Nature.com-এ আসার জন্য আপনাকে ধন্যবাদ। আপনি যে ব্রাউজার সংস্করণটি ব্যবহার করছেন তাতে CSS-এর সমর্থন সীমিত। সর্বোত্তম অভিজ্ঞতার জন্য, আমরা আপনাকে একটি হালনাগাদ ব্রাউজার ব্যবহার করার পরামর্শ দিচ্ছি (অথবা ইন্টারনেট এক্সপ্লোরারে কম্প্যাটিবিলিটি মোড নিষ্ক্রিয় করুন)। আপাতত, নিরবচ্ছিন্ন সমর্থন নিশ্চিত করার জন্য, আমরা স্টাইল এবং জাভাস্ক্রিপ্ট ছাড়াই সাইটটি রেন্ডার করব।
উদ্বায়ী এবং জৈব পদার্থে সমৃদ্ধ, সি-টাইপ গ্রহাণুগুলো পৃথিবীতে জলের অন্যতম প্রধান উৎস হতে পারে। বর্তমানে, কার্বন-যুক্ত কন্ড্রাইটগুলো এদের রাসায়নিক গঠন সম্পর্কে সবচেয়ে ভালো ধারণা দেয়, কিন্তু উল্কাপিণ্ড সম্পর্কিত তথ্য বিকৃত: শুধুমাত্র সবচেয়ে টেকসই প্রকারগুলোই বায়ুমণ্ডলে প্রবেশ করে এবং তারপর পৃথিবীর পরিবেশের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে টিকে থাকে। এখানে আমরা হায়াবুসা-২ মহাকাশযান দ্বারা পৃথিবীতে পাঠানো প্রাথমিক রিউগু কণার একটি বিশদ আয়তনিক এবং অণুবিশ্লেষণমূলক গবেষণার ফলাফল উপস্থাপন করছি। রিউগু কণাগুলোর গঠন রাসায়নিকভাবে অবিভক্ত কিন্তু জল দ্বারা পরিবর্তিত সিআই (ইওউনা-টাইপ) কন্ড্রাইটের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে মিলে যায়, যা সৌরজগতের সামগ্রিক গঠনের সূচক হিসাবে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এই নমুনাটি সমৃদ্ধ অ্যালিফ্যাটিক জৈব পদার্থ এবং স্তরযুক্ত সিলিকেটের মধ্যে একটি জটিল স্থানিক সম্পর্ক দেখায় এবং জলীয় ক্ষয়ের সময় প্রায় ৩০ ডিগ্রি সেলসিয়াস সর্বোচ্চ তাপমাত্রা নির্দেশ করে। আমরা ডিউটেরিয়াম এবং ডায়াজোনিয়ামের প্রাচুর্য পেয়েছি যা সৌরজগতের বাইরের উৎসের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। রিউগু কণা হলো এ পর্যন্ত অধ্যয়ন করা সবচেয়ে বিশুদ্ধ ও অবিচ্ছেদ্য ভিনগ্রহী বস্তু এবং এটি সৌরজগতের সামগ্রিক গঠনের সাথে সবচেয়ে ভালোভাবে খাপ খায়।
জুন ২০১৮ থেকে নভেম্বর ২০১৯ পর্যন্ত, জাপান অ্যারোস্পেস এক্সপ্লোরেশন এজেন্সির (JAXA) হায়াবুসা২ মহাকাশযানটি রিউগু গ্রহাণুর একটি ব্যাপক দূরবর্তী জরিপ পরিচালনা করে। হায়াবুসা-২-এর নিয়ার ইনফ্রারেড স্পেকট্রোমিটার (NIRS3) থেকে প্রাপ্ত তথ্য থেকে বোঝা যায় যে, রিউগু সম্ভবত তাপীয় এবং/অথবা অভিঘাত-রূপান্তরিত কার্বনেশিয়াস কন্ড্রাইটের মতো কোনো উপাদান দ্বারা গঠিত। এর সবচেয়ে কাছাকাছি মিল হলো CY কন্ড্রাইট (ইয়ামাতো টাইপ) ২। রিউগুর কম অ্যালবেডোর কারণ হিসেবে এতে প্রচুর পরিমাণে কার্বন-সমৃদ্ধ উপাদানের উপস্থিতি, সেইসাথে কণার আকার, সচ্ছিদ্রতা এবং স্থানিক আবহবিকারের প্রভাবকে ব্যাখ্যা করা যায়। হায়াবুসা-২ মহাকাশযানটি রিউগুতে দুইবার অবতরণ করে এবং নমুনা সংগ্রহ করে। ২১শে ফেব্রুয়ারী, ২০১৯-এ প্রথম অবতরণের সময় পৃষ্ঠের উপাদান সংগ্রহ করা হয়েছিল, যা রিটার্ন ক্যাপসুলের 'এ' প্রকোষ্ঠে সংরক্ষণ করা হয়েছিল, এবং ১১ই জুলাই, ২০১৯-এ দ্বিতীয় অবতরণের সময়, একটি ছোট বহনযোগ্য ইমপ্যাক্টর দ্বারা গঠিত একটি কৃত্রিম গর্তের কাছে থেকে উপাদান সংগ্রহ করা হয়েছিল। এই নমুনাগুলি ওয়ার্ড 'সি'-তে সংরক্ষণ করা আছে। JAXA-পরিচালিত সুবিধাগুলিতে বিশেষ, দূষণমুক্ত এবং বিশুদ্ধ নাইট্রোজেন-পূর্ণ প্রকোষ্ঠে প্রথম পর্যায়ের কণাগুলির প্রাথমিক অ-ধ্বংসাত্মক বৈশিষ্ট্য নিরূপণ ইঙ্গিত দেয় যে রিউগু কণাগুলি CI4 কন্ড্রাইটের সাথে সবচেয়ে বেশি সাদৃশ্যপূর্ণ এবং "বিভিন্ন স্তরের বৈচিত্র্য"³ প্রদর্শন করে। রিউগুর এই আপাতদৃষ্টিতে পরস্পরবিরোধী শ্রেণিবিন্যাস, যা CY বা CI কন্ড্রাইটের অনুরূপ, শুধুমাত্র রিউগু কণাগুলির বিশদ আইসোটোপিক, মৌলিক এবং খনিজগত বৈশিষ্ট্য নিরূপণের মাধ্যমেই সমাধান করা যেতে পারে। এখানে উপস্থাপিত ফলাফলগুলি গ্রহাণু রিউগুর সামগ্রিক গঠনের জন্য এই দুটি প্রাথমিক ব্যাখ্যার মধ্যে কোনটি সবচেয়ে সম্ভাব্য তা নির্ধারণের জন্য একটি দৃঢ় ভিত্তি প্রদান করে।
