 èdtan nan yon tib iradyasyon pneumatik. 2 gen flux netwon tèmik ak rapid 5.6 1012 ak 1.2 1012 cm-2 s-1, respektivman, pou detèmine Na, K, Ca, Sc, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, As, Kontni Se, Sb, Os, Ir ak Au. Yo te iradye echantiyon kontwòl Ga, As, Se, Sb, Os, Ir, ak Au lè yo te aplike kantite apwopriye (soti nan 10 a 50 μg) solisyon estanda konsantrasyon li te ye nan eleman sa yo sou de moso papye filtè, epi apre sa yo te iradye echantiyon yo. Yo te fè kontaj reyon gama a nan Enstiti Radyasyon Entegre ak Syans Nikleyè, Inivèsite Kyoto ak Sant Rechèch RI, Inivèsite Metwopolitèn Tokyo. Pwosedi analiz ak materyèl referans pou detèminasyon kantitatif eleman INAA yo se menm ak sa yo ki dekri nan travay anvan nou an.
Yo te itilize yon difraktomèt reyon X (Rigaku SmartLab) pou kolekte modèl difraksyon echantiyon Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) ak C0087 (<1 mg) nan NIPR. Yo te itilize yon difraktomèt reyon X (Rigaku SmartLab) pou kolekte modèl difraksyon echantiyon Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) ak C0087 (<1 mg) nan NIPR. Рентгеновский дифрактометр (Rigaku SmartLab) использовали для сбора дифракционных картин оборазционных картин оборазц1029з для сбора дифракционных A0037 (≪1 мг) ak C0087 (<1 мг) nan NIPR. Yo te itilize yon difraktomèt reyon X (Rigaku SmartLab) pou kolekte modèl difraksyon echantiyon Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg), ak C0087 (<1 mg) nan 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) и C0087 (<1 мг) были получены в NIPR сньемграммы рентгеновского дифрактометра (Rigaku SmartLab). Yo te jwenn modèl difraksyon reyon X echantiyon Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (<1 mg) ak C0087 (<1 mg) nan NIPR lè l sèvi avèk yon difraktomèt reyon X (Rigaku SmartLab).Tout echantiyon yo te moulen an poud amann sou yon waf silikon ki pa reflete limyè lè l sèvi avèk yon plak vè safi epi answit gaye yo respèktivman sou waf silikon ki pa reflete limyè a san okenn likid (dlo oswa alkòl). Kondisyon mezi yo se jan sa a: Radyasyon reyon X Cu Kα pwodui nan yon vòltaj tib 40 kV ak yon kouran tib 40 mA, longè fant limit la se 10 mm, ang divèjans lan se (1/6)°, vitès wotasyon nan plan an se 20 rpm, epi ranje a se 2θ (double ang Bragg) se 3-100° epi li pran anviwon 28 èdtan pou analize. Yo te itilize optik Bragg Brentano. Detektè a se yon detektè semi-kondiktè silikon unidimansyonèl (D/teX Ultra 250). Reyon X Cu Kβ yo te retire lè l sèvi avèk yon filt Ni. Lè yo te itilize echantiyon ki disponib yo, yo te konpare mezi saponit mayezyen sentetik (JCSS-3501, Kunimine Industries CO. Ltd), serpentin (serpentin fèy, Miyazu, Nikka) ak pirotit (monoklinik 4C, Chihua, Meksik Watts) pou idantifye pik yo epi itilize done difraksyon dosye poud ki soti nan Sant Entènasyonal pou Done Difraksyon, dolomit (PDF 01-071-1662) ak mayetit (PDF 00-019-0629). Yo te konpare done difraksyon ki soti nan Ryugu tou ak done sou kondrit kabonik idromodere, Orgueil CI, Y-791198 CM2.4, ak Y 980115 CY (etap chofaj III, 500–750°C). Konparezon an te montre resanblans ak Orgueil, men pa ak Y-791198 ak Y 980115.
Yo te mezire spèk NEXAFS ak kwen kabòn K nan seksyon ultrafin echantiyon ki fèt ak FIB lè l sèvi avèk kanal STXM BL4U nan etablisman senkrotron UVSOR nan Enstiti Syans Molekilè (Okazaki, Japon). Gwosè tach yon gwo bout bwa ki te konsantre optikman ak yon plak zòn Fresnel se apeprè 50 nm. Etap enèji a se 0.1 eV pou estrikti amann rejyon kwen ki toupre a (283.6–292.0 eV) ak 0.5 eV (280.0–283.5 eV ak 292.5–300.0 eV) pou rejyon devan ak dèyè yo. Yo te fikse tan pou chak pixel imaj la a 2 ms. Apre evakyasyon an, yo te ranpli chanm analiz STXM lan ak elyòm nan yon presyon apeprè 20 mbar. Sa ede minimize derive tèmik ekipman optik reyon X nan chanm lan ak pòt echantiyon an, epi tou diminye domaj ak/oswa oksidasyon echantiyon an. Yo te pwodui spèk kabòn NEXAFS K-edge yo apati done anpile lè l sèvi avèk lojisyèl aXis2000 ak lojisyèl propriétaires pou pwosesis done STXM. Remake byen ke yo itilize bwat transfè echantiyon an ak bwat gan an pou evite oksidasyon ak kontaminasyon echantiyon an.
