Grazzi talli żort Nature.com. Il-verżjoni tal-browser li qed tuża għandha appoġġ limitat għas-CSS. Għall-aħjar esperjenza, nirrakkomandaw li tuża browser aġġornat (jew tiddiżattiva l-Modalità ta' Kompatibilità fl-Internet Explorer). Sadanittant, biex niżguraw appoġġ kontinwu, se nirrendu s-sit mingħajr stili u JavaScript.
Volatili u rikki f'materja organika, l-asterojdi tat-tip C jistgħu jkunu wieħed mis-sorsi ewlenin ta' ilma fid-Dinja. Fil-preżent, il-kondrit li fihom il-karbonju jagħtu l-aħjar idea tal-kompożizzjoni kimika tagħhom, iżda l-informazzjoni dwar il-meteoriti hija mgħawġa: l-aktar tipi reżistenti biss jgħixu meta jidħlu fl-atmosfera u mbagħad jinteraġixxu mal-ambjent tad-dinja. Hawnhekk nippreżentaw ir-riżultati ta' studju volumetriku u mikroanalitiku dettaljat tal-partiċella primarja Ryugu mwassla lid-Dinja mill-vettura spazjali Hayabusa-2. Il-partiċelli Ryugu juru taqbila mill-qrib fil-kompożizzjoni mal-kondrit CI (tip Iwuna) mhux frazzjonati kimikament iżda mibdula bl-ilma, li jintużaw ħafna bħala indikatur tal-kompożizzjoni ġenerali tas-sistema solari. Dan il-kampjun juri relazzjoni spazjali kumplessa bejn organiċi alifatiċi rikki u silikati f'saffi u jindika temperatura massima ta' madwar 30 °C waqt l-erożjoni tal-ilma. Sibna abbundanza ta' dewterju u dijażonju konsistenti ma' oriġini extrasolari. Il-partiċelli Ryugu huma l-aktar materjal aljen mhux ikkontaminat u inseparabbli li qatt ġie studjat u jaqblu l-aħjar mal-kompożizzjoni ġenerali tas-sistema solari.
Minn Ġunju 2018 sa Novembru 2019, il-vettura spazjali Hayabusa2 tal-Aġenzija tal-Esplorazzjoni Aerospazjali tal-Ġappun (JAXA) wettqet stħarriġ remot estensiv tal-asterojde Ryugu. Dejta mill-Ispettrometru tal-Infra-aħmar Qarib (NIRS3) f'Hayabusa-2 tissuġġerixxi li Ryugu jista' jkun magħmul minn materjal simili għal kondriti karboniċi metamorfiċi termalment u/jew ta' xokk. L-eqreb taqbila hija l-kondrite CY (tip Yamato) 2. L-albedo baxx ta' Ryugu jista' jiġi spjegat bil-preżenza ta' numru kbir ta' komponenti rikki fil-karbonju, kif ukoll mid-daqs tal-partiċelli, il-porożità, u l-effetti tat-temp spazjali. Il-vettura spazjali Hayabusa-2 għamlet żewġ inżul u ġabret kampjuni fuq Ryuga. Matul l-ewwel inżul fil-21 ta' Frar 2019, inkiseb materjal tal-wiċċ, li kien maħżun fil-kompartiment A tal-kapsula tar-ritorn, u matul it-tieni inżul fil-11 ta' Lulju 2019, inġabar materjal ħdejn krater artifiċjali ffurmat minn impattur portabbli żgħir. Dawn il-kampjuni huma maħżuna fis-Sala C. Il-karatterizzazzjoni inizjali mhux distruttiva tal-partiċelli fl-Istadju 1 f'kmamar speċjali, mhux ikkontaminati u mimlija bin-nitroġenu pur f'faċilitajiet immaniġġjati mill-JAXA indikat li l-partiċelli Ryugu kienu l-aktar simili għall-kondrit CI4 u wrew "diversi livelli ta' varjazzjoni"3. Il-klassifikazzjoni apparentement kontradittorja ta' Ryugu, simili għall-kondrit CY jew CI, tista' tiġi solvuta biss permezz ta' karatterizzazzjoni iżotopika, elementali u mineraloġika dettaljata tal-partiċelli Ryugu. Ir-riżultati ppreżentati hawn jipprovdu bażi soda biex jiġi determinat liema minn dawn iż-żewġ spjegazzjonijiet preliminari għall-kompożizzjoni ġenerali tal-asterojde Ryugu hija l-aktar probabbli.
Tmien pritkuni Ryugu (madwar 60mg totali), erbgħa mill-Kamra A u erbgħa mill-Kamra C, ġew assenjati għall-Fażi 2 biex jimmaniġġjaw it-tim ta' Kochi. L-għan ewlieni tal-istudju huwa li jiċċara n-natura, l-oriġini u l-istorja evoluzzjonarja tal-asterojde Ryugu, u li jiddokumenta x-xebh u d-differenzi ma' kampjuni extraterrestri oħra magħrufa bħal kondriti, partiċelli tat-trab interplanetarji (IDPs) u kometi li jirritornaw. Kampjuni miġbura mill-missjoni Stardust tan-NASA.
Analiżi mineraloġika dettaljata ta' ħames qmuħ Ryugu (A0029, A0037, C0009, C0014 u C0068) uriet li huma prinċipalment magħmula minn filosilikati ta' grana fina u oħxon (~64–88 vol.%; Fig. 1a, b, Fig. Supplimentari 1). u tabella addizzjonali 1). Fillosilikati ta' grana oħxon iseħħu bħala aggregati pinnati (sa għexieren ta' mikroni fid-daqs) f'matriċi rikki fil-fillosilikati ta' grana fina (inqas minn ftit mikroni fid-daqs). Il-partiċelli tas-silikat f'saffi huma simbjonti serpentina-saponita (Fig. 1c). Il-mappa (Si + Al)-Mg-Fe turi wkoll li l-matriċi tas-silikat f'saffi bl-ingrossa għandha kompożizzjoni intermedja bejn is-serpentina u s-saponita (Fig. 2a, b). Il-matriċi tal-fillosilikat fiha minerali karbonati (~2–21 vol.%), minerali sulfidi (~2.4–5.5 vol.%), u manjetite (~3.6–6.8 vol.%). Waħda mill-partiċelli eżaminati f'dan l-istudju (C0009) kien fiha ammont żgħir (~0.5 vol.%) ta' silikati anidri (olivina u piroxene), li jistgħu jgħinu biex jiġi identifikat il-materjal tas-sors li fforma l-ġebla Ryugu mhux ipproċessata5. Dan is-silikat anidru huwa rari fil-gerbub Ryugu u ġie identifikat b'mod pożittiv biss fil-gerbub C0009. Il-karbonati huma preżenti fil-matriċi bħala frammenti (inqas minn ftit mijiet ta' mikroni), l-aktar dolomit, b'ammonti żgħar ta' karbonat tal-kalċju u brinell. Il-manjetite sseħħ bħala partiċelli iżolati, framboids, plakki, jew aggregati sferiċi. Is-sulfidi huma prinċipalment rappreżentati minn pirhotite fil-forma ta' priżmi/pjanċi eżagonali irregolari jew laths. Il-matriċi fiha ammont kbir ta' pentlandite submikronika jew f'kombinazzjoni ma' pirhotite. Fażijiet rikki fil-karbonju (daqs <10 µm) iseħħu b'mod mifrux fil-matriċi rikka fil-fillosilikat. Fażijiet rikki fil-karbonju (daqs <10 µm) iseħħu b'mod mifrux fil-matriċi rikka fil-fillosilikat. Богатые углеродом фазы (размером <10 мкм) встречаются повсеместно в богатой филлосиликататататат. Fażijiet rikki fil-karbonju (daqs <10 µm) iseħħu b'mod mifrux fil-matriċi rikka fil-fillosilikat.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. Fażijiet rikki fil-karbonju (<10 µm fid-daqs) jippredominaw fil-matriċi rikka fil-fillosilikat.Minerali anċillari oħra huma murija fit-Tabella Supplimentari 1. Il-lista ta' minerali determinati mill-mudell tad-diffrazzjoni tar-raġġi-X tat-taħlita C0087 u A0029 u A0037 hija konsistenti ħafna ma' dik determinata fil-kondrit CI (Orgueil), iżda tvarja ħafna mill-kondrit CY u CM (tip Mighei) (Figura 1 b'dejta estiża u Figura Supplimentari 2). Il-kontenut totali tal-elementi tal-qmuħ Ryugu (A0098, C0068) huwa wkoll konsistenti mal-kondrit 6 CI (dejta estiża, Fig. 2 u Tabella Supplimentari 2). B'kuntrast, il-kondrit CM huma eżawriti f'elementi moderatament u volatili ħafna, speċjalment Mn u Zn, u ogħla f'elementi refrattorji7. Il-konċentrazzjonijiet ta' xi elementi jvarjaw ħafna, li jista' jkun riflessjoni tal-eteroġeneità inerenti tal-kampjun minħabba d-daqs żgħir tal-partiċelli individwali u l-preġudizzju tal-kampjunar li jirriżulta. Il-karatteristiċi petroloġiċi, mineraloġiċi u elementali kollha jindikaw li l-qmuħ Ryugu huma simili ħafna għall-kondrites CI8,9,10. Eċċezzjoni notevoli hija n-nuqqas ta' ferrididrite u sulfat fil-qmuħ Ryugu, li tissuġġerixxi li dawn il-minerali fil-kondrites CI ġew iffurmati minn temp terrestri.
