Nature.com saytına daxil olduğunuz üçün təşəkkür edirik.İstifadə etdiyiniz brauzer versiyasında məhdud CSS dəstəyi var.Ən yaxşı təcrübə üçün sizə yenilənmiş brauzerdən istifadə etməyi tövsiyə edirik (və ya Internet Explorer-də Uyğunluq rejimini söndürün).Bu arada, davamlı dəstəyi təmin etmək üçün biz saytı üslub və JavaScript olmadan təqdim edəcəyik.
Uçucu və üzvi maddələrlə zəngin olan C tipli asteroidlər Yerdəki əsas su mənbələrindən biri ola bilər.Hal-hazırda, karbon daşıyan xondritlər kimyəvi tərkibi haqqında ən yaxşı fikir verir, lakin meteoritlər haqqında məlumat təhrif olunur: yalnız ən davamlı növlər atmosferə girərək sağ qalır və sonra yerin ətraf mühiti ilə qarşılıqlı əlaqədə olur.Burada Hayabusa-2 kosmik gəmisi ilə Yerə çatdırılan ilkin Ryuqu hissəciyinin ətraflı həcmli və mikroanalitik tədqiqinin nəticələrini təqdim edirik.Ryuqu hissəcikləri günəş sisteminin ümumi tərkibinin göstəricisi kimi geniş şəkildə istifadə edilən kimyəvi fraksiyalanmamış, lakin su ilə dəyişdirilmiş CI (Iwuna tipli) xondritlərlə tərkibində yaxın uyğunluq göstərir.Bu nümunə zəngin alifatik üzvi maddələr və laylı silikatlar arasında mürəkkəb məkan əlaqəsini göstərir və su eroziyası zamanı maksimum 30 °C temperaturu göstərir.Günəşdən kənar mənşəyə uyğun çoxlu deyterium və diazonium tapdıq.Ryuqu hissəcikləri indiyə qədər öyrənilmiş ən çirklənməmiş və ayrılmaz yadplanetli materialdır və Günəş sisteminin ümumi tərkibinə ən yaxşı uyğun gəlir.
2018-ci ilin iyunundan 2019-cu ilin noyabrına qədər Yaponiya Aerokosmik Tədqiqatlar Agentliyinin (JAXA) Hayabusa2 kosmik gəmisi Ryuqu asteroidinin geniş məsafədən tədqiqini həyata keçirib.Hayabusa-2-də Yaxın İnfraqırmızı Spektrometrdən (NIRS3) əldə edilən məlumatlar Ryuqunun termal və/və ya şok-metamorfik karbonlu xondritlərə oxşar materialdan ibarət ola biləcəyini göstərir.Ən yaxın uyğunluq CY xondritedir (Yamato növü) 2. Ryuqunun aşağı albedosu çoxlu sayda karbonla zəngin komponentlərin olması, həmçinin hissəciklərin ölçüsü, məsaməlilik və məkan hava təsirləri ilə izah edilə bilər.“Hayabusa-2” kosmik gəmisi Ryuqaya iki eniş və nümunələr toplayıb.21 fevral 2019-cu il tarixində ilk eniş zamanı qayıdış kapsulunun A bölməsində saxlanılan yerüstü material, 11 iyul 2019-cu ildə ikinci eniş zamanı isə kiçik portativ zərbə vurucunun yaratdığı süni krater yaxınlığında material toplanıb.Bu nümunələr C palatasında saxlanılır. Mərhələ 1-də JAXA tərəfindən idarə olunan obyektlərdə xüsusi, çirklənməmiş və saf azotla doldurulmuş kameralarda hissəciklərin ilkin qeyri-dağıdıcı xarakteristikası Ryuqu hissəciklərinin CI4 xondritlərinə ən çox bənzədiyini və “müxtəlif səviyyələrdə variasiya” nümayiş etdirdiyini göstərdi3 .CY və ya CI xondritlərinə bənzər Ryuqunun ziddiyyətli təsnifatı yalnız Ryuqu hissəciklərinin təfərrüatlı izotopik, elementar və mineraloji xarakteristikası ilə həll edilə bilər.Burada təqdim olunan nəticələr Ryuqu asteroidinin ümumi tərkibi üçün bu iki ilkin izahatdan hansının daha çox ehtimal olunduğunu müəyyən etmək üçün möhkəm əsas verir.
Kochi komandasını idarə etmək üçün səkkiz Ryugu qranulları (cəmi təxminən 60 mq), dördü A kamerasından və dördü C kamerasından 2-ci Fazaya təyin edildi.Tədqiqatın əsas məqsədi Ryuqu asteroidinin təbiətini, mənşəyini və təkamül tarixini aydınlaşdırmaq və xondritlər, planetlərarası toz hissəcikləri (İDP) və geri qayıdan kometalar kimi digər məlum yerdənkənar nümunələrlə oxşarlıq və fərqləri sənədləşdirməkdir.NASA-nın Stardust missiyası tərəfindən toplanan nümunələr.
Beş Ryugu taxılının (A0029, A0037, C0009, C0014 və C0068) ətraflı mineraloji təhlili göstərdi ki, onlar əsasən incə və qaba dənəli fillosilikatlardan ibarətdir (~64-88 cild; Şəkil 1a, b, Əlavə).və əlavə cədvəl 1).İri dənəli fillosilikatlar incə dənəli, fillosilikatla zəngin matrislərdə (ölçüsü bir neçə mikrondan az) pinnat aqreqatlar (ölçüsü onlarla mikrona qədər) şəklində olur.Laylı silikat hissəcikləri serpantin-saponit simbionlarıdır (şək. 1c).(Si + Al)-Mg-Fe xəritəsi də göstərir ki, toplu laylı silikat matrisi serpantin və saponit arasında aralıq tərkibə malikdir (şəkil 2a, b).Fillosilikat matrisi karbonat mineralları (~2-21 cild%), sulfid mineralları (~2,4-5,5 vol.%) və maqnetiti (~3,6-6,8 vol.%) ehtiva edir.Bu tədqiqatda tədqiq edilən hissəciklərdən biri (C0009) az miqdarda (~0,5 həcm.%) susuz silikatlar (olivin və piroksen) ehtiva edir ki, bu da xam Ryuqu daşını təşkil edən mənbə materialını müəyyən etməyə kömək edə bilər5.Bu susuz silikat Ryugu qranullarında nadirdir və yalnız C0009 qranulunda müsbət müəyyən edilmişdir.Karbonatlar matrisdə fraqmentlər (bir neçə yüz mikrondan az), əsasən dolomit, az miqdarda kalsium karbonat və brinell şəklində mövcuddur.Maqnetit təcrid olunmuş hissəciklər, framboidlər, lövhələr və ya sferik aqreqatlar şəklində meydana gəlir.Sulfidlər əsasən nizamsız altıbucaqlı prizmalar/plitələr və ya latalar şəklində pirotitlə təmsil olunurlar.Matrisdə çoxlu miqdarda submikron pentlandit və ya pirrotitlə birlikdə var. Karbonla zəngin fazalar (ölçüsü <10 µm) fillosilikatla zəngin matrisdə hər yerdə baş verir. Karbonla zəngin fazalar (ölçüsü <10 µm) fillosilikatla zəngin matrisdə hər yerdə baş verir. Bogatıe углеродом фазы (размером <10 мкм) встречаются повсеместно в богатой филосиликатами матрице. Karbonla zəngin fazalar (ölçüsü <10 µm) fillosilikatla zəngin matrisdə hər yerdə baş verir.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。 Bogatye углеродом фазы (размером <10 mkm) preobladayut in bogatoy fillosilicatam matrits. Fillosilikatla zəngin matrisdə karbonla zəngin fazalar (ölçüsü <10 µm) üstünlük təşkil edir.Digər köməkçi minerallar əlavə cədvəldə göstərilir.Ryugu taxıllarının (A0098, C0068) ümumi element tərkibi də xondrite 6 CI ilə uyğundur (genişlənmiş məlumatlar, Şəkil 2 və Əlavə Cədvəl 2).Bunun əksinə olaraq, CM xondritləri orta və yüksək uçucu elementlərdə, xüsusilə Mn və Zn-də tükənir, odadavamlı elementlərdə isə daha yüksək olur7.Bəzi elementlərin konsentrasiyaları çox dəyişir, bu, ayrı-ayrı hissəciklərin kiçik ölçüləri və nəticədə nümunə götürmə meylinə görə nümunənin xas heterojenliyinin əksi ola bilər.Bütün petroloji, mineraloji və elementar xüsusiyyətlər Ryuqu taxıllarının CI8,9,10 xondritlərinə çox oxşar olduğunu göstərir.Diqqətəlayiq bir istisna, Ryugu taxıllarında ferrihidrit və sulfatın olmamasıdır ki, bu da CI xondritlərindəki bu mineralların yer üzünün aşınması nəticəsində əmələ gəldiyini göstərir.