Apre analiz STXM-NEXAFS la, yo te analize konpozisyon izotopik idwojèn, kabòn, ak azòt tranch Ryugu FIB yo lè l sèvi avèk imaj izotop ak yon JAMSTEC NanoSIMS 50L. Yo te rasterize yon gwo bout bwa prensipal Cs+ konsantre apeprè 2 pA pou analiz izotop kabòn ak azòt ak apeprè 13 pA pou analiz izotop idwojèn sou yon zòn apeprè 24 × 24 µm2 rive 30 × 30 µm2 sou echantiyon an. Apre yon pre-espreyaj 3 minit nan yon kouran gwo bout bwa prensipal relativman fò, yo te kòmanse chak analiz apre estabilizasyon entansite gwo bout bwa segondè a. Pou analiz izotop kabòn ak azòt yo, yo te jwenn imaj 12C–, 13C–, 16O–, 12C14N– ak 12C15N– an menm tan lè l sèvi avèk deteksyon miltiplikatè sèt elektwon ak yon rezolisyon mas apeprè 9000, ki sifizan pou separe tout konpoze izotopik ki enpòtan yo. entèferans (sa vle di 12C1H sou 13C ak 13C14N sou 12C15N). Pou analiz izotop idwojèn yo, yo te jwenn imaj 1H-, 2D- ak 12C- ak yon rezolisyon mas apeprè 3000 ak plizyè deteksyon lè l sèvi avèk twa miltiplikatè elektwon. Chak analiz konsiste de 30 imaj eskane nan menm zòn nan, ak yon imaj ki gen 256 × 256 piksèl pou analiz izotop kabòn ak azòt ak 128 × 128 piksèl pou analiz izotop idwojèn. Tan reta a se 3000 µs pa piksèl pou analiz izotop kabòn ak azòt ak 5000 µs pa piksèl pou analiz izotop idwojèn. Nou te itilize idrat 1-idroksibenzotriazòl kòm estanda izotop idwojèn, kabòn ak azòt pou kalibre fraksyonasyon mas enstrimantal45.
Pou detèmine konpozisyon izotopik Silisyòm nan grafit presolè nan pwofil FIB C0068-25 la, nou te itilize sis miltiplikatè elektwon ak yon rezolisyon mas anviwon 9000. Imaj yo gen 256 × 256 piksèl ak yon tan reta 3000 µs pa piksèl. Nou te kalibre yon enstriman fraksyonman mas lè l sèvi avèk tranch Silisyòm kòm estanda idwojèn, kabòn ak izotòp Silisyòm.
Yo te trete imaj izotop yo avèk lojisyèl imaj NanoSIMS45 NASA a. Yo te korije done yo pou tan mò miltiplikatè elektwon an (44 ns) ak efè arive kwazi-similtane. Yo te fè diferan aliyman eskanè pou chak imaj pou korije derive imaj la pandan akizisyon an. Yo kreye imaj izotop final la lè yo ajoute iyon segondè nan chak imaj pou chak pixel eskanè.
Apre analiz STXM-NEXAFS ak NanoSIMS, menm seksyon FIB yo te egzamine lè l sèvi avèk yon mikwoskòp elektwonik transmisyon (JEOL JEM-ARM200F) nan yon vòltaj akselerasyon 200 kV nan Kochi, JAMSTEC. Mikwoestrikti a te obsève lè l sèvi avèk yon TEM chan klere ak yon TEM eskanè gwo ang nan yon chan fènwa. Faz mineral yo te idantifye pa difraksyon elektwon tach ak imaj bann rezo, epi analiz chimik te fèt pa EDS ak yon detektè drift silikon 100 mm2 ak lojisyèl JEOL Analysis Station 4.30. Pou analiz kantitatif, entansite reyon X karakteristik pou chak eleman te mezire nan mòd eskanè TEM ak yon tan akizisyon done fiks 30 s, yon zòn eskanè gwo bout bwa ~100 × 100 nm2, ak yon kouran gwo bout bwa 50 pA. Rapò (Si + Al)-Mg-Fe nan silikat an kouch te detèmine lè l sèvi avèk koyefisyan eksperimantal k, korije pou epesè, ki te jwenn nan yon estanda piropagan natirèl.
Tout imaj ak analiz yo itilize nan etid sa a disponib sou Sistèm Achiv ak Kominikasyon Done JAXA (DARTS) https://www.darts.isas.jaxa.jp/curation/hayabusa2. Atik sa a bay done orijinal yo.
Kitari, K. et al. Konpozisyon sifas astewoyid 162173 Ryugu jan enstriman Hayabusa2 NIRS3 la obsève li. Syans 364, 272–275.
Kim, AJ Kondrit kabonèz tip Yamato (CY): analòg sifas asteroyid Ryugu a? Jeyochimi 79, 125531 (2019).
Pilorjet, S. et al. Premye analiz konpozisyonèl echantiyon Ryugu yo te fèt avèk yon mikwoskòp ipèspektral MicroOmega. National Astron. 6, 221–225 (2021).
Yada, T. et al. Analiz preliminè echantiyon Hyabusa2 ki te soti nan astewoyid tip C Ryugu a. National Astron. 6, 214–220 (2021).