a, Immaġni komposta bir-raġġi-X ta' Mg Kα (aħmar), Ca Kα (aħdar), Fe Kα (blu), u S Kα (isfar) sezzjoni illustrata niexfa C0068. Il-frazzjoni tikkonsisti minn silikati f'saffi (aħmar: ~88 vol%), karbonati (dolomit; aħdar ċar: ~1.6 vol%), manjetit (blu: ~5.3 vol%) u sulfidi (isfar: sulfid = ~2.5% vol. esej. b, immaġni tar-reġjun tal-kontorn f'elettroni mxerrda lura fuq a. Bru – immatur; Dole – dolomit; FeS huwa sulfid tal-ħadid; Mag – manjetit; meraq – ġebla tas-sapun; Srp – serpentina. ċ, immaġni ta' mikroskopija elettronika ta' trasmissjoni b'riżoluzzjoni għolja (TEM) ta' tkabbir interkbir tipiku ta' saponit-serpentina li juri faxex tal-kannizzata tas-serpentina u tas-saponit ta' 0.7 nm u 1.1 nm, rispettivament.
Il-kompożizzjoni tal-matriċi u s-silikat f'saffi (f'%) tal-partiċelli Ryugu A0037 (ċrieki ħomor solidi) u C0068 (ċrieki blu solidi) hija murija fis-sistema ternarja (Si+Al)-Mg-Fe. a, Riżultati tal-Mikroanaliżi tal-Sonda Elettronika (EPMA) ipplottjati kontra kondriti CI (Ivuna, Orgueil, Alais)16 murija bil-griż għal tqabbil. b, Analiżi tal-iskannjar TEM (STEM) u spettroskopija bir-raġġi X b'dispersjoni tal-enerġija (EDS) murija għal tqabbil mal-meteoriti Orgueil9 u Murchison46 u IDP47 idratati. Fillosilikati b'qamħ fin u b'qamħ oħxon ġew analizzati, filwaqt li ġew evitati partiċelli żgħar ta' sulfid tal-ħadid. Il-linji bit-tikek f'a u b juru l-linji ta' dissoluzzjoni tas-saponit u s-serpentina. Il-kompożizzjoni rikka fil-ħadid f'a tista' tkun dovuta għal qmuħ tas-sulfid tal-ħadid submikron fi ħdan il-qmuħ tas-silikat f'saffi, li ma jistgħux jiġu esklużi mir-riżoluzzjoni spazjali tal-analiżi EPMA. Punti tad-dejta b'kontenut ogħla ta' Si mis-saponit f'b jistgħu jkunu kkawżati mill-preżenza ta' materjal rikk fis-silikon amorfu ta' daqs nanometriku fl-interstizji tas-saff tal-fillosilikat. Numru ta' analiżijiet: N=69 għal A0037, N=68 għal EPMA, N=68 għal C0068, N=19 għal A0037 u N=27 għal C0068 għal STEM-EDS. c, mappa tal-iżotopi tal-partiċella triossika Ryugu C0014-4 meta mqabbla mal-valuri tal-kondrite CI (Orgueil), CY (Y-82162) u dejta tal-letteratura (CM u C2-ung)41,48,49. Ksibna dejta għall-meteoriti Orgueil u Y-82162. CCAM hija linja ta' minerali tal-kondrite karboniċi anidri, TFL hija linja diviżorja tal-art. d, mapep Δ17O u δ18O tal-partiċella Ryugu C0014-4, kondrit CI (Orgueil), u kondrit CY (Y-82162) (dan l-istudju). Δ17O_Ryugu: Il-valur ta' Δ17O C0014-1. Δ17O_Orgueil: Valur medju ta' Δ17O għal Orgueil. Δ17O_Y-82162: Valur medju ta' Δ17O għal Y-82162. Id-dejta tas-CI u s-CY mil-letteratura 41, 48, 49 hija murija wkoll għal tqabbil.
L-analiżi tal-iżotopi tal-massa tal-ossiġnu twettqet fuq kampjun ta' 1.83 mg ta' materjal estratt minn C0014 granulari permezz ta' fluworinazzjoni bil-lejżer (Metodi). Għal tqabbil, użajna seba' kopji ta' Orgueil (CI) (massa totali = 8.96 mg) u seba' kopji ta' Y-82162 (CY) (massa totali = 5.11 mg) (Tabella Supplimentari 3).
Fil-figura 2d tidher separazzjoni ċara ta' Δ17O u δ18O bejn il-medja tal-piż tal-partiċelli ta' Orgueil u Ryugu meta mqabbla ma' Y-82162. Id-Δ17O tal-partiċella Ryugu C0014-4 huwa ogħla minn dak tal-partiċella Orgeil, minkejja s-sovrappożizzjoni f'2 sd. Il-partiċelli Ryugu għandhom valuri ta' Δ17O ogħla meta mqabbla ma' Orgeil, li jistgħu jirriflettu t-tniġġis terrestri ta' dan tal-aħħar mill-waqgħa tiegħu fl-1864. It-temp fl-ambjent terrestri11 neċessarjament jirriżulta fl-inkorporazzjoni ta' ossiġnu atmosferiku, u b'hekk l-analiżi ġenerali tersaq eqreb lejn il-linja ta' frazzjonament terrestri (TFL). Din il-konklużjoni hija konsistenti mad-dejta mineraloġika (diskussa qabel) li l-qmuħ Ryugu ma fihomx idrati jew sulfati, filwaqt li Orgeil fihom.
Abbażi tad-dejta mineraloġika ta' hawn fuq, dawn ir-riżultati jappoġġjaw assoċjazzjoni bejn il-qmuħ Ryugu u l-kondrit CI, iżda jeskludu assoċjazzjoni ta' kondrit CY. Il-fatt li l-qmuħ Ryugu mhumiex assoċjati ma' kondrit CY, li juru sinjali ċari ta' mineraloġija ta' deidratazzjoni, huwa inkwetanti. Osservazzjonijiet orbitali ta' Ryugu jidhru li jindikaw li għadda minn deidratazzjoni u għalhekk x'aktarx huwa magħmul minn materjal CY. Ir-raġunijiet għal din id-differenza apparenti għadhom mhux ċari. Analiżi tal-iżotopi tal-ossiġnu ta' partiċelli Ryugu oħra hija ppreżentata f'dokument akkumpanjanti 12. Madankollu, ir-riżultati ta' dan is-sett ta' dejta estiż huma wkoll konsistenti mal-assoċjazzjoni bejn il-partiċelli Ryugu u l-kondrit CI.