কোচি দলের কার্যক্রম পরিচালনার জন্য দ্বিতীয় পর্যায়ে আটটি রিউগু পেলেট (মোট প্রায় ৬০ মিলিগ্রাম) বরাদ্দ করা হয়েছিল, যার মধ্যে চারটি চেম্বার এ থেকে এবং চারটি চেম্বার সি থেকে সংগ্রহ করা হয়। এই গবেষণার মূল লক্ষ্য হলো রিউগু গ্রহাণুর প্রকৃতি, উৎপত্তি ও বিবর্তনমূলক ইতিহাস উদ্ঘাটন করা এবং কন্ড্রাইট, আন্তঃগ্রহীয় ধূলিকণা (আইডিপি) ও প্রত্যাবর্তনকারী ধূমকেতুর মতো অন্যান্য পরিচিত মহাজাগতিক নমুনার সঙ্গে এর সাদৃশ্য ও পার্থক্য নথিভুক্ত করা। নমুনাগুলো নাসার স্টারডাস্ট মিশন দ্বারা সংগ্রহ করা হয়েছিল।
পাঁচটি রিউগু দানার (A0029, A0037, C0009, C0014 এবং C0068) বিশদ খনিজতাত্ত্বিক বিশ্লেষণে দেখা গেছে যে, এগুলি প্রধানত সূক্ষ্ম- এবং মোটা-দানার ফাইলোসিলিকেট দ্বারা গঠিত (~৬৪–৮৮ আয়তন%; চিত্র ১ক, খ, পরিপূরক চিত্র ১ এবং অতিরিক্ত সারণি ১)। মোটা-দানার ফাইলোসিলিকেটগুলি সূক্ষ্ম-দানার, ফাইলোসিলিকেট-সমৃদ্ধ ম্যাট্রিক্সের (আকারে কয়েক মাইক্রনের কম) মধ্যে পিনেট সমষ্টি (আকারে কয়েক দশ মাইক্রন পর্যন্ত) হিসাবে অবস্থান করে। স্তরযুক্ত সিলিকেট কণাগুলি সার্পেন্টাইন–স্যাপোনাইট সহজীবী (চিত্র ১গ)। (Si + Al)-Mg-Fe মানচিত্রটিও দেখায় যে সামগ্রিক স্তরযুক্ত সিলিকেট ম্যাট্রিক্সের গঠন সার্পেন্টাইন এবং স্যাপোনাইটের মধ্যবর্তী (চিত্র ২ক, খ)। ফাইলোসিলিকেট ম্যাট্রিক্সে কার্বনেট খনিজ (~২–২১ আয়তন%), সালফাইড খনিজ (~২.৪–৫.৫ আয়তন%), এবং ম্যাগনেটাইট (~৩.৬–৬.৮ আয়তন%) থাকে। এই গবেষণায় পরীক্ষিত কণাগুলোর মধ্যে একটিতে (C0009) অল্প পরিমাণে (~০.৫ আয়তন%) অনার্দ্র সিলিকেট (অলিভিন এবং পাইরোক্সিন) ছিল, যা কাঁচা রিউগু পাথর৫ তৈরির উৎস উপাদান শনাক্ত করতে সাহায্য করতে পারে। এই অনার্দ্র সিলিকেট রিউগু পেলেটগুলোতে বিরল এবং শুধুমাত্র C0009 পেলেটটিতেই এটি নিশ্চিতভাবে শনাক্ত করা গেছে। কার্বনেটগুলো ম্যাট্রিক্সে খণ্ডাংশ (কয়েকশ মাইক্রনের চেয়ে ছোট) হিসেবে উপস্থিত থাকে, যার বেশিরভাগই ডলোমাইট, সাথে অল্প পরিমাণে ক্যালসিয়াম কার্বনেট এবং ব্রিনেল থাকে। ম্যাগনেটাইট বিচ্ছিন্ন কণা, ফ্রামবয়েড, প্ল্যাক বা গোলাকার সমষ্টি হিসেবে পাওয়া যায়। সালফাইডগুলো প্রধানত পাইরোহোটাইট দ্বারা গঠিত, যা অনিয়মিত ষড়ভুজাকার প্রিজম/প্লেট বা ল্যাথের আকারে থাকে। ম্যাট্রিক্সটিতে প্রচুর পরিমাণে সাবমাইক্রন পেন্টল্যান্ডাইট অথবা পাইরোহোটাইটের সাথে মিশ্রিত অবস্থায় থাকে। ফাইলোসিলিকেট-সমৃদ্ধ ম্যাট্রিক্সে কার্বন-সমৃদ্ধ পর্যায়সমূহ (আকারে <১০ µm) সর্বত্র বিদ্যমান থাকে। ফাইলোসিলিকেট-সমৃদ্ধ ম্যাট্রিক্সে কার্বন-সমৃদ্ধ পর্যায়সমূহ (আকারে <১০ µm) সর্বত্র বিদ্যমান থাকে। Богатые углеродом фазы (размером <10 мкм) встречаются повсеместно в богатой филлосиликатами матрице. ফাইলোসিলিকেট-সমৃদ্ধ ম্যাট্রিক্সে কার্বন-সমৃদ্ধ পর্যায়সমূহ (আকারে <১০ µm) সর্বত্র বিদ্যমান থাকে।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. ফাইলোসিলিকেট-সমৃদ্ধ ম্যাট্রিক্সে কার্বন-সমৃদ্ধ দশা (আকারে <১০ µm) প্রাধান্য পায়।