a, Mg Kα (qırmızı), Ca Kα (yaşıl), Fe Kα (mavi) və S Ka (sarı) quru cilalanmış bölmənin kompozit rentgen şəkli C0068.Fraksiya laylı silikatlardan (qırmızı: ~88 vol%), karbonatlardan (dolomit; açıq yaşıl: ~1,6 həcm%), maqnetitdən (mavi: ~5,3 həcm%) və sulfidlərdən (sarı: sulfid = ~2,5% həcm. esse. b, arxaya səpələnmiş elektronlarda kontur bölgəsinin təsviri) ibarətdir. ite;şirə – sabun daşı;Srp – serpantin c, müvafiq olaraq 0,7 nm və 1,1 nm olan serpantin və saponit qəfəs zolaqlarını göstərən tipik saponit-serpantin qarşılıqlı böyüməsinin yüksək ayırdetməli ötürücü elektron mikroskopiyası (TEM) şəkli.
Ryugu A0037 (bərk qırmızı dairələr) və C0068 (bərk mavi dairələr) hissəciklərinin matrisinin və laylı silikatın (% nisbətində) tərkibi (Si+Al)-Mg-Fe üçlü sistemində göstərilmişdir.a, CI xondritlərinə (Ivuna, Orgueil, Alais)16 qarşı tərtib edilmiş Elektron Zond Mikroanalizi (EPMA) nəticələri müqayisə üçün boz rəngdə göstərilmişdir.b, Orgueil9 və Murchison46 meteoritləri və nəmləndirilmiş IDP47 ilə müqayisə üçün göstərilən Scan TEM (STEM) və enerji dispersiv rentgen spektroskopiyası (EDS) analizi.Dəmir sulfidinin kiçik hissəciklərindən qaçaraq, incə və qaba dənəli fillosilikatlar analiz edilmişdir.a və b-dəki nöqtəli xətlər saponit və serpantin ərimə xətlərini göstərir.A-da dəmirlə zəngin kompozisiya, EPMA analizinin məkan həlli ilə istisna oluna bilməyən laylı silikat taxılları içərisində submikron dəmir sulfid dənələri ilə bağlı ola bilər.b-də saponitdən daha yüksək Si tərkibinə malik olan məlumat nöqtələri fillosilikat təbəqəsinin aralıqlarında nanoölçülü amorf silisiumla zəngin materialın olması ilə əlaqədar ola bilər.Təhlillərin sayı: A0037 üçün N=69, EPMA üçün N=68, C0068 üçün N=68, A0037 üçün N=19 və STEM-EDS üçün C0068 üçün N=27.c, xondrit dəyərləri CI (Orgueil), CY (Y-82162) və ədəbiyyat məlumatları (CM və C2-ung)41,48,49 ilə müqayisədə Ryugu C0014-4 trioksi hissəciklərinin izotop xəritəsi.Orgueil və Y-82162 meteoritləri üçün məlumat əldə etdik.CCAM susuz karbonlu xondrit mineralları xəttidir, TFL torpaq bölgüsü xəttidir.d, Δ17O və δ18O Ryugu hissəcik C0014-4, CI xondrite (Orgueil) və CY xondrite (Y-82162) xəritələri (bu tədqiqat).Δ17O_Ryugu: Δ17O C0014-1 dəyəri.Δ17O_Orgueil: Orgueil üçün orta Δ17O dəyəri.Δ17O_Y-82162: Y-82162 üçün orta Δ17O dəyəri.41, 48, 49 ədəbiyyatından CI və CY məlumatları da müqayisə üçün göstərilmişdir.
Oksigenin kütləvi izotop analizi lazer flüorlaşdırma yolu ilə dənəvər C0014-dən çıxarılan 1,83 mq material nümunəsi üzərində aparılmışdır (Metodlar).Müqayisə üçün biz yeddi nüsxə Orgueil (CI) (ümumi kütlə = 8,96 mq) və yeddi nüsxə Y-82162 (CY) (ümumi kütlə = 5,11 mq) (Əlavə Cədvəl 3) işlətdik.
Əncirdə.2d Y-82162 ilə müqayisədə Orgueil və Ryuqunun orta çəki hissəcikləri arasında Δ17O və δ18O-nun aydın şəkildə ayrılmasını göstərir.Ryugu C0014-4 hissəciyinin Δ17O, 2 sd-də üst-üstə düşməsinə baxmayaraq, Orgeil hissəciyindən daha yüksəkdir.Ryuqu hissəcikləri Orgeil ilə müqayisədə daha yüksək Δ17O dəyərlərinə malikdir, bu, sonuncunun 1864-cü ildə düşməsindən bəri yer səthinin çirklənməsini əks etdirə bilər. Quru mühitində havalaşma11 mütləq atmosfer oksigeninin daxil olması ilə nəticələnir və ümumi analizi yerüstü fraksiyaya (FL) yaxınlaşdırır.Bu nəticə Ryugu taxıllarında hidrat və ya sulfat olmadığına dair mineraloji məlumatlarla (əvvəllər müzakirə olunmuş) uyğun gəlir, Orgeil isə.
Yuxarıdakı mineraloji məlumatlara əsaslanaraq, bu nəticələr Ryugu taxılları ilə CI xondritləri arasında əlaqəni dəstəkləyir, lakin CY xondritlərinin assosiasiyasını istisna edir.Ryuqu taxıllarının susuzlaşdırma mineralogiyasının aydın əlamətləri göstərən CY xondritləri ilə əlaqəli olmaması çaşqınlıq doğurur.Ryuqunun orbital müşahidələri onun dehidrasiyaya məruz qaldığını və buna görə də CY materialından ibarət olduğunu göstərir.Bu görünən fərqin səbəbləri hələ də aydın deyil.Digər Ryuqu hissəciklərinin oksigen izotop analizi əlavə sənəd 12-də təqdim olunur. Bununla belə, bu genişləndirilmiş məlumat dəstinin nəticələri də Ryuqu hissəcikləri və CI xondritləri arasındakı əlaqəyə uyğundur.