Bl-użu ta' tekniki ta' mikroanaliżi kkoordinati (Fig. Supplimentari 3), eżaminajna d-distribuzzjoni spazjali tal-karbonju organiku fuq l-erja tal-wiċċ kollha tal-frazzjoni tar-raġġ tal-joni ffukat (FIB) C0068.25 (Figs. 3a–f). Spettri ta' assorbiment tar-raġġi X bi struttura fina tal-karbonju (NEXAFS) fit-tarf qrib fit-taqsima C0068.25 juru diversi gruppi funzjonali – aromatiċi jew C=C (285.2 eV), C=O (286.5 eV), CH4 (287.5 eV) u C(=O)O2 (288.8 eV) – l-istruttura tal-grafene hija assenti f'291.7 eV (Fig. 3a), li jfisser grad baxx ta' varjazzjoni termali. Il-quċċata CH4 qawwija (287.5 eV) tal-organiċi parzjali ta' C0068.25 hija differenti mill-organiċi insolubbli tal-kondrit karbonaċeji studjati qabel u hija aktar simili għall-IDP14 u l-partiċelli kometiċi miksuba mill-missjoni Stardust. Quċċata CH qawwija f'287.5 eV u quċċata aromatika jew C=C dgħajfa ħafna f'285.2 eV jindikaw li l-komposti organiċi huma rikki f'komposti alifatiċi (Fig. 3a u Fig. Supplimentari 3a). Żoni rikki f'komposti organiċi alifatiċi huma lokalizzati f'filossilikati b'qamħ oħxon, kif ukoll f'żoni bi struttura tal-karbonju aromatika (jew C=C) fqira (Fig. 3c,d). B'kuntrast, A0037,22 (Fig. Supplimentari 3) wera parzjalment kontenut aktar baxx ta' reġjuni rikki fil-karbonju alifatiku. Il-mineraloġija sottostanti ta' dawn il-qmuħ hija rikka fil-karbonati, simili għall-kondrita CI 16, li tissuġġerixxi alterazzjoni estensiva tal-ilma tas-sors (Tabella Supplimentari 1). Il-kundizzjonijiet ossidanti jiffavorixxu konċentrazzjonijiet ogħla ta' gruppi funzjonali karboniliċi u karbossiliċi f'komposti organiċi assoċjati mal-karbonati. Id-distribuzzjoni submikronika ta' organiċi bi strutturi tal-karbonju alifatiku tista' tkun differenti ħafna mid-distribuzzjoni ta' silikati f'saffi b'qamħ oħxon. Fil-meteorit ta' Tagish Lake instabu ħjiel ta' komposti organiċi alifatiċi assoċjati ma' filosilikat-OH. Dejta mikroanalitika kkoordinata tissuġġerixxi li materja organika rikka f'komposti alifatiċi tista' tkun mifruxa fl-asterojdi tat-tip C u assoċjata mill-qrib mal-fillosilikati. Din il-konklużjoni hija konsistenti ma' rapporti preċedenti ta' CHs alifatiċi/aromatiċi fil-partiċelli Ryugu murija minn MicroOmega, mikroskopju iperspettrali qrib l-infra-aħmar. Mistoqsija importanti u mhux solvuta hija jekk il-proprjetajiet uniċi ta' komposti organiċi alifatiċi ricchi fil-karbonju assoċjati ma' filosilikati oħxon osservati f'dan l-istudju jinstabux biss fuq l-asterojdi Ryugu.
a, Spettri tal-karbonju NEXAFS normalizzati għal 292 eV fir-reġjun rikk aromatiku (C=C) (aħmar), fir-reġjun rikk alifatiku (aħdar), u fil-matriċi (blu). Il-linja griża hija l-ispettru organiku insolubbli Murchison 13 għal tqabbil. au, unità ta' arbitraġġ. b, Immaġni spettrali tal-mikroskopija bir-raġġi X tat-trażmissjoni bl-iskannjar (STXM) ta' tarf K tal-karbonju li turi li s-sezzjoni hija ddominata mill-karbonju. ċ, Plott kompost RGB b'reġjuni rikki aromatiċi (C=C) (aħmar), reġjuni rikki alifatiċi (aħdar), u matriċi (blu). d, organiċi rikki f'komposti alifatiċi huma kkonċentrati f'fillosilikat oħxon, iż-żona hija mkabbra mill-kaxxi bojod bit-tikek f'b u ċ. e, nanosferi kbar (ng-1) fiż-żona mkabbra mill-kaxxa bajda bit-tikek f'b u ċ. Għal: pirrotit. Pn: nikil-kromit. f, Spettrometrija tal-Massa ta' Jonju Sekondarju fuq Nanoskala (NanoSIMS), immaġini elementali ta' Idroġenu (1H), Karbonju (12C), u Nitroġenu (12C14N), immaġini tal-proporzjon tal-element 12C/1H, u immaġini tal-iżotopi inkroċjati δD, δ13C, u δ15N – Taqsima PG-1: grafit presolari b'arrikkiment estrem ta' 13C (Tabella Supplimentari 4).
Studji kinetiċi tad-degradazzjoni tal-materja organika fil-meteoriti ta' Murchison jistgħu jipprovdu informazzjoni importanti dwar id-distribuzzjoni eteroġenja ta' materja organika alifatika rikka fil-qmuħ ta' Ryugu. Dan l-istudju juri li r-rabtiet CH alifatiċi fil-materja organika jippersistu sa temperatura massima ta' madwar 30°C fil-ġenitur u/jew jinbidlu bir-relazzjonijiet bejn il-ħin u t-temperatura (eż. 200 sena f'100°C u 0°C 100 miljun sena). Jekk il-prekursur ma jissaħħanx f'temperatura partikolari għal aktar minn ċertu żmien, id-distribuzzjoni oriġinali ta' materja organika alifatika rikka fil-fillosilikat tista' tiġi ppreservata. Madankollu, il-bidliet fl-ilma tal-blat sors jistgħu jikkomplikaw din l-interpretazzjoni, peress li A0037 rikka fil-karbonat ma juri l-ebda reġjun alifatiku rikk fil-karbonju assoċjat mal-fillosilikati. Din il-bidla fit-temperatura baxxa tikkorrispondi bejn wieħed u ieħor għall-preżenza ta' feldspar kubu fil-qmuħ ta' Ryugu (Tabella Supplimentari 1) 20.
Il-frazzjoni C0068.25 (ng-1; Figuri 3a–c,e) fiha nanosfera kbira li turi spettri aromatiċi ħafna (jew C=C), moderatament alifatiċi, u dgħajfa ta' C(=O)O u C=O. Il-firma tal-karbonju alifatiku ma taqbilx mal-firma ta' organiċi insolubbli bl-ingrossa u nanosferi organiċi assoċjati ma' kondriti (Fig. 3a) 17,21. Analiżi spettroskopika Raman u infra-aħmar tan-nanosferi fil-Lag Tagish uriet li jikkonsistu minn komposti organiċi alifatiċi u ossidizzati u komposti organiċi aromatiċi poliċikliċi diżordinati bi struttura kumplessa22,23. Minħabba li l-matriċi tal-madwar fiha organiċi rikki f'komposti alifatiċi, il-firma tal-karbonju alifatiku f'ng-1 tista' tkun artefatt analitiku. Interessanti, ng-1 fih silikati amorfużi inkorporati (Fig. 3e), tessut li għadu ma ġiex irrappurtat għal xi organiċi extraterrestri. Is-silikati amorfi jistgħu jkunu komponenti naturali ta' ng-1 jew jirriżultaw mill-amorfizzazzjoni ta' silikati akwei/anidri permezz ta' raġġ ta' joni u/jew elettroni waqt l-analiżi.