অন্যান্য আনুষঙ্গিক খনিজগুলো পরিপূরক সারণি ১-এ দেখানো হয়েছে। C0087 এবং A0029 ও A0037 মিশ্রণের এক্স-রে ডিফ্র্যাকশন প্যাটার্ন থেকে নির্ধারিত খনিজগুলোর তালিকা CI (Orgueil) কন্ড্রাইটে নির্ধারিত তালিকার সাথে খুবই সামঞ্জস্যপূর্ণ, কিন্তু CY এবং CM (Mighei type) কন্ড্রাইটগুলো থেকে ব্যাপকভাবে ভিন্ন (বিস্তারিত ডেটাসহ চিত্র ১ এবং পরিপূরক চিত্র ২)। রিউগু দানাগুলোর (A0098, C0068) মোট মৌলের পরিমাণও কন্ড্রাইট ৬ CI-এর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ (বিস্তারিত ডেটা, চিত্র ২ এবং পরিপূরক সারণি ২)। এর বিপরীতে, CM কন্ড্রাইটগুলোতে মাঝারি ও উচ্চ উদ্বায়ী মৌল, বিশেষ করে Mn এবং Zn-এর পরিমাণ কম এবং দুর্ভেদ্য মৌলগুলোর পরিমাণ বেশি থাকে৭। কিছু মৌলের ঘনত্বে ব্যাপক তারতম্য দেখা যায়, যা সম্ভবত স্বতন্ত্র কণাগুলোর ক্ষুদ্র আকার এবং ফলস্বরূপ নমুনা সংগ্রহের পক্ষপাতিত্বের কারণে নমুনার অন্তর্নিহিত ভিন্নধর্মিতার প্রতিফলন। সমস্ত শিলাতাত্ত্বিক, খনিজতাত্ত্বিক এবং মৌলিক বৈশিষ্ট্য থেকে বোঝা যায় যে রিউগু কণাগুলো কন্ড্রাইট CI8,9,10-এর সাথে অত্যন্ত সাদৃশ্যপূর্ণ। একটি উল্লেখযোগ্য ব্যতিক্রম হলো রিউগু কণাগুলোতে ফেরিহাইড্রাইট এবং সালফেটের অনুপস্থিতি, যা থেকে ধারণা করা যায় যে CI কন্ড্রাইটগুলোতে এই খনিজগুলো পার্থিব আবহবিকারের মাধ্যমে গঠিত হয়েছিল।
ক, C0068 শুষ্ক পালিশ করা অংশের Mg Kα (লাল), Ca Kα (সবুজ), Fe Kα (নীল), এবং S Kα (হলুদ)-এর একটি যৌগিক এক্স-রে চিত্র। এই ভগ্নাংশটি স্তরযুক্ত সিলিকেট (লাল: ~৮৮ আয়তন%), কার্বনেট (ডলোমাইট; হালকা সবুজ: ~১.৬ আয়তন%), ম্যাগনেটাইট (নীল: ~৫.৩ আয়তন%) এবং সালফাইড (হলুদ: সালফাইড = ~২.৫% আয়তন) দ্বারা গঠিত। খ, ক-তে পশ্চাৎ-বিক্ষিপ্ত ইলেকট্রনের কন্ট্যুর অঞ্চলের চিত্র। Bru – অপরিণত; Dole – ডলোমাইট; FeS হলো আয়রন সালফাইড; Mag – ম্যাগনেটাইট; juice – সোপস্টোন; Srp – সার্পেন্টাইন। গ, একটি সাধারণ স্যাপোনাইট-সার্পেন্টাইন আন্তঃবৃদ্ধির উচ্চ-রেজোলিউশন ট্রান্সমিশন ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপি (TEM) চিত্র, যেখানে যথাক্রমে ০.৭ ন্যানোমিটার এবং ১.১ ন্যানোমিটারের সার্পেন্টাইন ও স্যাপোনাইট ল্যাটিস ব্যান্ড দেখা যাচ্ছে।
(Si+Al)-Mg-Fe ত্রিমাত্রিক সিস্টেমে রিউগু A0037 (কালো লাল বৃত্ত) এবং C0068 (কালো নীল বৃত্ত) কণাগুলির ম্যাট্রিক্স এবং স্তরযুক্ত সিলিকেটের (পারমাণবিক শতাংশ) গঠন দেখানো হয়েছে। ক, তুলনার জন্য ধূসর রঙে দেখানো CI কন্ড্রাইট (ইভুনা, অর্গুইল, অ্যালাইস)¹⁶-এর বিপরীতে ইলেকট্রন প্রোব মাইক্রোঅ্যানালাইসিস (EPMA)-এর ফলাফল প্লট করা হয়েছে। খ, অর্গুইল⁹ ও মার্চিসন⁴⁶ উল্কাপিণ্ড এবং আর্দ্র IDP⁴⁷-এর সাথে তুলনার জন্য স্ক্যানিং TEM (STEM) এবং এনার্জি ডিসপারসিভ এক্স-রে স্পেকট্রোস্কোপি (EDS) বিশ্লেষণ দেখানো হয়েছে। আয়রন সালফাইডের ছোট কণা এড়িয়ে সূক্ষ্ম-দানাদার এবং মোটা-দানাদার ফাইলোসিলিকেট বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। ক এবং খ-তে ডটেড লাইনগুলি স্যাপোনাইট এবং সার্পেন্টাইনের দ্রবণ রেখা নির্দেশ করে। a-তে লৌহ-সমৃদ্ধ গঠনটি স্তরযুক্ত সিলিকেট কণার মধ্যে থাকা সাবমাইক্রন আয়রন সালফাইড কণার কারণে হতে পারে, যা EPMA বিশ্লেষণের স্থানিক রেজোলিউশন দ্বারা বাদ দেওয়া যায় না। b-তে স্যাপোনাইটের চেয়ে উচ্চতর Si উপাদানযুক্ত ডেটা পয়েন্টগুলি ফাইলোসিলিকেট স্তরের ফাঁকে ন্যানো আকারের অনিয়তাকার সিলিকন-সমৃদ্ধ পদার্থের উপস্থিতির কারণে হতে পারে। বিশ্লেষণের সংখ্যা: A0037-এর জন্য N=69, EPMA-এর জন্য N=68, C0068-এর জন্য N=68, STEM-EDS-এর জন্য A0037-এর জন্য N=19 এবং C0068-এর জন্য