Koordinasiya edilmiş mikroanaliz üsullarından (Əlavə Şəkil 3) istifadə edərək, C0068.25 fokuslanmış ion şüa fraksiyasının (FIB) bütün səth sahəsi üzərində üzvi karbonun məkan paylanmasını araşdırdıq (Şəkil 3a-f).İncə struktur C0068.25 bölməsində yaxın kənarda karbonun rentgen udma spektrləri (NEXAFS) bir neçə funksional qrupları – aromatik və ya C=C (285.2 eV), C=O (286.5 eV), CH (287.5 eV) və C( =O)O (288.8 eV 288.8 eV 2-də ab71-də strukturu) göstərən – ab71g-dir. a) istilik dəyişkənliyinin aşağı dərəcəsi deməkdir.C0068.25-in qismən üzvilərinin güclü CH zirvəsi (287.5 eV) əvvəllər tədqiq edilmiş karbonlu xondritlərin həll olunmayan üzvi maddələrindən fərqlənir və Stardust missiyası tərəfindən əldə edilən IDP14 və kometa hissəciklərinə daha çox bənzəyir.287,5 eV-də güclü CH pik və 285,2 eV-də çox zəif aromatik və ya C=C zirvəsi üzvi birləşmələrin alifatik birləşmələrlə zəngin olduğunu göstərir (Şəkil 3a və Əlavə Şəkil 3a).Alifatik üzvi birləşmələrlə zəngin olan ərazilər iri dənəli fillosilikatlarda, eləcə də zəif aromatik (və ya C=C) karbon strukturu olan ərazilərdə lokallaşdırılmışdır (şək. 3c,d).Bunun əksinə olaraq, A0037,22 (Əlavə Şəkil 3) alifatik karbonla zəngin bölgələrin daha aşağı məzmununu qismən göstərdi.Bu taxılların əsas mineralogiyası xondrite CI 16 kimi karbonatlarla zəngindir və mənbə suyunun geniş şəkildə dəyişdirilməsini təklif edir (Əlavə Cədvəl 1).Oksidləşdirici şərtlər karbonatlarla əlaqəli üzvi birləşmələrdə karbonil və karboksil funksional qruplarının daha yüksək konsentrasiyalarına üstünlük verəcəkdir.Alifatik karbon strukturlu üzvi maddələrin mikronaltı paylanması qaba dənəli laylı silikatların paylanmasından çox fərqli ola bilər.Tağış gölü meteoritində fillosilikat-OH ilə əlaqəli alifatik üzvi birləşmələrin işarələri tapıldı.Koordinasiya olunmuş mikroanalitik məlumatlar göstərir ki, alifatik birləşmələrlə zəngin olan üzvi maddələr C tipli asteroidlərdə geniş yayılmış və fillosilikatlar ilə sıx əlaqəli ola bilər.Bu nəticə yaxın infraqırmızı hiperspektral mikroskop olan MicroOmega tərəfindən nümayiş etdirilən Ryugu hissəciklərində alifatik/aromatik CH-lərin əvvəlki hesabatlarına uyğundur.Əhəmiyyətli və həll olunmamış sual, bu tədqiqatda müşahidə edilən iri dənəli fillosilikatlarla əlaqəli alifatik karbonla zəngin üzvi birləşmələrin unikal xüsusiyyətlərinin yalnız Ryuqu asteroidində tapılıb-tapılmamasıdır.
a, NEXAFS karbon spektrləri aromatik (C=C) zəngin bölgədə (qırmızı), alifatik zəngin bölgədə (yaşıl) və matrisdə (mavi) 292 eV-ə qədər normallaşdırılıb.Boz xətt müqayisə üçün Murchison 13 həll olunmayan üzvi spektrdir.au, arbitraj bölməsi.b, Skan edən ötürücü rentgen mikroskopiyası (STXM) karbonun K-kənarının spektral görüntüsü, kəsiyində karbonun üstünlük təşkil etdiyini göstərir.c, aromatik (C=C) zəngin bölgələri (qırmızı), alifatik zəngin bölgələri (yaşıl) və matrisi (mavi) olan RGB kompozit süjeti.d, alifatik birləşmələrlə zəngin üzvi maddələr qaba dənəli fillosilikatda cəmləşmişdir, b və c-də ağ nöqtəli qutulardan sahə böyüdülmüşdür.e, b və c-də ağ nöqtəli qutudan böyüdülmüş ərazidə böyük nanosferlər (ng-1).Üçün: pirrotit.Pn: nikel-xromit.F, Nanoscale Orta İon Kütləvi Spektrometriyası
Murchison meteoritlərində üzvi maddələrin parçalanmasının kinetik tədqiqatları Ryugu taxılları ilə zəngin olan alifatik üzvi maddələrin heterojen paylanması haqqında mühüm məlumat verə bilər.Bu tədqiqat göstərir ki, üzvi maddələrdəki alifatik CH bağları anada təxminən 30°C maksimum temperatura qədər davam edir və/yaxud zaman-temperatur əlaqələri ilə dəyişir (məsələn, 100°C-də 200 il və 0°C-də 100 milyon il)..Əgər prekursor müəyyən bir temperaturda müəyyən müddətdən artıq qızdırılmazsa, fillosilikatla zəngin alifatik üzvi maddələrin ilkin paylanması qorunub saxlanıla bilər.Bununla belə, mənbə qaya suyunun dəyişməsi bu şərhi çətinləşdirə bilər, çünki karbonatla zəngin A0037 fillosilikatlarla əlaqəli karbonla zəngin alifatik bölgələri göstərmir.Bu aşağı temperatur dəyişikliyi təxminən Ryugu taxıllarında kub feldispatın olmasına uyğundur (Əlavə Cədvəl 1) 20.
Fraksiya C0068.25 (ng-1; Şəkil 3a–c,e) yüksək aromatik (və ya C=C), orta dərəcədə alifatik və zəif C(=O)O və C=O spektrlərini göstərən böyük nanosferdən ibarətdir..Alifatik karbonun imzası xondritlərlə əlaqəli kütləvi həll olunmayan üzvi maddələrin və üzvi nanosferlərin imzası ilə uyğun gəlmir (Şəkil 3a) 17,21.Tağış gölündə nanosferlərin raman və infraqırmızı spektroskopik analizi göstərdi ki, onlar alifatik və oksidləşmiş üzvi birləşmələrdən və mürəkkəb quruluşa malik nizamsız polisiklik aromatik üzvi birləşmələrdən ibarətdir22,23.Ətrafdakı matrisdə alifatik birləşmələrlə zəngin üzvi maddələr olduğundan, ng-1-də alifatik karbonun imzası analitik artefakt ola bilər.Maraqlıdır ki, ng-1 yerləşmiş amorf silikatlardan ibarətdir (Şəkil 3e), bu faktura hələ heç bir yerdən kənar üzvi maddələr üçün bildirilməyib.Amorf silikatlar ng-1-in təbii komponentləri ola bilər və ya analiz zamanı sulu/susuz silikatların ion və/yaxud elektron şüası ilə amorfizasiyası nəticəsində yarana bilər.