L-immaġini tal-joni NanoSIMS tat-taqsima C0068.25 (Fig. 3f) juru bidliet uniformi f'δ13C u δ15N, ħlief għall-qmuħ presolari b'arrikkiment kbir ta' 13C ta' 30,811‰ (PG-1 fl-immaġni δ13C fil-Fig. 3f) (Tabella Supplimentari 4). L-immaġini tal-qmuħ elementari bir-raġġi-X u l-immaġini TEM b'riżoluzzjoni għolja juru biss il-konċentrazzjoni tal-karbonju u d-distanza bejn il-pjani bażali ta' 0.3 nm, li tikkorrispondi għall-grafita. Ta' min jinnota li l-valuri ta' δD (841 ± 394‰) u δ15N (169 ± 95‰), arrikkiti f'materja organika alifatika assoċjata ma' filosilikati oħxon, jirriżultaw li huma kemxejn ogħla mill-medja għar-reġjun C kollu (δD = 528 ± 139‰). ‰, δ15N = 67 ± 15 ‰) f'C0068.25 (Tabella Supplimentari 4). Din l-osservazzjoni tissuġġerixxi li l-organiċi rikki fl-alifatiċi fil-fillosilikati b'qamħ oħxon jistgħu jkunu aktar primittivi mill-organiċi tal-madwar, peress li dawn tal-aħħar setgħu għaddew minn skambju iżotopiku mal-ilma tal-madwar fil-ġisem oriġinali. Alternattivament, dawn il-bidliet iżotopiċi jistgħu jkunu relatati wkoll mal-proċess ta' formazzjoni inizjali. Huwa interpretat li s-silikati f'saffi b'qamħ fin fil-kondriti CI ġew iffurmati bħala riżultat ta' alterazzjoni kontinwa tal-gruppi oriġinali ta' silikat anidru b'qamħ oħxon. Materja organika rikka fl-alifatiċi setgħet iffurmat minn molekuli prekursuri fid-diska protoplanetarja jew fil-mezz interstellari qabel il-formazzjoni tas-sistema solari, u mbagħad inbidlet xi ftit matul il-bidliet fl-ilma tal-ġisem ġenitur Ryugu (kbir). Id-daqs (<1.0 km) ta' Ryugu huwa żgħir wisq biex iżomm is-sħana interna biżżejjed għall-alterazzjoni akwea biex tifforma minerali idrużi25. Id-daqs (<1.0 km) ta' Ryugu huwa żgħir wisq biex iżomm biżżejjed sħana interna biex l-alterazzjoni akwea tifforma minerali idrużi25. Размер (<1,0 км) Рюгу слишком мал, чтобы поддерживать достаточное внутренне тепло не тепло для но для живать образованием водных минералов25. Daqs (<1.0 km) Ryugu huwa żgħir wisq biex iżomm biżżejjed sħana interna biex l-ilma jinbidel biex jifforma minerali tal-ilma25. 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2矿氩25 Ryugu 的尺寸（<1.0 公里）太小，不足以维持内部热量以进行水蚀变形成含氩2矿氩25 Размер Рюгу (<1,0 км) слишком мал, чтобы поддерживать внутреннее тепло для измененения зодинения водерживать водных минералов25. Id-daqs ta' Ryugu (<1.0 km) huwa żgħir wisq biex isostni s-sħana interna biex tbiddel l-ilma biex tifforma minerali tal-ilma25.Għalhekk, jistgħu jkunu meħtieġa għexieren ta' kilometri fid-daqs tal-predeċessuri ta' Ryugu. Materja organika rikka f'komposti alifatiċi tista' żżomm il-proporzjonijiet tal-iżotopi oriġinali tagħha minħabba l-assoċjazzjoni ma' filosilikati oħxon. Madankollu, in-natura eżatta tat-trasportaturi tqal iżotopiċi tibqa' inċerta minħabba t-taħlit kumpless u delikat tad-diversi komponenti f'dawn il-frazzjonijiet FIB. Dawn jistgħu jkunu sustanzi organiċi rikka f'komposti alifatiċi fil-granuli ta' Ryugu jew filosilikati oħxon li jdawruhom. Innota li l-materja organika fi kważi l-kondrit karboniċi kollha (inklużi l-kondrit CI) għandha t-tendenza li tkun aktar rikka fid-D milli fil-fillosilikati, bl-eċċezzjoni tal-meteoriti CM Paris 24, 26.
Plottijiet tal-volum δD u δ15N tal-flieli FIB miksuba għall-flieli FIB A0002.23 u A0002.26, A0037.22 u A0037.23 u C0068.23, C0068.25 u C0068.26 (total ta' seba' flieli FIB minn tliet partiċelli Ryugu) Paragun ta' NanoSIMS ma' oġġetti oħra tas-sistema solari huwa muri fil-fig. 4 (Tabella Supplimentari 4)27,28. Il-bidliet fil-volum f'δD u δ15N fil-profili A0002, A0037, u C0068 huma konsistenti ma' dawk fl-IDP, iżda ogħla milli fil-kondrites CM u CI (Fig. 4). Innota li l-firxa tal-valuri δD għall-kampjun tal-Kometa 29 (-240 sa 1655‰) hija akbar minn dik ta' Ryugu. Il-volumi δD u δ15N tal-profili ta' Ryukyu huma, bħala regola, iżgħar mill-medja għall-kometi tal-familja Ġove u s-sħaba ta' Oort (Fig. 4). Il-valuri aktar baxxi ta' δD tal-kondrit CI jistgħu jirriflettu l-influwenza tal-kontaminazzjoni terrestri f'dawn il-kampjuni. Minħabba x-xebh bejn Bells, Lake Tagish, u IDP, l-eteroġeneità kbira fil-valuri δD u δN fil-partiċelli ta' Ryugu tista' tirrifletti bidliet fil-firem iżotopiċi inizjali tal-kompożizzjonijiet organiċi u akwei fis-sistema solari bikrija. Il-bidliet iżotopiċi simili f'δD u δN fil-partiċelli ta' Ryugu u IDP jissuġġerixxu li t-tnejn setgħu ffurmaw minn materjal mill-istess sors. Huwa maħsub li l-IDPs joriġinaw minn sorsi kometarji 14. Għalhekk, Ryugu jista' jkun fih materjal simili għal kometa u/jew għall-inqas is-sistema solari ta' barra. Madankollu, dan jista' jkun aktar diffiċli milli niddikjaraw hawn minħabba (1) it-taħlita ta' ilma sferulitiku u rikk fid-D fuq il-korp ġenitur 31 u (2) il-proporzjon D/H tal-kometa bħala funzjoni tal-attività kometarja 32. Madankollu, ir-raġunijiet għall-eteroġeneità osservata tal-iżotopi tal-idroġenu u n-nitroġenu fil-partiċelli Ryugu mhumiex mifhuma għalkollox, parzjalment minħabba n-numru limitat ta' analiżi disponibbli llum. Ir-riżultati tas-sistemi tal-iżotopi tal-idroġenu u n-nitroġenu għadhom iqajmu l-possibbiltà li Ryugu fiha l-biċċa l-kbira tal-materjal minn barra s-Sistema Solari u għalhekk tista' turi xi xebh mal-kometi. Il-profil ta' Ryugu ma wera l-ebda korrelazzjoni apparenti bejn δ13C u δ15N (Tabella Supplimentari 4).
Il-kompożizzjoni iżotopika ġenerali ta' H u N tal-partiċelli Ryugu (ċrieki ħomor: A0002, A0037; ċrieki blu: C0068) tikkorrelata mal-kobor solari 27, il-familja medja ta' Ġove (JFC27), u l-kometi tas-sħaba ta' Oort (OCC27), IDP28, u kondruli karboniċi. Paragun tal-meteorita 27 (CI, CM, CR, C2-ung). Il-kompożizzjoni iżotopika hija mogħtija fit-Tabella Supplimentari 4. Il-linji bit-tikek huma l-valuri tal-iżotopi terrestri għal H u N.
It-trasport ta' volatili (eż. materja organika u ilma) lejn id-Dinja jibqa' ta' tħassib26,27,33. Materja organika submikronika assoċjata ma' filosilikati oħxon fil-partiċelli ta' Ryugu identifikati f'dan l-istudju tista' tkun sors importanti ta' volatili. Il-materja organika fil-fillosilikati oħxon hija protetta aħjar mid-degradazzjoni16,34 u t-tħassir35 milli l-materja organika f'matriċi fini. Il-kompożizzjoni iżotopika itqal tal-idroġenu fil-partiċelli tfisser li mhux probabbli li jkunu l-uniku sors ta' volatili li jinġarru lejn id-Dinja bikrija. Jistgħu jitħalltu ma' komponenti b'kompożizzjoni iżotopika tal-idroġenu eħfef, kif ġie propost reċentement fl-ipoteżi tal-preżenza ta' ilma mmexxi mir-riħ solari fis-silikati.
F'dan l-istudju, nuru li l-meteoriti CI, minkejja l-importanza ġeokimika tagħhom bħala rappreżentanti tal-kompożizzjoni ġenerali tas-sistema solari,6,10 huma kampjuni kkontaminati terrestri. Nipprovdu wkoll evidenza diretta għal interazzjonijiet bejn materja organika alifatika rikka u minerali idruża ġirien u nissuġġerixxu li Ryugu jista' jkun fih materjal extrasolari37. Ir-riżultati ta' dan l-istudju juru b'mod ċar l-importanza tat-teħid ta' kampjuni diretti ta' protosterojdi u l-ħtieġa li l-kampjuni rritornati jiġu ttrasportati taħt kundizzjonijiet kompletament inerti u sterili. L-evidenza ppreżentata hawnhekk turi li l-partiċelli Ryugu huma bla dubju wieħed mill-aktar materjali tas-sistema solari mhux ikkontaminati disponibbli għar-riċerka fil-laboratorju, u studju ulterjuri ta' dawn il-kampjuni prezzjużi bla dubju se jespandi l-fehim tagħna tal-proċessi bikrija tas-sistema solari. Il-partiċelli Ryugu huma l-aħjar rappreżentazzjoni tal-kompożizzjoni ġenerali tas-sistema solari.