N=27। c, ট্রাইঅক্সি কণা Ryugu C0014-4-এর আইসোটোপ মানচিত্র, যা কন্ড্রাইট মান CI (Orgueil), CY (Y-82162) এবং সাহিত্য ডেটা (CM এবং C2-ung)41,48,49-এর সাথে তুলনা করা হয়েছে। আমরা Orgueil এবং Y-82162 উল্কাপিণ্ডের জন্য ডেটা সংগ্রহ করেছি। CCAM হলো অনার্দ্র কার্বনেশিয়াস কন্ড্রাইট খনিজের একটি রেখা, TFL হলো একটি স্থল বিভাজন রেখা। d, Δ17O এবং δ18O মানচিত্র রিউগু কণা C0014-4, CI কন্ড্রাইট (অর্গেইল), এবং CY কন্ড্রাইট (Y-82162) (এই গবেষণা)। Δ17O_Ryugu: Δ17O C0014-1 এর মান। Δ17O_Orgueil: অর্গেইলের জন্য গড় Δ17O মান। Δ17O_Y-82162: Y-82162 এর জন্য গড় Δ17O মান। তুলনার জন্য সাহিত্য ৪১, ৪৮, ৪৯ থেকে CI এবং CY ডেটাও দেখানো হয়েছে।
লেজার ফ্লুরিনেশন পদ্ধতিতে দানাদার C0014 থেকে নিষ্কাশিত ১.৮৩ মিলিগ্রাম নমুনার উপর অক্সিজেনের ভর আইসোটোপ বিশ্লেষণ করা হয়েছিল (পদ্ধতি)। তুলনার জন্য, আমরা অর্গুইল (CI)-এর সাতটি অনুলিপি (মোট ভর = ৮.৯৬ মিলিগ্রাম) এবং Y-82162 (CY)-এর সাতটি অনুলিপি (মোট ভর = ৫.১১ মিলিগ্রাম) পরীক্ষা করেছিলাম (পরিপূরক সারণি ৩)।
চিত্র ২ডি-তে Y-82162-এর তুলনায় অর্গেইল এবং রিউগু-র ওজন-গড় কণাগুলির মধ্যে Δ17O এবং δ18O-এর একটি স্পষ্ট বিভাজন দেখানো হয়েছে। ২ এসডি-তে উপরিপাতন থাকা সত্ত্বেও, রিউগু C0014-4 কণার Δ17O অর্গেইল কণার চেয়ে বেশি। অর্গেইলের তুলনায় রিউগু কণাগুলির Δ17O মান বেশি, যা ১৮৬৪ সালে পতনের পর থেকে অর্গেইলের স্থলজ দূষণকে প্রতিফলিত করতে পারে। স্থলজ পরিবেশে আবহবিকারের ফলে বায়ুমণ্ডলীয় অক্সিজেন অন্তর্ভুক্ত হয়, যা সামগ্রিক বিশ্লেষণকে টেরেস্ট্রিয়াল ফ্র্যাকশনেশন লাইন (TFL)-এর কাছাকাছি নিয়ে আসে। এই উপসংহারটি খনিজবিদ্যাগত তথ্যের (যা পূর্বে আলোচনা করা হয়েছে) সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, যা বলে যে রিউগু দানায় হাইড্রেট বা সালফেট থাকে না, কিন্তু অর্গেইলে থাকে।
উপরোক্ত খনিজতাত্ত্বিক তথ্যের উপর ভিত্তি করে, এই ফলাফলগুলি রিউগু কণা এবং CI কন্ড্রাইটের মধ্যে একটি সংযোগকে সমর্থন করে, কিন্তু CY কন্ড্রাইটের সংযোগকে নাকচ করে দেয়। রিউগু কণাগুলি যে CY কন্ড্রাইটের সাথে সংযুক্ত নয়, যা ডিহাইড্রেশন খনিজতত্ত্বের স্পষ্ট লক্ষণ দেখায়, তা বিভ্রান্তিকর। রিউগুর কক্ষপথীয় পর্যবেক্ষণ থেকে মনে হয় যে এটি ডিহাইড্রেশনের মধ্য দিয়ে গেছে এবং তাই সম্ভবত CY উপাদান দ্বারা গঠিত। এই আপাত পার্থক্যের কারণ এখনও অস্পষ্ট। অন্যান্য রিউগু কণার একটি অক্সিজেন আইসোটোপ বিশ্লেষণ একটি সহযোগী গবেষণাপত্র 12-এ উপস্থাপন করা হয়েছে। যাইহোক, এই বর্ধিত ডেটা সেটের ফলাফলগুলিও রিউগু কণা এবং CI কন্ড্রাইটের মধ্যে সংযোগের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।
সমন্বিত মাইক্রোঅ্যানালাইসিস কৌশল (পরিপূরক চিত্র ৩) ব্যবহার করে, আমরা ফোকাসড আয়ন বিম ফ্র্যাকশন (FIB) C0068.25-এর সম্পূর্ণ পৃষ্ঠতলে জৈব কার্বনের স্থানিক বন্টন পরীক্ষা করেছি (চিত্র ৩ক-চ)। C0068.25 অংশের নিয়ার এজ-এ কার্বনের ফাইন স্ট্রাকচার এক্স-রে অ্যাবজর্পশন স্পেকট্রা (NEXAFS) বেশ কয়েকটি কার্যকরী গ্রুপ দেখাচ্ছে – অ্যারোমেটিক বা C=C (285.2 eV), C=O (286.5 eV), CH (287.5 eV) এবং C(=O)O (288.8 eV) – 291.7 eV-তে গ্রাফিন কাঠামো অনুপস্থিত (চিত্র ৩ক), যার অর্থ তাপীয় পরিবর্তনের মাত্রা কম। C0068.25-এর আংশিক জৈব পদার্থের শক্তিশালী CH পিক (287.5 eV) পূর্বে অধ্যয়ন করা কার্বনেশিয়াস কনড্রাইটের অদ্রবণীয় জৈব পদার্থ থেকে ভিন্ন এবং এটি স্টারডাস্ট মিশন দ্বারা প্রাপ্ত IDP14 ও ধূমকেতুর কণার সাথে অধিক সাদৃশ্যপূর্ণ। ২৮৭.