C0068.25 bölməsinin NanoSIMS ion təsvirləri (Şəkil 3f) 30,811 ‰ (Şəkil 3f-dəki δ13C təsvirində PG-1) ilə böyük 13C zənginləşdirilməsi ilə günəşdən əvvəlki taxıllar istisna olmaqla, δ13C və δ15N-də vahid dəyişiklikləri göstərir (Əlavə).X-ray elementar taxıl şəkilləri və yüksək qətnamə TEM təsvirləri yalnız karbon konsentrasiyasını və qrafitə uyğun gələn 0,3 nm bazal təyyarələr arasındakı məsafəni göstərir.Maraqlıdır ki, iri dənəli fillosilikatlar ilə əlaqəli alifatik üzvi maddələrlə zənginləşdirilmiş δD (841 ± 394‰) və δ15N (169 ± 95‰) dəyərləri bütün C bölgəsi üçün orta səviyyədən bir qədər yüksəkdir (δD = 529‰).‰, δ15N = 67 ± 15 ‰) C0068.25-də (Əlavə Cədvəl 4).Bu müşahidə onu deməyə əsas verir ki, iri dənəli fillosilikatlardakı alifatik zəngin üzvi maddələr ətrafdakı üzvi maddələrdən daha primitiv ola bilər, çünki sonuncular ilkin bədəndə ətrafdakı su ilə izotopik mübadilə aparmış ola bilər.Alternativ olaraq, bu izotop dəyişikliklər ilkin formalaşma prosesi ilə də bağlı ola bilər.CI xondritlərində xırda dənəli laylı silikatların ilkin qaba dənəli susuz silikat klasterlərinin davamlı dəyişməsi nəticəsində əmələ gəldiyi şərh edilir.Alifatik zəngin üzvi maddələr Günəş sisteminin formalaşmasından əvvəl protoplanetar diskdə və ya ulduzlararası mühitdə prekursor molekullarından əmələ gəlmiş ola bilər və sonra Ryuqu (böyük) ana cismin su dəyişiklikləri zamanı bir qədər dəyişdirilmiş ola bilər. Ryuqunun ölçüsü (<1,0 km) sulu mineralların əmələ gəlməsi üçün sulu dəyişmə üçün daxili istiliyi kifayət qədər saxlamaq üçün çox kiçikdir25. Ryuqunun ölçüsü (<1,0 km) sulu mineralların əmələ gəlməsi üçün sulu alterasiya üçün kifayət qədər daxili istiliyi saxlamaq üçün çox kiçikdir25. Размер (<1,0 км) Рюгу слишком мал, чтобы поддерживать достаточное внутреннее тепло üçün водного изменения с образованием водных минералов25. Ölçüsü (<1,0 km) Ryuqu su minerallarının əmələ gəlməsi üçün suyun dəyişməsi üçün kifayət qədər daxili istiliyi saxlamaq üçün çox kiçikdir25. 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。 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。 Размер Рюгу (<1,0 км) слишком мал, чтобы поддерживать внутреннее тепло вля изменения воды с образованием водных минералов25. Ryuqunun ölçüsü (<1,0 km) su minerallarını yaratmaq üçün suyu dəyişdirmək üçün daxili istiliyi dəstəkləmək üçün çox kiçikdir25.Buna görə də, Ryugu sələflərinin ölçüsü onlarla kilometr tələb oluna bilər.Alifatik birləşmələrlə zəngin olan üzvi maddələr qaba dənəli fillosilikatlar ilə birləşməyə görə orijinal izotop nisbətlərini saxlaya bilər.Bununla belə, bu FIB fraksiyalarında müxtəlif komponentlərin mürəkkəb və zərif qarışması səbəbindən izotopik ağır daşıyıcıların dəqiq təbiəti qeyri-müəyyən olaraq qalır.Bunlar Ryugu qranullarında alifatik birləşmələrlə zəngin üzvi maddələr və ya onları əhatə edən qaba fillosilikatlar ola bilər.Qeyd edək ki, CM Paris 24, 26 meteoritləri istisna olmaqla, demək olar ki, bütün karbonlu xondritlərdə (Cİ xondritləri daxil olmaqla) üzvi maddələr fillosilikatlara nisbətən D ilə daha zəngin olur.
A0002.23 və A0002.26, A0037.22 və A0037.23 və C0068.23, C0068.25 və C0068.26 R üçün əldə edilən FIB dilimlərinin δD və δ15N həcmli sahələri Günəş sisteminin digər obyektləri ilə NanoSIMS əncirdə göstərilmişdir.4 (Əlavə Cədvəl 4)27,28.A0002, A0037 və C0068 profillərində δD və δ15N-də həcm dəyişiklikləri IDP-də olanlara uyğundur, lakin CM və CI xondritlərindən daha yüksəkdir (Şəkil 4).Qeyd edək ki, Comet 29 nümunəsi üçün δD dəyərlərinin diapazonu (-240 ilə 1655‰) Ryugudan daha böyükdür.Ryukyu profillərinin δD və δ15N həcmləri, bir qayda olaraq, Yupiter ailəsinin kometləri və Oort buludunun orta göstəricisindən kiçikdir (şək. 4).CI xondritlərinin aşağı δD dəyərləri bu nümunələrdə yerüstü çirklənmənin təsirini əks etdirə bilər.Bells, Tagish Lake və IDP arasındakı oxşarlıqları nəzərə alaraq, Ryugu hissəciklərində δD və δN dəyərlərində böyük heterojenlik erkən günəş sistemindəki üzvi və sulu kompozisiyaların ilkin izotopik imzalarında dəyişiklikləri əks etdirə bilər.Ryugu və IDP hissəciklərində δD və δN-də oxşar izotop dəyişiklikləri göstərir ki, hər ikisi eyni mənbədən olan materialdan əmələ gələ bilər.Məcburi köçkünlərin quyruqlu qaynaqlardan gəldiyi güman edilir 14 .Buna görə də, Ryuqu kometaya bənzər material və/yaxud ən azı xarici günəş sistemini ehtiva edə bilər.Bununla belə, bu, (1) ana cismin üzərində sferulit və D ilə zəngin suyun qarışığı 31 və (2) kometa aktivliyinin funksiyası kimi kometin D/H nisbəti 32 səbəbindən burada qeyd etdiyimizdən daha çətin ola bilər.Bununla belə, Ryugu hissəciklərində hidrogen və azot izotoplarının müşahidə edilən heterojenliyinin səbəbləri, qismən bu gün mövcud olan analizlərin məhdud sayı ilə əlaqədar olaraq tam başa düşülmür.Hidrogen və azot izotop sistemlərinin nəticələri hələ də Ryuqunun Günəş sistemindən kənarda olan materialın çox hissəsini ehtiva etməsi ehtimalını artırır və buna görə də kometlərlə müəyyən oxşarlıqlar göstərə bilər.Ryugu profili δ13C və δ15N arasında heç bir açıq korrelyasiya göstərmədi (Əlavə Cədvəl 4).
Ryuqu hissəciklərinin ümumi H və N izotop tərkibi (qırmızı dairələr: A0002, A0037; mavi dairələr: C0068) günəş miqyası 27, Yupiter orta ailəsi (JFC27) və Oort bulud kometləri (OCC27), IDP28 və karbonlu xondrullarla əlaqələndirilir.Meteorit 27-nin müqayisəsi (CI, CM, CR, C2-ung).İzotop tərkibi Əlavə Cədvəl 4-də verilmişdir. Nöqtəli xətlər H və N üçün yerüstü izotop qiymətləridir.
Uçucu maddələrin (məsələn, üzvi maddələr və su) Yerə daşınması narahatlıq doğurur26,27,33.Bu tədqiqatda müəyyən edilmiş Ryugu hissəciklərindəki qaba fillosilikatlarla əlaqəli submikron üzvi maddələr uçucu maddələrin mühüm mənbəyi ola bilər.İri dənəli fillosilikatlardakı üzvi maddələr incə dənəli matrislərdəki üzvi maddələrlə müqayisədə deqradasiyadan16,34 və çürümədən35 daha yaxşı qorunur.Hissəciklərdə hidrogenin daha ağır izotop tərkibi onların Yer kürəsinə daşınan uçucu maddələrin yeganə mənbəyi olma ehtimalı azdır.Bu yaxınlarda silikatlarda günəş küləyi ilə idarə olunan suyun olması fərziyyəsində təklif edildiyi kimi, onlar daha yüngül hidrogen izotopik tərkibli komponentlərlə qarışdırıla bilər.
Bu tədqiqatda biz göstəririk ki, CI meteoritləri Günəş sisteminin ümumi tərkibinin nümayəndələri kimi geokimyəvi əhəmiyyətinə baxmayaraq,6,10 yerüstü çirklənmiş nümunələrdir.Biz həmçinin zəngin alifatik üzvi maddələr və qonşu sulu minerallar arasında qarşılıqlı əlaqə üçün birbaşa sübutlar təqdim edirik və Ryuqunun günəşdənkənar material ola biləcəyini təklif edirik37.Bu tədqiqatın nəticələri protoasteroidlərin birbaşa nümunəsinin götürülməsinin vacibliyini və geri qaytarılmış nümunələrin tamamilə inert və steril şəraitdə daşınmasının zəruriliyini aydın şəkildə nümayiş etdirir.Burada təqdim olunan dəlillər göstərir ki, Ryuqu hissəcikləri şübhəsiz ki, laboratoriya tədqiqatları üçün mövcud olan ən çirklənməmiş günəş sistemi materiallarından biridir və bu qiymətli nümunələrin sonrakı tədqiqi, şübhəsiz ki, günəş sisteminin erkən prosesləri haqqında anlayışımızı genişləndirəcəkdir.Ryuqu hissəcikləri günəş sisteminin ümumi tərkibinin ən yaxşı təmsilidir.