Biex niddeterminaw il-mikrostruttura kumplessa u l-proprjetajiet kimiċi ta' kampjuni fuq skala submikronika, użajna t-tomografija kompjuterizzata bbażata fuq ir-radjazzjoni tas-sinkrotron (SR-XCT) u d-diffrazzjoni tar-raġġi-X SR (XRD)-CT, analiżi FIB-STXM-NEXAFS-NanoSIMS-TEM. L-ebda degradazzjoni, tniġġis minħabba l-atmosfera tad-dinja, u l-ebda ħsara minn partiċelli fini jew kampjuni mekkaniċi. Sadanittant, wettaqna analiżi volumetrika sistematika bl-użu ta' mikroskopija elettronika tal-iskannjar (SEM)-EDS, EPMA, XRD, analiżi strumentali tal-attivazzjoni tan-newtroni (INAA), u tagħmir tal-fluworinazzjoni tal-iżotopi tal-ossiġnu bil-lejżer. Il-proċeduri tal-assaġġ huma murija fil-Figura Supplimentari 3 u kull assaġġ huwa deskritt fit-taqsimiet li ġejjin.
Partiċelli mill-asterojde Ryugu ġew irkuprati mill-modulu tad-dħul mill-ġdid ta' Hayabusa-2 u kkonsenjati liċ-Ċentru ta' Kontroll tal-JAXA f'Sagamihara, il-Ġappun, mingħajr ma niġġsu l-atmosfera tad-Dinja4. Wara karatterizzazzjoni inizjali u mhux distruttiva f'faċilità ġestita mill-JAXA, uża kontenituri ta' trasferiment bejn is-siti li jistgħu jiġu ssiġillati u boroż tal-kapsuli tal-kampjuni (kristall żaffir b'dijametru ta' 10 jew 15 mm u azzar inossidabbli, skont id-daqs tal-kampjun) biex tevita interferenza ambjentali. ambjent. kontaminanti tal-ilma u/jew tal-art (eż. fwar tal-ilma, idrokarburi, gassijiet atmosferiċi u partiċelli fini) u kontaminazzjoni inkroċjata bejn il-kampjuni waqt il-preparazzjoni tal-kampjuni u t-trasport bejn istituti u universitajiet38. Biex tiġi evitata d-degradazzjoni u t-tniġġis minħabba l-interazzjoni mal-atmosfera tad-dinja (fwar tal-ilma u ossiġnu), it-tipi kollha ta' preparazzjoni tal-kampjuni (inkluż it-tqattigħ bi skarpell tat-tantalu, l-użu ta' serrieq tal-wajer tad-djamanti bbilanċjat (Meiwa Fosis Corporation DWS 3400) u t-tqattigħ tal-epossidu) preparazzjoni għall-installazzjoni) twettqu f'kaxxa tal-ingwanti taħt N2 nadif u niexef (punt tan-nida: -80 sa -60 °C, O2 ~50-100 ppm). L-oġġetti kollha użati hawn jitnaddfu b'taħlita ta' ilma ultrapur u etanol bl-użu ta' mewġ ultrasoniku ta' frekwenzi differenti.
Hawnhekk nistudjaw il-kollezzjoni ta' meteoriti tal-Istitut Nazzjonali tar-Riċerka Polari (NIPR) taċ-Ċentru ta' Riċerka dwar il-Meteoriti Antartiċi (CI: Orgueil, CM2.4: Yamato (Y)-791198, CY: Y-82162 u CY: Y 980115).
Għat-trasferiment bejn l-istrumenti għall-analiżi SR-XCT, NanoSIMS, STXM-NEXAFS u TEM, użajna d-detentur universali ultrarqiq tal-kampjuni deskritt fi studji preċedenti38.
L-analiżi SR-XCT tal-kampjuni ta' Ryugu twettqet bl-użu tas-sistema CT integrata BL20XU/SPring-8. Is-sistema CT integrata tikkonsisti f'diversi modi ta' kejl: mod ta' kamp viżiv wiesa' u riżoluzzjoni baxxa (WL) biex tinqabad l-istruttura kollha tal-kampjun, mod ta' kamp viżiv dejjaq u riżoluzzjoni għolja (NH) għal kejl preċiż taż-żona tal-kampjun. interess u radjografi biex jinkiseb mudell ta' diffrazzjoni tal-volum tal-kampjun, u wettaq XRD-CT biex tinkiseb dijagramma 2D tal-fażijiet minerali tal-pjan orizzontali fil-kampjun. Innota li l-kejl kollu jista' jsir mingħajr ma tintuża s-sistema integrata biex jitneħħa d-detentur tal-kampjun mill-bażi, li jippermetti kejl preċiż tas-CT u l-XRD-CT. Id-ditekter tar-raġġi-X fil-modalità WL (BM AA40P; Hamamatsu Photonics) kien mgħammar b'kamera CMOS (metal-oxide-semiconductor) addizzjonali ta' 4608 × 4608 pixel (C14120-20P; Hamamatsu Photonics) b'xintillatur li jikkonsisti minn kristall wieħed tal-granata tal-lutezju-aluminju bi ħxuna ta' 10 µm (Lu3Al5O12:Ce) u lenti tar-relay. Id-daqs tal-pixel fil-modalità WL huwa ta' madwar 0.848 µm. Għalhekk, il-kamp viżiv (FOV) fil-modalità WL huwa ta' madwar 6 mm fil-modalità CT offset. Id-ditekter tar-raġġi-X fil-modalità NH (BM AA50; Hamamatsu Photonics) kien mgħammar b'xintillatur tal-granata tal-gadolinju-aluminju-gallju (Gd3Al2Ga3O12) bi ħxuna ta' 20 µm, kamera CMOS (C11440-22CU) b'riżoluzzjoni ta' 2048 × 2048 pixel; Hamamatsu Photonics) u lenti ×20. Id-daqs tal-pixel fil-modalità NH huwa ~0.25 µm u l-kamp viżiv huwa ~0.5 mm. Id-ditekter għall-modalità XRD (BM AA60; Hamamatsu Photonics) kien mgħammar b'xintillatur li jikkonsisti minn skrin tat-trab P43 (Gd2O2S:Tb) ta' ħxuna ta' 50 µm, kamera CMOS b'riżoluzzjoni ta' 2304 × 2304 pixel (C15440-20UP; Hamamatsu Photonics) u lenti relay. Id-ditekter għandu daqs effettiv tal-pixel ta' 19.05 µm u kamp viżiv ta' 43.9 mm2. Biex inżidu l-FOV, applikajna proċedura CT offset fil-modalità WL. L-immaġni tad-dawl trażmess għar-rikostruzzjoni tas-CT tikkonsisti f'immaġni fil-medda ta' 180° sa 360° riflessa orizzontalment madwar l-assi tar-rotazzjoni, u immaġni fil-medda ta' 0° sa 180°.
Fil-modalità XRD, ir-raġġ tar-raġġi-X huwa ffukat minn pjanċa taż-żona Fresnel. F'din il-modalità, id-ditekter jitqiegħed 110 mm wara l-kampjun u l-waqfien tar-raġġ huwa 3 mm 'il quddiem mid-ditekter. Immaġni ta' diffrazzjoni fil-medda ta' 2θ minn 1.43° sa 18.00° (pitch tal-gradilja d = 16.6–1.32 Å) inkisbu bil-punt tar-raġġi-X iffukat fil-qiegħ tal-kamp viżiv tad-ditekter. Il-kampjun jiċċaqlaq vertikalment f'intervalli regolari, b'nofs dawra għal kull pass ta' skennjar vertikali. Jekk il-partiċelli minerali jissodisfaw il-kundizzjoni ta' Bragg meta jiddawru b'180°, huwa possibbli li tinkiseb diffrazzjoni tal-partiċelli minerali fil-pjan orizzontali. L-immaġni ta' diffrazzjoni mbagħad ġew ikkombinati f'immaġni waħda għal kull pass ta' skennjar vertikali. Il-kundizzjonijiet tal-assaġġ SR-XRD-CT huma kważi l-istess bħal dawk għall-assaġġ SR-XRD. Fil-modalità XRD-CT, id-ditekter jitqiegħed 69 mm wara l-kampjun. L-immaġini tad-diffrazzjoni fil-medda ta' 2θ ivarjaw minn 1.2° sa 17.68° (d = 19.73 sa 1.35 Å), fejn kemm ir-raġġ tar-raġġi-X kif ukoll il-limitatur tar-raġġ huma allinjati maċ-ċentru tal-kamp viżiv tad-ditekter. Skennja l-kampjun orizzontalment u dawwar il-kampjun 180°. L-immaġini SR-XRD-CT ġew rikostruwiti bl-intensitajiet tal-minerali l-aktar għoljin bħala valuri tal-pixel. Bl-iskennjar orizzontali, il-kampjun tipikament jiġi skennjat f'passi ta' 500–1000.