৫ eV-তে একটি শক্তিশালী CH পিক এবং ২৮৫.২ eV-তে একটি অত্যন্ত দুর্বল অ্যারোমেটিক বা C=C পিক নির্দেশ করে যে জৈব যৌগগুলি অ্যালিফ্যাটিক যৌগে সমৃদ্ধ (চিত্র ৩ক এবং পরিপূরক চিত্র ৩ক)। অ্যালিফ্যাটিক জৈব যৌগে সমৃদ্ধ অঞ্চলগুলি মোটা দানার ফাইলোসিলিকেট এবং দুর্বল অ্যারোমেটিক (বা C=C) কার্বন কাঠামোযুক্ত অঞ্চলে স্থানীয়ভাবে অবস্থান করে (চিত্র ৩গ,ঘ)। এর বিপরীতে, A0037,22 (পরিপূরক চিত্র ৩) আংশিকভাবে অ্যালিফ্যাটিক কার্বন-সমৃদ্ধ অঞ্চলের কম পরিমাণ দেখিয়েছে। এই কণাগুলির অন্তর্নিহিত খনিজবিদ্যা কার্বনেটে সমৃদ্ধ, যা কন্ড্রাইট CI 16-এর অনুরূপ, এবং এটি উৎস জলের ব্যাপক পরিবর্তনের ইঙ্গিত দেয় (পরিপূরক সারণি ১)। জারণ অবস্থা কার্বনেটের সাথে যুক্ত জৈব যৌগগুলিতে কার্বনিল এবং কার্বক্সিল কার্যকরী গোষ্ঠীর উচ্চতর ঘনত্বকে উৎসাহিত করবে। অ্যালিফ্যাটিক কার্বন কাঠামোযুক্ত জৈব পদার্থের সাবমাইক্রন বন্টন মোটা দানার স্তরযুক্ত সিলিকেটের বন্টন থেকে খুব ভিন্ন হতে পারে। টাগিশ লেক উল্কাপিণ্ডে ফাইলোসিলিকেট-ওএইচ-এর সাথে সম্পর্কিত অ্যালিফ্যাটিক জৈব যৌগের ইঙ্গিত পাওয়া গেছে। সমন্বিত মাইক্রোঅ্যানালিটিক্যাল ডেটা থেকে বোঝা যায় যে, অ্যালিফ্যাটিক যৌগ সমৃদ্ধ জৈব পদার্থ সি-টাইপ গ্রহাণুগুলোতে ব্যাপকভাবে বিস্তৃত থাকতে পারে এবং ফাইলোসিলিকেটের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। এই সিদ্ধান্তটি মাইক্রোওমেগা নামক একটি নিয়ার-ইনফ্রারেড হাইপারস্পেকট্রাল মাইক্রোস্কোপ দ্বারা প্রদর্শিত রিউগু কণাগুলিতে অ্যালিফ্যাটিক/অ্যারোমেটিক সিএইচ-এর পূর্ববর্তী প্রতিবেদনের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। একটি গুরুত্বপূর্ণ এবং অমীমাংসিত প্রশ্ন হলো, এই গবেষণায় পর্যবেক্ষণ করা মোটা দানার ফাইলোসিলিকেটের সাথে সম্পর্কিত অ্যালিফ্যাটিক কার্বন-সমৃদ্ধ জৈব যৌগের অনন্য বৈশিষ্ট্যগুলো শুধুমাত্র রিউগু গ্রহাণুতেই পাওয়া যায় কিনা।
ক, অ্যারোমেটিক (C=C) সমৃদ্ধ অঞ্চলে (লাল), অ্যালিফ্যাটিক সমৃদ্ধ অঞ্চলে (সবুজ), এবং ম্যাট্রিক্সে (নীল) ২৯২ eV-তে স্বাভাবিককৃত NEXAFS কার্বন বর্ণালী। তুলনার জন্য ধূসর রেখাটি হলো মারচিসন ১৩ অদ্রবণীয় জৈব বর্ণালী। au, আরবিট্রেশন ইউনিট। খ, একটি কার্বন K-এজের স্ক্যানিং ট্রান্সমিশন এক্স-রে মাইক্রোস্কোপি (STXM) বর্ণালী চিত্র, যা দেখাচ্ছে যে অংশটি কার্বন দ্বারা প্রভাবিত। গ, অ্যারোমেটিক (C=C) সমৃদ্ধ অঞ্চল (লাল), অ্যালিফ্যাটিক সমৃদ্ধ অঞ্চল (সবুজ), এবং ম্যাট্রিক্স (নীল) সহ RGB কম্পোজিট প্লট। ঘ, অ্যালিফ্যাটিক যৌগ সমৃদ্ধ জৈব পদার্থগুলো মোটা দানার ফাইলোসিলিকেটে ঘনীভূত থাকে, এই এলাকাটি খ এবং গ-এর সাদা ডটেড বক্স থেকে বড় করে দেখানো হয়েছে। ঙ, খ এবং গ-এর সাদা ডটেড বক্স থেকে বড় করে দেখানো এলাকায় বৃহৎ ন্যানোস্ফিয়ার (ng-1)। For: পাইরোহোটাইট। Pn: নিকেল-ক্রোমাইট। f, ন্যানোস্কেল সেকেন্ডারি আয়ন ভর বর্ণালিবীক্ষণ (ন্যানোসিমস), হাইড্রোজেন (¹H), কার্বন (¹²C), এবং নাইট্রোজেন (¹²C¹⁴N) মৌলের চিত্র, ¹²C/¹H মৌল অনুপাতের চিত্র, এবং ক্রস δD, δ¹³C, এবং δ¹⁵N আইসোটোপ চিত্র – অংশ পিজি-১: চরম ¹³C সমৃদ্ধিযুক্ত প্রাক-সৌর গ্রাফাইট (পরিপূরক সারণি ৪)।