Submikron miqyaslı nümunələrin mürəkkəb mikrostrukturunu və kimyəvi xassələrini müəyyən etmək üçün biz sinxrotron radiasiyaya əsaslanan kompüter tomoqrafiyasından (SR-XCT) və SR rentgen difraksiyasından (XRD)-CT, FIB-STXM-NEXAFS-NanoSIMS-TEM analizindən istifadə etdik.Yerin atmosferi səbəbiylə deqradasiya, çirklənmə və incə hissəciklər və ya mexaniki nümunələrdən zərər yoxdur.Bu vaxt biz skan edən elektron mikroskopiya (SEM)-EDS, EPMA, XRD, instrumental neytron aktivləşdirmə analizi (INAA) və lazer oksigen izotopunun flüorlaşdırılması avadanlığından istifadə edərək sistematik həcmli analiz apardıq.Təhlil prosedurları Əlavə Şəkil 3-də göstərilmişdir və hər bir analiz aşağıdakı bölmələrdə təsvir edilmişdir.
Ryuqu asteroidindən olan hissəciklər Hayabusa-2 reentry modulundan çıxarılıb və Yer atmosferini çirkləndirmədən Yaponiyanın Saqamihara şəhərində yerləşən JAXA İdarəetmə Mərkəzinə çatdırılıb4.JAXA tərəfindən idarə olunan obyektdə ilkin və dağıdıcı olmayan xarakteristikalar təyin edildikdən sonra ətraf mühitə müdaxilənin qarşısını almaq üçün bağlana bilən sahələrarası köçürmə qablarından və nümunə kapsul torbalarından (nümunə ölçüsündən asılı olaraq 10 və ya 15 mm diametrli sapfir kristal və paslanmayan polad) istifadə edin.mühit.y və/və ya torpaq çirkləndiriciləri (məsələn, su buxarı, karbohidrogenlər, atmosfer qazları və incə hissəciklər) və nümunələrin hazırlanması və institutlar və universitetlər arasında daşınması zamanı nümunələr arasında çarpaz çirklənmə38.Yer atmosferi (su buxarı və oksigen) ilə qarşılıqlı təsir nəticəsində deqradasiya və çirklənmənin qarşısını almaq üçün bütün növ nümunələrin hazırlanması (tantal çisel ilə yonma, balanslaşdırılmış almaz məftil mişarından (Meiwa Fosis Corporation DWS 3400) istifadə etməklə və kəsici epoksidən istifadə etməklə) quraşdırma üçün hazırlıq) əlcək qutusunda (təmiz qurutma nöqtəsi altında N6 -0 ° C-dən aşağı temperaturda) aparılmışdır. ppm).Burada istifadə edilən bütün əşyalar müxtəlif tezliklərdəki ultrasəs dalğalarından istifadə edərək ultra saf su və etanolun birləşməsi ilə təmizlənir.
Burada biz Antarktika Meteorit Tədqiqat Mərkəzinin (CI: Orgueil, CM2.4: Yamato (Y)-791198, CY: Y-82162 və CY: Y 980115) Milli Qütb Araşdırmaları İnstitutunun (NIPR) meteorit kolleksiyasını öyrənirik.
SR-XCT, NanoSIMS, STXM-NEXAFS və TEM analizi üçün alətlər arasında köçürmə üçün biz əvvəlki tədqiqatlarda təsvir edilən universal ultranazik nümunə tutucudan istifadə etdik38.
Ryugu nümunələrinin SR-XCT analizi BL20XU/SPring-8 inteqrasiya olunmuş CT sistemindən istifadə etməklə aparılmışdır.İnteqrasiya edilmiş KT sistemi müxtəlif ölçmə rejimlərindən ibarətdir: geniş görünüş sahəsi və nümunənin bütün strukturunu çəkmək üçün aşağı ayırdetmə (WL) rejimi, dar görünüş sahəsi və nümunə sahəsinin dəqiq ölçülməsi üçün yüksək ayırdetməli (NH) rejimi.Nümunənin həcminin difraksiya nümunəsini əldə etmək üçün maraq və rentgenoqrafiya və nümunədəki üfüqi müstəvi mineral fazaların 2D diaqramını əldə etmək üçün XRD-CT aparın.Nəzərə alın ki, bütün ölçmələr CT və XRD-CT ölçmələrinin dəqiq aparılmasına imkan verən nümunə tutucunu bazadan çıxarmaq üçün quraşdırılmış sistemdən istifadə etmədən həyata keçirilə bilər.WL rejimli rentgen detektoru (BM AA40P; Hamamatsu Photonics) əlavə olaraq 4608 × 4608 piksel metal-oksid-yarımkeçirici (CMOS) kamera (C14120-20P; Hamamatsu Photonics) 10 lütetium (cAlüminium) və qalınlığında cAlüminium 5:02) ibarət sintilatorla təchiz edilmişdir. rele lensi.WL rejimində piksel ölçüsü təxminən 0,848 µm-dir.Beləliklə, WL rejimində baxış sahəsi (FOV) ofset CT rejimində təxminən 6 mm-dir.NH rejimli rentgen detektoru (BM AA50; Hamamatsu Photonics) 20 µm qalınlığında gadolinium-alüminium-qallium qranat (Gd3Al2Ga3O12) sintilator, 2048x2 piksel təsvir ölçülü CMOS kamera (C11440-22CU) ilə təchiz edilmişdir.Hamamatsu Photonics) və ×20 lens.NH rejimində piksel ölçüsü ~0,25 µm, baxış sahəsi isə ~0,5 mm-dir.XRD rejimi üçün detektor (BM AA60; Hamamatsu Photonics) 50 µm qalınlığında P43 (Gd2O2S: Tb) toz ekranından, 2304 × 2304 piksel təsvir ölçülü CMOS kameradan (C15440-20UP; Hamamatsu Photonics) və rezolyusiyadan ibarət sintillyatorla təchiz edilmişdir.Detektorun effektiv piksel ölçüsü 19,05 µm və baxış sahəsi 43,9 mm2-dir.FOV-ni artırmaq üçün biz WL rejimində ofset CT prosedurunu tətbiq etdik.KT rekonstruksiyası üçün ötürülən işıq təsviri fırlanma oxu ətrafında üfüqi şəkildə əks olunan 180°-dən 360°-ə qədər diapazonda olan təsvirdən və 0°-dən 180°-dək diapazonda olan təsvirdən ibarətdir.
XRD rejimində rentgen şüası Fresnel zona lövhəsi ilə fokuslanır.Bu rejimdə detektor nümunədən 110 mm arxada, şüa dayanacağı isə detektordan 3 mm qabaqda yerləşdirilir.2θ diapazonunda 1,43°-dən 18,00°-ə qədər olan diffraksiya təsvirləri (qranit meydançası d = 16,6-1,32 Å) detektorun baxış sahəsinin aşağı hissəsində fokuslanmış rentgen nöqtəsi ilə əldə edilmişdir.Nümunə hər şaquli skan addımı üçün yarım dönmə ilə müntəzəm fasilələrlə şaquli olaraq hərəkət edir.Əgər mineral hissəciklər 180° fırlananda Braqq şərtini ödəyirsə, mineral hissəciklərin üfüqi müstəvidə difraksiyasını əldə etmək olar.Daha sonra difraksiya şəkilləri hər bir şaquli skan addımı üçün bir şəkilə birləşdirildi.SR-XRD-CT təhlili şərtləri SR-XRD analizi ilə demək olar ki, eynidir.XRD-CT rejimində detektor nümunədən 69 mm arxada yerləşdirilir.2θ diapazonunda difraksiya təsvirləri 1,2°-dən 17,68° (d = 19,73 - 1,35 Å) arasında dəyişir, burada həm rentgen şüası, həm də şüa məhdudlaşdırıcı detektorun baxış sahəsinin mərkəzinə uyğundur.Nümunəni üfüqi şəkildə skan edin və nümunəni 180° fırladın.SR-XRD-CT təsvirləri piksel dəyərləri kimi pik mineral intensivliyi ilə yenidən quruldu.Üfüqi skanlama ilə nümunə adətən 500-1000 addımda skan edilir.