Għall-esperimenti kollha, l-enerġija tar-raġġi-X ġiet iffissata għal 30 keV, peress li dan huwa l-limitu aktar baxx tal-penetrazzjoni tar-raġġi-X f'meteoriti b'dijametru ta' madwar 6 mm. In-numru ta' immaġini miksuba għall-kejl kollu tas-CT matul rotazzjoni ta' 180° kien 1800 (3600 għall-programm offset CT), u l-ħin ta' espożizzjoni għall-immaġini kien 100 ms għall-modalità WL, 300 ms għall-modalità NH, 500 ms għal XRD, u 50 ms. ms għal XRD-CT. Il-ħin tipiku ta' skennjar tal-kampjun huwa madwar 10 minuti fil-modalità WL, 15-il minuta fil-modalità NH, 3 sigħat għal XRD, u 8 sigħat għal SR-XRD-CT.
L-immaġini tas-CT ġew rikostruwiti permezz ta' projezzjoni konvoluzzjonali lura u normalizzati għal koeffiċjent ta' attenwazzjoni lineari minn 0 sa 80 cm-1. Is-softwer Slice intuża biex janalizza d-dejta 3D u s-softwer muXRD intuża biex janalizza d-dejta XRD.
Partiċelli Ryugu ffissati bl-epossi (A0029, A0037, C0009, C0014 u C0068) ġew illustrati gradwalment fuq il-wiċċ sal-livell ta' film ta' lapping tad-djamanti ta' 0.5 µm (3M) f'kundizzjonijiet niexfa, filwaqt li ġie evitat li l-materjal jiġi f'kuntatt mal-wiċċ matul il-proċess tal-illustrar. Il-wiċċ illustrat ta' kull kampjun l-ewwel ġie eżaminat b'mikroskopija tad-dawl u mbagħad elettroni mxerrda lura biex jinkisbu immaġnijiet tal-mineraloġija u n-nisġa (BSE) tal-kampjuni u elementi NIPR kwalitattivi bl-użu ta' JEOL JSM-7100F SEM mgħammar bi spettrometru li jxerred l-enerġija (AZtec). Stampa tal-enerġija). Għal kull kampjun, il-kontenut ta' elementi ewlenin u minuri ġie analizzat bl-użu ta' mikroanalizzatur tas-sonda tal-elettroni (EPMA, JEOL JXA-8200). Analizza l-partiċelli tal-fillosilikat u l-karbonat f'5 nA, standards naturali u sintetiċi f'15 keV, sulfidi, manjetit, olivina, u piroxene f'30 nA. Il-gradi modali ġew ikkalkulati minn mapep tal-elementi u immaġnijiet tal-BSE bl-użu tas-softwer ImageJ 1.53 b'limiti xierqa stabbiliti arbitrarjament għal kull minerali.
L-analiżi tal-iżotopi tal-ossiġnu twettqet fl-Open University (Milton Keynes, UK) bl-użu ta' sistema ta' fluworinazzjoni bil-lejżer infra-aħmar. Il-kampjuni ta' Hayabusa2 twasslu lill-Open University 38 f'kontenituri mimlija bin-nitroġenu għat-trasferiment bejn il-faċilitajiet.
It-tagħbija tal-kampjun twettqet f'kaxxa tal-ingwanti tan-nitroġenu b'livell ta' ossiġnu mmonitorjat taħt 0.1%. Għax-xogħol analitiku ta' Hayabusa2, ġie fabbrikat detentur ġdid tal-kampjun tan-Ni, li jikkonsisti f'żewġ toqob tal-kampjun biss (dijametru ta' 2.5 mm, fond ta' 5 mm), waħda għall-partiċelli ta' Hayabusa2 u l-oħra għall-istandard intern tal-obsidian. Matul l-analiżi, il-bir tal-kampjun li kien fih il-materjal Hayabusa2 kien mgħotti b'tieqa interna ta' BaF2 ta' madwar 1 mm ħxuna u 3 mm fid-dijametru biex iżżomm il-kampjun matul ir-reazzjoni bil-lejżer. Il-fluss ta' BrF5 lejn il-kampjun inżamm permezz ta' kanal tat-taħlit tal-gass maqtugħ fid-detentur tal-kampjun tan-Ni. Il-kompartiment tal-kampjun ġie wkoll ikkonfigurat mill-ġdid sabiex ikun jista' jitneħħa mil-linja tal-fluworinazzjoni bil-vakwu u mbagħad jinfetaħ f'kaxxa tal-ingwanti mimlija bin-nitroġenu. Il-kompartiment b'żewġ biċċiet ġie ssiġillat b'siġill tal-kompressjoni b'gasket tar-ram u morsa tal-katina EVAC Quick Release CeFIX 38. Tieqa ta' BaF2 ta' 3 mm ħxuna fuq nett tal-kompartiment tippermetti osservazzjoni simultanja tal-kampjun u t-tisħin bil-lejżer. Wara li tgħabbi l-kampjun, erġa' qabbad il-kompartiment u erġa' qabbad mal-linja fluworinata. Qabel l-analiżi, il-kompartiment tal-kampjun ġie msaħħan taħt vakwu għal madwar 95°C matul il-lejl biex titneħħa kwalunkwe umdità assorbita. Wara t-tisħin matul il-lejl, il-kompartiment tħalliet tiksaħ għat-temperatura tal-kamra u mbagħad il-porzjon espost għall-atmosfera waqt it-trasferiment tal-kampjun ġie mnaddaf bi tliet alikwoti ta' BrF5 biex titneħħa l-umdità. Dawn il-proċeduri jiżguraw li l-kampjun Hayabusa 2 ma jkunx espost għall-atmosfera u ma jkunx ikkontaminat bl-umdità mill-porzjon tal-linja fluworinata li tiġi vventilata fl-atmosfera waqt it-tagħbija tal-kampjun.
Il-kampjuni tal-partiċelli Ryugu C0014-4 u Orgueil (CI) ġew analizzati f'modalità "singolu" modifikata42, filwaqt li l-analiżi Y-82162 (CY) twettqet fuq trej wieħed b'ħafna bjar tal-kampjuni41. Minħabba l-kompożizzjoni anidruża tagħhom, mhux neċessarju li jintuża metodu wieħed għall-kondrit CY. Il-kampjuni ġew imsaħħna bl-użu ta' laser CO2 infra-aħmar Photon Machines Inc. b'qawwa ta' 50 W (10.6 µm) immuntat fuq il-gantry XYZ fil-preżenza ta' BrF5. Is-sistema tal-vidjo integrata timmonitorja l-andament tar-reazzjoni. Wara l-fluworinazzjoni, l-O2 liberat ġie mnaddaf bl-użu ta' żewġ nases tan-nitroġenu krijoġeniku u sodda msaħħna ta' KBr biex jitneħħa kwalunkwe fluworin żejjed. Il-kompożizzjoni iżotopika tal-ossiġnu purifikat ġiet analizzata fuq spettrometru tal-massa b'żewġ kanali Thermo Fisher MAT 253 b'riżoluzzjoni tal-massa ta' madwar 200.
F'xi każijiet, l-ammont ta' O2 gassuż rilaxxat matul ir-reazzjoni tal-kampjun kien inqas minn 140 µg, li huwa l-limitu approssimattiv tal-użu tal-apparat tal-minfaħ fuq l-ispettrometru tal-massa MAT 253. F'dawn il-każijiet, uża mikrovolumi għall-analiżi. Wara li ġew analizzati l-partiċelli Hayabusa2, l-istandard intern tal-obsidjan ġie fluworinat u ġiet determinata l-kompożizzjoni tal-iżotopi tal-ossiġnu tiegħu.
Jonji tal-framment NF+ NF3+ jinterferixxu mar-raġġ b'massa 33 (16O17O). Biex tiġi eliminata din il-problema potenzjali, ħafna mill-kampjuni jiġu pproċessati bl-użu ta' proċeduri ta' separazzjoni krijoġenika. Dan jista' jsir fid-direzzjoni 'l quddiem qabel l-analiżi MAT 253 jew bħala t-tieni analiżi billi l-gass analizzat jiġi rritornat lura għall-għarbiel molekulari speċjali u jerġa' jgħaddi wara s-separazzjoni krijoġenika. Is-separazzjoni krijoġenika tinvolvi l-provvista ta' gass lil għarbiel molekulari f'temperatura tan-nitroġenu likwidu u mbagħad it-tfigħ tiegħu f'għarbiel molekulari primarju f'temperatura ta' -130°C. Ittestjar estensiv wera li NF+ jibqa' fuq l-ewwel għarbiel molekulari u ma sseħħ l-ebda frazzjonament sinifikanti bl-użu ta' dan il-metodu.