মার্চিসন উল্কাপিণ্ডে জৈব পদার্থের অবক্ষয়ের গতিবিদ্যা সংক্রান্ত গবেষণা, রিউগু কণাগুলিতে সমৃদ্ধ অ্যালিফ্যাটিক জৈব পদার্থের অসমসত্ত্ব বন্টন সম্পর্কে গুরুত্বপূর্ণ তথ্য প্রদান করতে পারে। এই গবেষণাটি দেখায় যে, মূল শিলাস্তরে জৈব পদার্থের অ্যালিফ্যাটিক CH বন্ধন প্রায় ৩০°C সর্বোচ্চ তাপমাত্রা পর্যন্ত টিকে থাকে এবং/অথবা সময়-তাপমাত্রার সম্পর্কের সাথে পরিবর্তিত হয় (যেমন, ১০০°C তাপমাত্রায় ২০০ বছর এবং ০°C তাপমাত্রায় ১০০ মিলিয়ন বছর)। যদি পূর্ববর্তী শিলাস্তরকে একটি নির্দিষ্ট সময়ের বেশি সময় ধরে একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় উত্তপ্ত না করা হয়, তবে ফাইলোসিলিকেট-সমৃদ্ধ অ্যালিফ্যাটিক জৈব পদার্থের মূল বন্টন সংরক্ষিত থাকতে পারে। তবে, উৎস শিলার জলের পরিবর্তন এই ব্যাখ্যাকে জটিল করে তুলতে পারে, কারণ কার্বনেট-সমৃদ্ধ A0037-এ ফাইলোসিলিকেটের সাথে যুক্ত কোনো কার্বন-সমৃদ্ধ অ্যালিফ্যাটিক অঞ্চল দেখা যায় না। এই নিম্ন তাপমাত্রার পরিবর্তনটি মোটামুটিভাবে রিউগু কণাগুলিতে কিউবিক ফেল্ডস্পারের উপস্থিতির সাথে মিলে যায় (পরিপূরক সারণি ১) ২০।
ভগ্নাংশ C0068.25 (ng-1; চিত্র 3a–c,e)-তে একটি বৃহৎ ন্যানোস্ফিয়ার রয়েছে যা উচ্চমাত্রায় অ্যারোমেটিক (বা C=C), মাঝারিভাবে অ্যালিফ্যাটিক এবং C(=O)O ও C=O-এর দুর্বল বর্ণালী প্রদর্শন করে। অ্যালিফ্যাটিক কার্বনের বৈশিষ্ট্য কন্ড্রাইটের সাথে সম্পর্কিত বাল্ক অদ্রবণীয় জৈব পদার্থ এবং জৈব ন্যানোস্ফিয়ারের বৈশিষ্ট্যের সাথে মেলে না (চিত্র 3a) 17,21। টাগিশ হ্রদের ন্যানোস্ফিয়ারের রমন এবং ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপিক বিশ্লেষণে দেখা গেছে যে এগুলি অ্যালিফ্যাটিক ও জারিত জৈব যৌগ এবং জটিল কাঠামোযুক্ত বিশৃঙ্খল পলিসাইক্লিক অ্যারোমেটিক জৈব যৌগ দ্বারা গঠিত 22,23। যেহেতু পারিপার্শ্বিক ম্যাট্রিক্সে অ্যালিফ্যাটিক যৌগ সমৃদ্ধ জৈব পদার্থ রয়েছে, তাই ng-1-এ অ্যালিফ্যাটিক কার্বনের বৈশিষ্ট্য একটি বিশ্লেষণাত্মক ত্রুটি হতে পারে। মজার বিষয় হলো, ng-1-এ অন্তঃস্থ অ্যামরফাস সিলিকেট রয়েছে (চিত্র 3e), যা এমন একটি গঠন যা এখনও পর্যন্ত কোনো বহির্জাগতিক জৈব পদার্থের ক্ষেত্রে রিপোর্ট করা হয়নি। অনিয়তাকার সিলিকেট ng-1 এর প্রাকৃতিক উপাদান হতে পারে অথবা বিশ্লেষণের সময় আয়ন এবং/অথবা ইলেকট্রন রশ্মি দ্বারা জলীয়/অনার্য সিলিকেটের অনিয়তাকারকরণের ফলে তৈরি হতে পারে।
C0068.25 অংশের (চিত্র 3f) NanoSIMS আয়ন চিত্রগুলি δ13C এবং δ15N-এ অভিন্ন পরিবর্তন দেখায়, তবে 30,811‰-এর উচ্চ 13C সমৃদ্ধিযুক্ত প্রিসোলার দানাগুলি (চিত্র 3f-এর δ13C চিত্রে PG-1) এর ব্যতিক্রম (পরিপূরক সারণি 4)। এক্স-রে প্রাথমিক দানার চিত্র এবং উচ্চ-রেজোলিউশন TEM চিত্রগুলি কেবল কার্বনের ঘনত্ব এবং ভিত্তি তলগুলির মধ্যে 0.3 nm দূরত্ব দেখায়, যা গ্রাফাইটের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। এটি লক্ষণীয় যে, C0068.25-এ (পরিপূরক সারণি ৪) মোটা দানার ফাইলোসিলিকেটের সাথে যুক্ত অ্যালিফ্যাটিক জৈব পদার্থে সমৃদ্ধ δD (৮৪১ ± ৩৯৪‰) এবং δ15N (১৬৯ ± ৯৫‰)-এর মান সমগ্র অঞ্চল C-এর গড় (δD = ৫২৮ ± ১৩৯‰, δ15N = ৬৭ ± ১৫‰)-এর চেয়ে সামান্য বেশি। এই পর্যবেক্ষণ থেকে বোঝা যায় যে, মোটা দানার ফাইলোসিলিকেটের মধ্যে থাকা অ্যালিফ্যাটিক-সমৃদ্ধ জৈব পদার্থগুলো পার্শ্ববর্তী জৈব পদার্থের চেয়ে বেশি আদিম হতে পারে, কারণ পরবর্তীটি মূল দেহে পার্শ্ববর্তী জলের সাথে আইসোটোপিক বিনিময়ের মধ্য দিয়ে গিয়ে থাকতে পারে। বিকল্পভাবে, এই আইসোটোপিক পরিবর্তনগুলো প্রাথমিক গঠন প্রক্রিয়ার সাথেও সম্পর্কিত হতে পারে। এই ব্যাখ্যা করা হয় যে, সিআই কন্ড্রাইটের মধ্যে থাকা সূক্ষ্ম-কণাযুক্ত স্তরীভূত সিলিকেটগুলো মূল স্থূল-কণাযুক্ত অনার্দ্র সিলিকেট গুচ্ছের ক্রমাগত পরিবর্তনের ফলে গঠিত হয়েছিল। সৌরজগৎ গঠনের পূর্বে প্রোটোপ্ল্যানেটারি ডিস্ক বা আন্তঃনাক্ষত্রিক মাধ্যমে পূর্বসূরি অণু থেকে অ্যালিফ্যাটিক-সমৃদ্ধ জৈব পদার্থ গঠিত হয়ে থাকতে পারে, এবং তারপর রিউগু (বৃহৎ) জনক বস্তুর জল পরিবর্তনের সময় তা সামান্য পরিবর্তিত হয়েছিল। রিউগুর আকার (<১.