Bütün təcrübələr üçün rentgen enerjisi 30 keV-də sabitlənmişdir, çünki bu, diametri təxminən 6 mm olan meteoritlərə rentgen şüalarının nüfuzunun aşağı həddidir.180° fırlanma zamanı bütün CT ölçmələri üçün əldə edilən şəkillərin sayı 1800 (ofset CT proqramı üçün 3600) və şəkillər üçün ekspozisiya müddəti WL rejimi üçün 100 ms, NH rejimi üçün 300 ms, XRD üçün 500 ms və 50 ms idi.XRD-CT ms üçün ms.Tipik nümunə tarama vaxtı WL rejimində təxminən 10 dəqiqə, NH rejimində 15 dəqiqə, XRD üçün 3 saat və SR-XRD-CT üçün 8 saatdır.
CT şəkilləri konvolyusiyalı arxa proyeksiya ilə yenidən quruldu və 0-dan 80 sm-1-ə qədər xətti zəifləmə əmsalı üçün normallaşdırıldı.3D məlumatların təhlili üçün Slice proqram təminatından, XRD məlumatlarının təhlili üçün isə muXRD proqram təminatından istifadə edilib.
Epoksi ilə bərkidilmiş Ryugu hissəcikləri (A0029, A0037, C0009, C0014 və C0068) quru şəraitdə cilalanma zamanı materialın səthlə təmasa girməsinin qarşısını alaraq, səthdə tədricən 0,5 µm (3M) almaz sürtmə filmi səviyyəsinə qədər cilalanmışdır.Hər bir nümunənin cilalanmış səthi əvvəlcə işıq mikroskopiyası və sonra enerji dispersiya spektrometri (AZtec) ilə təchiz olunmuş JEOL JSM-7100F SEM-dən istifadə edərək nümunələrin və keyfiyyətli NIPR elementlərinin mineralogiya və tekstura şəkillərini (BSE) əldə etmək üçün geri səpələnmiş elektronlarla tədqiq edilmişdir.enerji) şəkil.Hər bir nümunə üçün əsas və kiçik elementlərin məzmunu elektron zond mikroanalizatoru (EPMA, JEOL JXA-8200) istifadə edərək təhlil edilmişdir.Fillosilikat və karbonat hissəciklərini 5 nA-da, təbii və sintetik standartları 15 keV-də, sulfidləri, maqnetiti, olivin və piroksenləri 30 nA-da təhlil edin.Modal qiymətlər element xəritələrindən və BSE təsvirlərindən ImageJ 1.53 proqram təminatından istifadə etməklə, hər bir mineral üçün özbaşına müəyyən edilmiş müvafiq hədlər ilə hesablanmışdır.
Oksigen izotop analizi Açıq Universitetdə (Milton Keynes, Böyük Britaniya) infraqırmızı lazer flüorlaşdırma sistemindən istifadə etməklə aparılmışdır.Hayabusa2 nümunələri obyektlər arasında ötürülməsi üçün azotla dolu konteynerlərdə Açıq Universitet 38-ə çatdırıldı.
Nümunənin yüklənməsi monitorinq edilən oksigen səviyyəsi 0,1%-dən aşağı olan bir azot əlcək qutusunda aparılmışdır.Hayabusa2 analitik işi üçün yalnız iki nümunə dəliyindən (diametri 2,5 mm, dərinliyi 5 mm), biri Hayabusa2 hissəcikləri üçün, digəri isə obsidian daxili standart üçün olan yeni Ni nümunə tutucusu hazırlanmışdır.Təhlil zamanı Hayabusa2 materialı olan nümunə quyusu lazer reaksiyası zamanı nümunəni saxlamaq üçün təxminən 1 mm qalınlığında və 3 mm diametrdə daxili BaF2 pəncərəsi ilə örtülmüşdür.Nümunəyə BrF5 axını Ni nümunə tutucusunda kəsilmiş qaz qarışdırma kanalı ilə təmin edilmişdir.Nümunə kamerası həmçinin yenidən konfiqurasiya edilib ki, o, vakuum flüorlaşdırma xəttindən çıxarılsın və sonra azotla doldurulmuş əlcək qutusunda açılsın.İki hissədən ibarət kamera mis contalı sıxılma möhürü və EVAC Quick Release CeFIX 38 zəncir sıxacı ilə möhürlənmişdir.Kameranın yuxarı hissəsində yerləşən 3 mm qalınlığında BaF2 pəncərəsi nümunənin eyni vaxtda müşahidəsini və lazerlə qızdırılmasını təmin edir.Nümunəni yüklədikdən sonra kameranı yenidən sıxın və flüorlu xəttə yenidən qoşun.Təhlildən əvvəl nümunə kamerası adsorbsiya edilmiş nəmi çıxarmaq üçün gecə ərzində vakuum altında təxminən 95°C-ə qədər qızdırılıb.Gecədə qızdırıldıqdan sonra kameranın otaq temperaturuna qədər soyumasına icazə verildi və sonra nümunənin ötürülməsi zamanı atmosferə məruz qalan hissə rütubəti çıxarmaq üçün üç alikot BrF5 ilə təmizləndi.Bu prosedurlar Hayabusa 2 nümunəsinin atmosferə məruz qalmamasını və nümunənin yüklənməsi zamanı atmosferə buraxılan flüorlu xəttin hissəsindən gələn nəmlə çirklənməməsini təmin edir.
Ryugu C0014-4 və Orgueil (CI) hissəcik nümunələri dəyişdirilmiş "tək" rejimdə42, Y-82162 (CY) analizi isə çoxsaylı nümunə quyuları olan tək qabda aparılıb41.Onların susuz tərkibinə görə CY xondritləri üçün vahid üsuldan istifadə etmək lazım deyil.Nümunələr Photon Machines Inc. infraqırmızı CO2 lazerindən istifadə edərək qızdırılıb.BrF5-in iştirakı ilə XYZ portalına quraşdırılmış 50 Vt (10.6 µm) gücü.Daxili video sistemi reaksiyanın gedişatını izləyir.Flüorlamadan sonra sərbəst buraxılan O2 iki kriogen azot tələsindən və hər hansı artıq flüoru çıxarmaq üçün qızdırılan KBr yatağından istifadə etməklə təmizləndi.Təmizlənmiş oksigenin izotop tərkibi təxminən 200 kütlə ayırdetmə qabiliyyətinə malik Thermo Fisher MAT 253 iki kanallı kütlə spektrometrində təhlil edilmişdir.
Bəzi hallarda nümunənin reaksiyası zamanı buraxılan qaz halında olan O2 miqdarı 140 µg-dən az olmuşdur ki, bu da MAT 253 kütlə spektrometrində körük qurğusundan istifadənin təxmini həddidir.Bu hallarda analiz üçün mikrohəcmlərdən istifadə edin.Hayabusa2 hissəcikləri təhlil edildikdən sonra obsidianın daxili standartı flüorlaşdırılmış və onun oksigen izotop tərkibi müəyyən edilmişdir.
NF+ NF3+ fraqmentinin ionları kütləsi 33 (16O17O) olan şüaya müdaxilə edir.Bu potensial problemi aradan qaldırmaq üçün əksər nümunələr kriogen ayırma prosedurlarından istifadə etməklə işlənir.Bu, MAT 253 analizindən əvvəl irəli istiqamətdə və ya təhlil edilən qazın yenidən xüsusi molekulyar ələyə qaytarılması və kriogen ayırmadan sonra təkrar keçirilməsi ilə ikinci analiz kimi edilə bilər.Kriogen ayırma qazın maye azot temperaturunda molekulyar ələyə verilməsini və sonra -130°C temperaturda ilkin molekulyar ələyə boşaldılmasını nəzərdə tutur.Geniş sınaq göstərdi ki, NF+ birinci molekulyar ələkdə qalır və bu metoddan istifadə etməklə heç bir əhəmiyyətli fraksiyalaşma baş vermir.