Abbażi ta' analiżi ripetuta tal-istandards interni tal-obsidjana tagħna, l-eżattezza ġenerali tas-sistema fil-modalità tal-minfaħ hija: ±0.053‰ għal δ17O, ±0.095‰ għal δ18O, ±0.018‰ għal Δ17O (2 sd). L-analiżi tal-iżotopi tal-ossiġnu hija mogħtija fin-notazzjoni standard tad-delta, fejn id-delta18O hija kkalkulata bħala:
Uża wkoll il-proporzjon 17O/16O għal δ17O. VSMOW huwa l-istandard internazzjonali għall-Istandard Medju tal-Ilma tal-Baħar ta' Vjenna. Δ17O jirrappreżenta d-devjazzjoni mil-linja ta' frazzjonament tad-dinja, u l-formula tal-kalkolu hija: Δ17O = δ17O – 0.52 × δ18O. Id-dejta kollha ppreżentata fit-Tabella Supplimentari 3 ġiet aġġustata għad-distakk.
Sezzjonijiet ta' bejn wieħed u ieħor 150 sa 200 nm ħoxnin ġew estratti minn partiċelli Ryugu bl-użu ta' strument Hitachi High Tech SMI4050 FIB f'JAMSTEC, Kochi Core Sampling Institute. Innota li s-sezzjonijiet kollha tal-FIB ġew irkuprati minn frammenti mhux ipproċessati ta' partiċelli mhux ipproċessati wara li tneħħew minn kontenituri mimlija bil-gass N2 għat-trasferiment interoġġett. Dawn il-frammenti ma tkejlux permezz ta' SR-CT, iżda ġew ipproċessati b'espożizzjoni minima għall-atmosfera tad-dinja biex tiġi evitata ħsara u kontaminazzjoni potenzjali li jistgħu jaffettwaw l-ispettru tat-tarf K tal-karbonju. Wara d-depożizzjoni ta' saff protettiv tat-tungstenu, ir-reġjun ta' interess (sa 25 × 25 μm2) inqata' u rqaq b'raġġ ta' joni Ga+ b'vultaġġ ta' aċċelerazzjoni ta' 30 kV, imbagħad b'5 kV u kurrent tas-sonda ta' 40 pA biex jiġi minimizzat il-ħsara fil-wiċċ. Is-sezzjonijiet ultrarqaq imbagħad tqiegħdu fuq malja tar-ram imkabbra (malja Kochi) 39 bl-użu ta' mikromanipulatur mgħammar b'FIB.
Il-gerbub Ryugu A0098 (1.6303mg) u C0068 (0.6483mg) ġew issiġillati darbtejn f'folji tal-polietilene pur ta' purità għolja f'kaxxa tal-ingwanti mimlija b'nitroġenu pur fuq l-SPring-8 mingħajr ebda interazzjoni mal-atmosfera tad-dinja. It-tħejjija tal-kampjun għal JB-1 (blat ta' referenza ġeoloġika maħruġ mill-Istħarriġ Ġeoloġiku tal-Ġappun) twettqet fl-Università Metropolitana ta' Tokyo.
L-INAA tinżamm fl-Istitut għar-Radjazzjoni Integrata u x-Xjenzi Nukleari, l-Università ta' Kjoto. Il-kampjuni ġew irradjati darbtejn b'ċikli ta' irradjazzjoni differenti magħżula skont il-half-life tan-nuklide użat għall-kwantifikazzjoni tal-element. L-ewwel, il-kampjun ġie irradjat f'tubu ta' irradjazzjoni pnewmatiku għal 30 sekonda. Il-flussi ta' newtroni termali u veloċi fil-fig. 3 huma 4.6 × 1012 u 9.6 × 1011 cm-2 s-1, rispettivament, biex jiġi ddeterminat il-kontenut ta' Mg, Al, Ca, Ti, V u Mn. Kimiċi bħal MgO (purità ta' 99.99%, Soekawa Chemical), Al (purità ta' 99.9%, Soekawa Chemical), u Si metal (purità ta' 99.999%, FUJIFILM Wako Pure Chemical) ġew irradjati wkoll biex jikkoreġu għal reazzjonijiet nukleari li jinterferixxu bħal (n, n). Il-kampjun ġie wkoll irradjat bis-sodium chloride (purità ta' 99.99%; MANAC) biex jikkoreġi l-bidliet fil-fluss tan-newtroni.
Wara l-irradjazzjoni bin-newtroni, il-folja tal-polietilene ta’ barra ġiet sostitwita b’waħda ġdida, u r-radjazzjoni gamma emessa mill-kampjun u r-referenza ġiet imkejla immedjatament b’ditekter tal-Ge. L-istess kampjuni ġew irradjati mill-ġdid għal 4 sigħat f’tubu ta’ irradjazzjoni pnewmatika. 2 għandu flussi termali u newtroni veloċi ta’ 5.6 x 1012 u 1.2 x 1012 cm-2 s-1, rispettivament, għad-determinazzjoni ta’ Na, K, Ca, Sc, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, As, Kontenut Se, Sb, Os, Ir u Au. Kampjuni ta’ kontroll ta’ Ga, As, Se, Sb, Os, Ir, u Au ġew irradjati billi ġew applikati ammonti xierqa (minn 10 sa 50 μg) ta’ soluzzjonijiet standard ta’ konċentrazzjonijiet magħrufa ta’ dawn l-elementi fuq żewġ biċċiet karta tal-filtru, segwiti minn irradjazzjoni tal-kampjuni. L-għadd tar-raġġi gamma twettaq fl-Istitut tar-Radjazzjoni Integrata u x-Xjenzi Nukleari, l-Università ta’ Kjoto u ċ-Ċentru ta’ Riċerka RI, l-Università Metropolitana ta’ Tokyo. Il-proċeduri analitiċi u l-materjali ta' referenza għad-determinazzjoni kwantitattiva tal-elementi INAA huma l-istess bħal dawk deskritti fix-xogħol preċedenti tagħna.
Intuża diffrattometru tar-raġġi-X (Rigaku SmartLab) biex jinġabru l-mudelli ta' diffrazzjoni tal-kampjuni ta' Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) u C0087 (<1 mg) f'NIPR. Intuża diffrattometru tar-raġġi-X (Rigaku SmartLab) biex jinġabru l-mudelli ta' diffrazzjoni tal-kampjuni ta' Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) u C0087 (<1 mg) f'NIPR. Рентгеновский дифрактометр (Rigaku SmartLab) использовали для сбора дифракционных картин образционных использовали для сбора дифракционных картин образ1 образц102 A0037 (≪1 мг) u C0087 (<1 мг) в NIPR. Intuża diffrattometru tar-raġġi-X (Rigaku SmartLab) biex jinġabru mudelli ta' diffrazzjoni tal-kampjuni Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg), u C0087 (<1 mg) f'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) u C0087 (<1 мг) были получены в NIPR с ис исполов рентгеновского дифрактометра (Rigaku SmartLab). Il-mudelli tad-diffrazzjoni tar-raġġi-X tal-kampjuni Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (<1 mg) u C0087 (<1 mg) inkisbu fl-NIPR bl-użu ta' diffrattometru tar-raġġi-X (Rigaku SmartLab).Il-kampjuni kollha ġew mitħuna fi trab fin fuq wejfer tas-silikon mhux riflettiv bl-użu ta' pjanċa tal-ħġieġ taż-żaffir u mbagħad mifruxa b'mod uniformi fuq il-wejfer tas-silikon mhux riflettiv mingħajr ebda likwidu (ilma jew alkoħol). Il-kundizzjonijiet tal-kejl huma kif ġej: Ir-radjazzjoni tar-raġġi-X Cu Kα hija ġġenerata b'vultaġġ tat-tubu ta' 40 kV u kurrent tat-tubu ta' 40 mA, it-tul limitanti tax-xquq huwa 10 mm, l-angolu tad-diverġenza huwa (1/6)°, il-veloċità tar-rotazzjoni fil-pjan hija 20 rpm, u l-firxa hija 2θ (angolu doppju ta' Bragg) hija 3-100° u tieħu madwar 28 siegħa biex tiġi analizzata. Intużaw l-ottiki Bragg Brentano. Id-ditekter huwa ditekter tas-semikondutturi tas-silikon unidimensjonali (D/teX Ultra 250). Ir-raġġi-X ta' Cu Kβ tneħħew bl-użu ta' filtru Ni. Bl-użu ta' kampjuni disponibbli, il-kejl tas-saponit manjesjan sintetiku (JCSS-3501, Kunimine Industries CO. Ltd), is-serpentina (serpentina tal-weraq, Miyazu, Nikka) u l-pirrotite (monoklinika 4C, Chihua, Messiku Watts) tqabbel biex jiġu identifikati l-qċaċet u tintuża dejta ta' diffrazzjoni tal-fajl tat-trab miċ-Ċentru Internazzjonali għad-Dejta tad-Diffrazzjoni, dolomit (PDF 01-071-1662) u manjetit (PDF 00-019-0629). Id-dejta tad-diffrazzjoni minn Ryugu tqabblet ukoll mad-dejta dwar kondriti karboniċi idroalterati, Orgueil CI, Y-791198 CM2.4, u Y 980115 CY (stadju tat-tisħin III, 500–750°C). It-tqabbil wera similaritajiet ma' Orgueil, iżda mhux ma' Y-791198 u Y 980115.