০ কিমি) এতই ছোট যে, জলীয় পরিবর্তনের মাধ্যমে জলীয় খনিজ গঠনের জন্য প্রয়োজনীয় অভ্যন্তরীণ তাপ পর্যাপ্ত পরিমাণে বজায় রাখা সম্ভব নয়২৫। রিউগুর আকার (<১.০ কিমি) এতই ছোট যে, জলীয় পরিবর্তনের মাধ্যমে জলীয় খনিজ গঠনের জন্য পর্যাপ্ত অভ্যন্তরীণ তাপ বজায় রাখা সম্ভব নয়২৫। Размер (<1,0 км) Рюгу слишком мал, чтобы поддерживать достаточное внутреннее тепло для водного изменения слишком соводного изменения слишком минералов25. আকার (<১.০ কিমি) হওয়ায় রিউগু এতই ছোট যে এটি জলের খনিজ পদার্থে রূপান্তরের জন্য প্রয়োজনীয় অভ্যন্তরীণ তাপ বজায় রাখতে পারে না২৫। 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水矿牿变形成含水矿। 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水矿牿变形成含水矿। Размер Рюгу (<1,0 км) слишком мал, чтобы поддерживать внутреннее тепло для изменения воды с образованиемовымовымовыми. রিউগুর আকার (<১.০ কিমি) এতটাই ছোট যে এটি পানিকে খনিজ পদার্থে রূপান্তরিত করার জন্য প্রয়োজনীয় অভ্যন্তরীণ তাপ উৎপন্ন করতে পারে না২৫।অতএব, কয়েক দশ কিলোমিটার আকারের রিউগু পূর্বসূরীর প্রয়োজন হতে পারে। মোটা দানার ফাইলোসিলিকেটের সাথে সংযুক্ত থাকার কারণে অ্যালিফ্যাটিক যৌগ সমৃদ্ধ জৈব পদার্থ তাদের মূল আইসোটোপ অনুপাত ধরে রাখতে পারে। তবে, এই FIB ভগ্নাংশগুলিতে বিভিন্ন উপাদানের জটিল এবং সূক্ষ্ম মিশ্রণের কারণে আইসোটোপিক ভারী বাহকগুলির সঠিক প্রকৃতি অনিশ্চিত রয়ে গেছে। এগুলো হতে পারে রিউগু কণিকার মধ্যে থাকা অ্যালিফ্যাটিক যৌগ সমৃদ্ধ জৈব পদার্থ অথবা সেগুলোকে ঘিরে থাকা মোটা ফাইলোসিলিকেট। উল্লেখ্য যে, CM প্যারিস ২৪, ২৬ উল্কাপিণ্ড ব্যতীত প্রায় সমস্ত কার্বনেশিয়াস কন্ড্রাইটের (CI কন্ড্রাইট সহ) জৈব পদার্থ ফাইলোসিলিকেটের তুলনায় D-তে সমৃদ্ধ হওয়ার প্রবণতা দেখায়।
A0002.23 ও A0002.26, A0037.22 ও A0037.23 এবং C0068.23, C0068.25 ও C0068.26 FIB স্লাইসগুলির (তিনটি রিউগু কণা থেকে মোট সাতটি FIB স্লাইস) জন্য প্রাপ্ত আয়তন δD এবং δ15N-এর প্লট। সৌরজগতের অন্যান্য বস্তুর সাথে NanoSIMS-এর একটি তুলনা চিত্র ৪-এ (পরিপূরক সারণি ৪)²⁷,²⁸ দেখানো হয়েছে। A0002, A0037, এবং C0068 প্রোফাইলগুলিতে δD এবং δ15N-এর আয়তন পরিবর্তনগুলি IDP-এর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, কিন্তু CM এবং CI কন্ড্রাইটগুলির তুলনায় বেশি (চিত্র ৪)। উল্লেখ্য যে, ধূমকেতু ২৯-এর নমুনার δD মানের পরিসর (-২৪০ থেকে ১৬৫৫‰) রিউগুর চেয়ে বড়। রিউকিউ প্রোফাইলের δD এবং δ15N-এর আয়তন সাধারণত বৃহস্পতি গোত্রের ধূমকেতু এবং ওর্ট মেঘের গড় মানের চেয়ে ছোট (চিত্র ৪)। সিআই কন্ড্রাইটগুলির নিম্ন δD মান এই নমুনাগুলিতে পার্থিব দূষণের প্রভাবকে প্রতিফলিত করতে পারে। বেলস, লেক টাগিশ এবং আইডিপি-র মধ্যেকার সাদৃশ্য বিবেচনা করলে, রিউগু কণাগুলিতে δD এবং δN মানের ব্যাপক ভিন্নতা সৌরজগতের প্রাথমিক পর্যায়ে জৈব এবং জলীয় উপাদানের আইসোটোপিক বৈশিষ্ট্যের পরিবর্তনকে প্রতিফলিত করতে পারে। রিউগু এবং আইডিপি কণাগুলিতে δD এবং δN-এর অনুরূপ আইসোটোপিক পরিবর্তন থেকে বোঝা যায় যে উভয়ই একই উৎস থেকে আসা উপাদান থেকে গঠিত হতে পারে। বিশ্বাস