Daxili obsidian standartlarımızın təkrar təhlillərinə əsasən, körük rejimində sistemin ümumi dəqiqliyi belədir: δ17O üçün ±0,053‰, δ18O üçün ±0,095‰, Δ17O (2 sd) üçün ±0,018‰.Oksigen izotop analizi standart delta notasiyasında verilir, burada delta18O aşağıdakı kimi hesablanır:
Həmçinin δ17O üçün 17O/16O nisbətindən istifadə edin.VSMOW Vyana Orta Dəniz Suyu Standartı üçün beynəlxalq standartdır.Δ17O yerin fraksiya xəttindən sapmanı təmsil edir və hesablama düsturu belədir: Δ17O = δ17O – 0,52 × δ18O.Əlavə Cədvəl 3-də təqdim olunan bütün məlumatlar boşluqlara uyğunlaşdırılıb.
Təxminən 150 ilə 200 nm qalınlığında olan hissələr Kochi Core Sampling Institute, JAMSTEC-də Hitachi High Tech SMI4050 FIB alətindən istifadə etməklə Ryugu hissəciklərindən çıxarılıb.Nəzərə alın ki, bütün FIB bölmələri obyektlərarası köçürmə üçün N2 qazla doldurulmuş qablardan çıxarıldıqdan sonra işlənməmiş hissəciklərin işlənməmiş fraqmentlərindən bərpa edilib.Bu fraqmentlər SR-CT ilə ölçülmədi, lakin karbon K-kənar spektrinə təsir edə biləcək potensial zərər və çirklənmədən qaçmaq üçün yer atmosferinə minimal məruz qalma ilə emal edildi.Volfram qoruyucu təbəqənin çökməsindən sonra, maraq zonası (25 × 25 μm2-ə qədər) səthin zədələnməsini minimuma endirmək üçün 30 kV sürətləndirici gərginlikdə, daha sonra 5 kV və 40 pA zond cərəyanında Ga+ ion şüası ilə kəsildi və nazikləşdirildi.Daha sonra FIB ilə təchiz edilmiş mikromanipulyatordan istifadə edərək, ultra nazik kəsiklər böyüdülmüş mis şəbəkəyə (Kochi mesh) 39 yerləşdirildi.
Ryugu A0098 (1,6303 mq) və C0068 (0,6483 mq) qranulları yer atmosferi ilə heç bir qarşılıqlı təsir göstərmədən SPring-8-də təmiz azotla doldurulmuş əlcək qutusunda iki dəfə təmiz yüksək təmizlikli polietilen təbəqələrdə möhürlənmişdir.Tokio Metropolitan Universitetində JB-1 (Yaponiya Geoloji Xidməti tərəfindən verilmiş geoloji istinad qayası) üçün nümunə hazırlığı aparılmışdır.
INAA Kioto Universitetinin İnteqrasiya edilmiş Radiasiya və Nüvə Elmləri İnstitutunda keçirilir.Nümunələr elementlərin miqdarını təyin etmək üçün istifadə olunan nuklidin yarımparçalanma müddətinə uyğun olaraq seçilmiş müxtəlif şüalanma dövrləri ilə iki dəfə şüalanmışdır.Əvvəlcə nümunə pnevmatik şüalanma borusunda 30 saniyə ərzində şüalandı.Şəkildəki istilik və sürətli neytronların axını.3 Mg, Al, Ca, Ti, V və Mn tərkibini təyin etmək üçün müvafiq olaraq 4,6 × 1012 və 9,6 × 1011 sm-2 s-1-dir.MgO (99,99% saflıq, Soekawa Chemical), Al (99,9% saflıq, Soekawa Chemical) və Si metal (99,999% təmizlik, FUJIFILM Wako Pure Chemical) kimi kimyəvi maddələr də (n, n) kimi müdaxilə edən nüvə reaksiyalarını düzəltmək üçün şüalanmışdır.Nümunə həmçinin neytron axınındakı dəyişiklikləri düzəltmək üçün natrium xlorid (99,99% təmizlik; MANAC) ilə şüalandı.
Neytron şüalanmasından sonra xarici polietilen təbəqə yenisi ilə əvəz olundu və nümunə və istinad tərəfindən buraxılan qamma şüalanma dərhal Ge detektoru ilə ölçüldü.Eyni nümunələr pnevmatik şüalanma borusunda 4 saat ərzində yenidən şüalandı.2, Na, K, Ca, Sc, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, As, Məzmun Se, Sb, Os, Ir və Au təyin etmək üçün müvafiq olaraq 5,6 1012 və 1,2 1012 sm-2 s-1 istilik və sürətli neytron axınına malikdir.Ga, As, Se, Sb, Os, Ir və Au nəzarət nümunələri bu elementlərin məlum konsentrasiyalarının standart məhlullarından müvafiq miqdarda (10-dan 50 μq-a qədər) iki filtr kağızı üzərinə tətbiq edilərək şüalandı, sonra nümunələr şüalandı.Qamma şüalarının hesablanması Kioto Universitetinin İnteqrasiya edilmiş Radiasiya və Nüvə Elmləri İnstitutunda və Tokio Metropolitan Universitetinin RI Araşdırma Mərkəzində aparılıb.INAA elementlərinin kəmiyyət təyini üçün analitik prosedurlar və istinad materialları əvvəlki işimizdə təsvir olunanlarla eynidir.
NIPR-də Ryugu nümunələrinin A0029 (<1 mq), A0037 (≪1 mq) və C0087 (<1 mq) difraksiya nümunələrini toplamaq üçün rentgen difraktometrindən (Rigaku SmartLab) istifadə edilmişdir. NIPR-də Ryugu nümunələrinin A0029 (<1 mq), A0037 (≪1 mq) və C0087 (<1 mq) difraksiya nümunələrini toplamaq üçün rentgen difraktometrindən (Rigaku SmartLab) istifadə edilmişdir. Рентгеновский дифрактометр (Rigaku SmartLab) NIPR-də Ryugu A0029 (<1 mq), A0037 (≪1 mg) və C0087 (<1 mq) üçün diffraksion kartin obrazlarını istifadə edir. NIPR-də Ryugu A0029 (<1 mq), A0037 (≪1 mq) və C0087 (<1 mq) nümunələrinin difraksiya nümunələrini toplamaq üçün rentgen difraktometrindən (Rigaku SmartLab) istifadə edilmişdir.使用X 射线衍射仪(Rigaku SmartLab) 在NIPR 收集Ryugu 样品A0029 (<1 mg) və A0037 (<1 mg) 和C0087 (<1 mg) 的。使用X 射线衍射仪(Rigaku SmartLab) 在NIPR 收集Ryugu 样品A0029 (<1 mg) və A0037 (<1 mg) 和C0087 (<1 mg) 的。 Ryugu A0029 (<1 mq), A0037 (<1 mq) və C0087 (<1 mq) ilə NIPR ilə radiasiya diffraktometrlərinin (Rigaku SmartLab) istifadəsi ilə difraktoqrafiya obrazları. Ryugu A0029 (<1 mq), A0037 (<1 mq) və C0087 (<1 mq) nümunələrinin rentgen şüalarının difraksiya nümunələri NIPR-də rentgen difraktometrindən (Rigaku SmartLab) istifadə etməklə əldə edilmişdir.Bütün nümunələr sapfir şüşə boşqabdan istifadə edərək silikon əks etdirməyən vafli üzərində incə toz halına gətirildi və sonra heç bir maye (su və ya spirt) olmadan silisium əks etdirməyən vafli üzərinə bərabər şəkildə yayıldı.Ölçmə şərtləri aşağıdakılardır: Cu Kα rentgen şüalanması 40 kV boru gərginliyində və 40 mA boru cərəyanında əmələ gəlir, məhdudlaşdırıcı yarığın uzunluğu 10 mm, divergensiya bucağı (1/6)°, müstəvidə fırlanma sürəti 20 rpm, diapazon isə təxminən 2θ-dən (doub08) analiz edir.Bragg Brentano optiklərindən istifadə olunub.Detektor birölçülü silikon yarımkeçirici detektordur (D/teX Ultra 250).Cu Kβ-nin rentgen şüaları Ni filtrindən istifadə edərək çıxarıldı.Mövcud nümunələrdən istifadə edərək, zirvələri müəyyən etmək və zirvələri müəyyən etmək üçün sintetik maqneziat saponitinin (JCSS-3501, Kunimine Industries CO. Ltd), serpantin (yarpaq serpantin, Miyazu, Nikka) və pirrotitin (monoklinik 4C, Chihua, Mexico Watts) ölçmələri müqayisə edilmişdir. -071-1662) və maqnetit (PDF 00-019-0629).Ryugudan alınan diffraksiya məlumatları, həmçinin hidroalterləşdirilmiş karbonlu xondritlər, Orgueil CI, Y-791198 CM2.4 və Y 980115 CY (III istilik mərhələsi, 500-750°C) ilə bağlı məlumatlar ilə müqayisə edilmişdir.Müqayisə Orgueil ilə oxşarlıqlar göstərdi, lakin Y-791198 və Y 980115 ilə deyil.