L-ispettri NEXAFS bit-tarf tal-karbonju K ta' sezzjonijiet ultrarqaq ta' kampjuni magħmula minn FIB tkejlu bl-użu tal-kanal STXM BL4U fil-faċilità tas-sinkrotron UVSOR fl-Istitut tax-Xjenzi Molekulari (Okazaki, il-Ġappun). Id-daqs tal-punt ta' raġġ iffukat ottikament bi pjanċa taż-żona Fresnel huwa ta' madwar 50 nm. Il-pass tal-enerġija huwa 0.1 eV għall-istruttura fina tar-reġjun tat-tarf qrib (283.6–292.0 eV) u 0.5 eV (280.0–283.5 eV u 292.5–300.0 eV) għar-reġjuni ta' quddiem u ta' wara. Il-ħin għal kull pixel tal-immaġni ġie ssettjat għal 2 ms. Wara l-evakwazzjoni, il-kamra analitika STXM imliet bl-elju bi pressjoni ta' madwar 20 mbar. Dan jgħin biex jimminimizza d-drift termali tat-tagħmir ottiku tar-raġġi-X fil-kamra u fid-detentur tal-kampjun, kif ukoll biex inaqqas il-ħsara u/jew l-ossidazzjoni tal-kampjun. L-ispettri tal-karbonju NEXAFS K-edge ġew iġġenerati minn dejta f'munzelli bl-użu tas-softwer aXis2000 u s-softwer proprjetarju tal-ipproċessar tad-dejta STXM. Innota li l-kaxxa tat-trasferiment tal-kampjun u l-kaxxa tal-ingwanti jintużaw biex jiġu evitati l-ossidazzjoni u l-kontaminazzjoni tal-kampjun.
Wara l-analiżi STXM-NEXAFS, il-kompożizzjoni iżotopika tal-idroġenu, il-karbonju, u n-nitroġenu tal-flieli Ryugu FIB ġiet analizzata bl-użu ta' immaġini tal-iżotopi b'JAMSTEC NanoSIMS 50L. Raġġ primarju ffukat ta' Cs+ ta' madwar 2 pA għall-analiżi tal-iżotopi tal-karbonju u n-nitroġenu u madwar 13 pA għall-analiżi tal-iżotopi tal-idroġenu huwa rasterizzat fuq żona ta' madwar 24 × 24 µm2 sa 30 × 30 µm2 fuq il-kampjun. Wara pre-sprej ta' 3 minuti b'kurrent tar-raġġ primarju relattivament qawwi, kull analiżi nbdiet wara l-istabbilizzazzjoni tal-intensità tar-raġġ sekondarju. Għall-analiżi tal-iżotopi tal-karbonju u n-nitroġenu, immaġini ta' 12C–, 13C–, 16O–, 12C14N– u 12C15N– inkisbu simultanjament bl-użu ta' skoperta multiplex ta' seba' multiplikaturi ta' elettroni b'riżoluzzjoni tal-massa ta' madwar 9000, li hija biżżejjed biex tissepara l-komposti iżotopiċi rilevanti kollha. interferenza (jiġifieri 12C1H fuq 13C u 13C14N fuq 12C15N). Għall-analiżi tal-iżotopi tal-idroġenu, inkisbu immaġini 1H-, 2D- u 12C- b'riżoluzzjoni tal-massa ta' madwar 3000 b'detezzjoni multipla bl-użu ta' tliet multiplikaturi tal-elettroni. Kull analiżi tikkonsisti fi 30 immaġni skannjata tal-istess żona, b'immaġni waħda li tikkonsisti f'256 × 256 pixel għall-analiżi tal-iżotopi tal-karbonju u n-nitroġenu u 128 × 128 pixel għall-analiżi tal-iżotopi tal-idroġenu. Il-ħin tad-dewmien huwa 3000 µs għal kull pixel għall-analiżi tal-iżotopi tal-karbonju u n-nitroġenu u 5000 µs għal kull pixel għall-analiżi tal-iżotopi tal-idroġenu. Użajna 1-hydroxybenzotriazole hydrate bħala standards tal-iżotopi tal-idroġenu, tal-karbonju u tan-nitroġenu biex nikkalibraw il-frazzjonament tal-massa strumentali45.
Biex niddeterminaw il-kompożizzjoni iżotopika tas-silikon tal-grafita presolari fil-profil FIB C0068-25, użajna sitt multiplikaturi tal-elettroni b'riżoluzzjoni tal-massa ta' madwar 9000. L-immaġini jikkonsistu minn 256 × 256 pixel b'ħin ta' dewmien ta' 3000 µs għal kull pixel. Ikkalibrajna strument ta' frazzjonament tal-massa bl-użu ta' wejfers tas-silikon bħala standards tal-iżotopi tal-idroġenu, tal-karbonju u tas-silikon.
L-immaġnijiet tal-isotopi ġew ipproċessati bl-użu tas-softwer tal-immaġini NanoSIMS45 tan-NASA. Id-dejta ġiet ikkoreġuta għall-ħin mejjet tal-multiplikatur tal-elettroni (44 ns) u l-effetti tal-wasla kważi simultanja. Allinjament differenti tal-iskannjar għal kull immaġni biex jiġi kkoreġut id-drift tal-immaġni waqt l-akkwist. L-immaġni finali tal-isotopi tinħoloq billi jiżdiedu joni sekondarji minn kull immaġni għal kull pixel tal-iskannjar.
Wara l-analiżi STXM-NEXAFS u NanoSIMS, l-istess sezzjonijiet FIB ġew eżaminati bl-użu ta' mikroskopju elettroniku ta' trasmissjoni (JEOL JEM-ARM200F) b'vultaġġ ta' aċċelerazzjoni ta' 200 kV f'Kochi, JAMSTEC. Il-mikrostruttura ġiet osservata bl-użu ta' TEM b'kamp qawwi u TEM ta' skennjar b'angolu għoli f'kamp mudlam. Il-fażijiet minerali ġew identifikati permezz ta' diffrazzjoni elettronika fuq il-post u immaġini tal-faxxa tal-kannizzata, u l-analiżi kimika twettqet permezz ta' EDS b'ditekter tad-drift tas-silikon ta' 100 mm2 u s-softwer JEOL Analysis Station 4.30. Għall-analiżi kwantitattiva, l-intensità karatteristika tar-raġġi X għal kull element ġiet imkejla fil-modalità ta' skennjar TEM b'ħin fiss ta' akkwist tad-dejta ta' 30 s, żona ta' skennjar tar-raġġ ta' ~100 × 100 nm2, u kurrent tar-raġġ ta' 50 pA. Il-proporzjon (Si + Al)-Mg-Fe fis-silikati f'saffi ġie determinat bl-użu tal-koeffiċjent sperimentali k, ikkoreġut għall-ħxuna, miksub minn standard ta' piropagarnetta naturali.
L-immaġnijiet u l-analiżijiet kollha użati f'dan l-istudju huma disponibbli fuq is-Sistema ta' Arkivjar u Komunikazzjoni tad-Data tal-JAXA (DARTS) https://www.darts.isas.jaxa.jp/curation/hayabusa2. Dan l-artiklu jipprovdi d-dejta oriġinali.
Kitari, K. et al. Kompożizzjoni tal-wiċċ tal-asterojde 162173 Ryugu kif osservata mill-istrument Hayabusa2 NIRS3. Science 364, 272–275.
Kim, AJ Kondriti karboniċi tat-tip Yamato (CY): analogi tal-wiċċ tal-asterojde Ryugu? Ġeokimika 79, 125531 (2019).
Pilorjet, S. et al. L-ewwel analiżi kompożizzjonali tal-kampjuni ta' Ryugu twettqet bl-użu ta' mikroskopju iperspettrali MicroOmega. National Astron. 6, 221–225 (2021).
Yada, T. et al. Analiżi preliminari tal-kampjun Hyabusa2 li ntbagħat lura mill-asterojde tat-tip C Ryugu. National Astron. 6, 214–220 (2021).