FIB-dən hazırlanmış nümunələrin ultranazik hissələrinin karbon kənarı K olan NEXAFS spektrləri Molekulyar Elmlər İnstitutunun (Okazaki, Yaponiya) UVSOR sinxrotron qurğusunda STXM BL4U kanalından istifadə etməklə ölçüldü.Fresnel zona lövhəsi ilə optik fokuslanmış şüanın ləkə ölçüsü təxminən 50 nm-dir.Enerji pilləsi yaxın kənar bölgənin incə strukturu üçün 0,1 eV (283,6–292,0 eV) və ön və arxa cəbhə bölgələri üçün 0,5 eV (280,0–283,5 eV və 292,5–300,0 eV) təşkil edir.hər bir şəkil pikseli üçün vaxt 2 ms olaraq təyin edilmişdir.Evakuasiyadan sonra STXM analitik kamerası təxminən 20 mbar təzyiqdə heliumla dolduruldu.Bu, kamerada və nümunə tutucuda rentgen optikası avadanlığının termal sürüşməsini minimuma endirməyə, həmçinin nümunənin zədələnməsini və/və ya oksidləşməni azaltmağa kömək edir.NEXAFS K-kənar karbon spektrləri aXis2000 proqram təminatı və xüsusi STXM məlumat emal proqramından istifadə edərək yığılmış məlumatlardan yaradılmışdır.Nəzərə alın ki, nümunə köçürmə qutusu və əlcək qutusu nümunənin oksidləşməsinin və çirklənməsinin qarşısını almaq üçün istifadə olunur.
STXM-NEXAFS analizindən sonra Ryugu FIB dilimlərinin hidrogen, karbon və azotun izotopik tərkibi JAMSTEC NanoSIMS 50L ilə izotop təsvirindən istifadə etməklə təhlil edilmişdir.Karbon və azot izotop analizi üçün təxminən 2 pA və hidrogen izotop analizi üçün təxminən 13 pA olan fokuslanmış Cs+ əsas şüa nümunədə təxminən 24 × 24 µm2 ilə 30 × 30 µm2 sahədə rasterləşdirilir.Nisbətən güclü ilkin şüa cərəyanında 3 dəqiqəlik əvvəlcədən püskürtmədən sonra hər bir analiz ikinci şüa intensivliyi sabitləşdikdən sonra başladı.Karbon və azot izotoplarının təhlili üçün 12C–, 13C–, 16O–, 12C14N– və 12C15N– şəkilləri eyni vaxtda təxminən 9000 kütlə ayırdetmə qabiliyyətinə malik yeddi elektron multiplikatorlu multipleks aşkarlanması ilə əldə edilmişdir ki, bu da bütün müvafiq izotopik birləşmələri ayırmaq üçün kifayətdir.müdaxilə (yəni 13C-də 12C1H və 12C15N-də 13C14N).Hidrogen izotoplarının təhlili üçün üç elektron çarpanından istifadə edərək çoxlu aşkarlama ilə təxminən 3000 kütləvi ayırdetmə ilə 1H-, 2D- və 12C- şəkilləri əldə edilmişdir.Hər bir analiz karbon və azot izotop analizi üçün 256 × 256 piksel və hidrogen izotop analizi üçün 128 × 128 pikseldən ibarət bir şəkil ilə eyni ərazinin 30 skan edilmiş təsvirindən ibarətdir.Gecikmə vaxtı karbon və azot izotop analizi üçün piksel başına 3000 µs və hidrogen izotop analizi üçün piksel başına 5000 µs-dir.Biz instrumental kütlə fraksiyasını kalibrləmək üçün hidrogen, karbon və azot izotop standartları kimi 1-hidroksibenzotriazol hidratdan istifadə etdik45.
FIB C0068-25 profilində presolar qrafitin silikon izotopik tərkibini müəyyən etmək üçün biz təxminən 9000 kütlə ayırdetmə qabiliyyətinə malik altı elektron çarpanından istifadə etdik. Şəkillər piksel başına 3000 µs gecikmə vaxtı ilə 256 × 256 pikseldən ibarətdir.Biz hidrogen, karbon və silikon izotop standartları kimi silikon vaflilərdən istifadə edərək kütləvi fraksiya alətini kalibrlədik.
İzotop şəkilləri NASA-nın NanoSIMS45 görüntüləmə proqramından istifadə etməklə işlənib.Məlumatlar elektron çarpanının ölü vaxtı (44 ns) və kvazi eyni vaxtda gəlmə effektləri üçün düzəldildi.Alma zamanı təsvirin sürüşməsini düzəltmək üçün hər bir şəkil üçün fərqli skan düzülməsi.Son izotop təsviri hər bir skan pikseli üçün hər təsvirdən ikinci dərəcəli ionların əlavə edilməsi ilə yaradılır.
STXM-NEXAFS və NanoSIMS analizindən sonra eyni FIB bölmələri Kochi, JAMSTEC-də 200 kV sürətləndirici gərginlikdə ötürücü elektron mikroskop (JEOL JEM-ARM200F) istifadə edərək araşdırıldı.Mikrostruktur qaranlıq sahədə parlaq sahəli TEM və yüksək bucaqlı skan edən TEM-dən istifadə etməklə müşahidə edilmişdir.Mineral fazalar spot elektron difraksiyası və şəbəkə zolağının təsviri ilə müəyyən edilmiş, kimyəvi analiz isə 100 mm2 silikon drift detektoru və JEOL Analysis Station 4.30 proqramı ilə EDS vasitəsilə aparılmışdır.Kəmiyyət təhlili üçün hər bir element üçün xarakterik rentgen intensivliyi TEM tarama rejimində 30 s sabit məlumat əldə etmə vaxtı, ~ 100 × 100 nm2 şüa tarama sahəsi və 50 pA şüa cərəyanı ilə ölçüldü.Laylı silikatlarda (Si + Al)-Mg-Fe nisbəti təbii piropaqarnet standartından alınmış qalınlığa görə korrektə edilmiş eksperimental k əmsalı ilə müəyyən edilmişdir.
Bu araşdırmada istifadə edilən bütün şəkillər və təhlillər JAXA Məlumat Arxivləşdirmə və Kommunikasiya Sistemində (DARTS) https://www.darts.isas.jaxa.jp/curation/hayabusa2-də mövcuddur.Bu məqalə orijinal məlumatları təqdim edir.
Kitari, K. və başqaları.Hayabusa2 NIRS3 aləti ilə müşahidə edildiyi kimi 162173 Ryugu asteroidinin səth tərkibi.Elm 364, 272–275.
Kim, AJ Yamato tipli karbonlu xondritlər (CY): Ryugu asteroid səthinin analoqları?Geokimya 79, 125531 (2019).
Pilorjet, S. et al.Ryugu nümunələrinin ilk tərkibi analizi MicroOmega hiperspektral mikroskopundan istifadə etməklə aparılmışdır.Milli Astron.6, 221–225 (2021).
Yada, T. et al.Hyabusa2 nümunəsinin ilkin analizi C tipli Ryuqu asteroidindən qaytarılıb.Milli Astron.6, 214–220 (2021).