করা হয় যে আইডিপি-গুলি ধূমকেতু জাতীয় উৎস থেকে উৎপন্ন হয় 14। অতএব, রিউগুতে ধূমকেতুর মতো উপাদান এবং/অথবা অন্ততপক্ষে সৌরজগতের বাইরের উপাদান থাকতে পারে। তবে, আমরা এখানে যা বলছি তার চেয়ে এটি আরও কঠিন হতে পারে (1) মূল বস্তুতে স্ফেরুলাইটিক এবং ডি-সমৃদ্ধ জলের মিশ্রণ 31 এবং (2) ধূমকেতুর কার্যকলাপের উপর নির্ভর করে ধূমকেতুর ডি/এইচ অনুপাত 32। যাইহোক, রিউগু কণাগুলিতে হাইড্রোজেন এবং নাইট্রোজেন আইসোটোপের পর্যবেক্ষণকৃত ভিন্নতার কারণগুলি সম্পূর্ণরূপে বোঝা যায়নি, আংশিকভাবে বর্তমানে উপলব্ধ বিশ্লেষণের সীমিত সংখ্যার কারণে। হাইড্রোজেন এবং নাইট্রোজেন আইসোটোপ সিস্টেমের ফলাফলগুলি এখনও এই সম্ভাবনাকে বাড়িয়ে তোলে যে রিউগুতে সৌরজগতের বাইরের বেশিরভাগ উপাদান রয়েছে এবং এইভাবে এটি ধূমকেতুর সাথে কিছু সাদৃশ্য দেখাতে পারে। রিউগু প্রোফাইল δ13C এবং δ15N এর মধ্যে কোনও স্পষ্ট সম্পর্ক দেখায়নি (পরিপূরক সারণী 4)।
রিউগু কণাগুলির (লাল বৃত্ত: A0002, A0037; নীল বৃত্ত: C0068) সামগ্রিক H এবং N আইসোটোপিক গঠন সৌর ম্যাগনিটিউড ২৭, জুপিটার মিন ফ্যামিলি (JFC27), এবং ওর্ট ক্লাউড ধূমকেতু (OCC27), IDP28, এবং কার্বনেশিয়াস কন্ড্রুলের সাথে সম্পর্কযুক্ত। উল্কাপিণ্ড ২৭ (CI, CM, CR, C2-ung)-এর তুলনা। আইসোটোপিক গঠন পরিপূরক সারণি ৪-এ দেওয়া হয়েছে। ডটেড লাইনগুলি হলো H এবং N-এর পার্থিব আইসোটোপ মান।
পৃথিবীতে উদ্বায়ী পদার্থের (যেমন জৈব পদার্থ এবং জল) পরিবহন একটি উদ্বেগের বিষয়26,27,33। এই গবেষণায় চিহ্নিত রিউগু কণাগুলিতে মোটা ফাইলোসিলিকেটের সাথে যুক্ত সাবমাইক্রন জৈব পদার্থ উদ্বায়ী পদার্থের একটি গুরুত্বপূর্ণ উৎস হতে পারে। সূক্ষ্ম-দানার ম্যাট্রিক্সের জৈব পদার্থের তুলনায় মোটা-দানার ফাইলোসিলিকেটের জৈব পদার্থ অবক্ষয়16,34 এবং ক্ষয়35 থেকে আরও ভালভাবে সুরক্ষিত থাকে। কণাগুলিতে হাইড্রোজেনের ভারী আইসোটোপিক গঠনের অর্থ হল, এগুলি আদি পৃথিবীতে বাহিত উদ্বায়ী পদার্থের একমাত্র উৎস হওয়ার সম্ভাবনা কম। এগুলি হালকা হাইড্রোজেন আইসোটোপিক গঠনের উপাদানগুলির সাথে মিশ্রিত হতে পারে, যেমনটি সম্প্রতি সিলিকেটে সৌর বায়ু-চালিত জলের উপস্থিতির অনুমানে প্রস্তাব করা হয়েছে।
এই গবেষণায় আমরা দেখিয়েছি যে, সিআই উল্কাপিণ্ডগুলো সৌরজগতের সামগ্রিক গঠনের প্রতিনিধি হিসেবে তাদের ভূ-রাসায়নিক গুরুত্ব থাকা সত্ত্বেও,⁶,¹⁰ আসলে পার্থিব দূষিত নমুনা। আমরা সমৃদ্ধ অ্যালিফ্যাটিক জৈব পদার্থ এবং পার্শ্ববর্তী জলীয় খনিজগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়ার সরাসরি প্রমাণও দিয়েছি এবং ইঙ্গিত দিয়েছি যে রিউগুতে বহির্জাগতিক উপাদান থাকতে পারে³⁷। এই গবেষণার ফলাফল প্রোটোঅ্যাস্টেরয়েডের সরাসরি নমুনা সংগ্রহের গুরুত্ব এবং ফেরত আনা নমুনাগুলোকে সম্পূর্ণ নিষ্ক্রিয় ও জীবাণুমুক্ত পরিবেশে পরিবহনের প্রয়োজনীয়তা স্পষ্টভাবে তুলে ধরে। এখানে উপস্থাপিত প্রমাণ দেখায় যে, রিউগু কণাগুলো নিঃসন্দেহে গবেষণাগারে গবেষণার জন্য উপলব্ধ সৌরজগতের সবচেয়ে দূষণমুক্ত উপাদানগুলোর মধ্যে অন্যতম, এবং এই মূল্যবান নমুনাগুলোর উপর আরও গবেষণা নিঃসন্দেহে সৌরজগতের প্রাথমিক প্রক্রিয়াগুলো সম্পর্কে আমাদের জ্ঞানকে প্রসারিত করবে। রিউগু কণাগুলো সৌরজগতের সামগ্রিক গঠনের সর্বোত্তম প্রতিনিধিত্ব করে।
সাবমাইক্রন স্কেল নমুনার জটিল অণুসজ্জা এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করার জন্য, আমরা সিনক্রোট্রন বিকিরণ-ভিত্তিক কম্পিউটেড টমোগ্রাফি (SR-XCT) এবং SR এক্স-রে ডিফ্র্যাকশন (XRD)-CT, FIB-STXM-NEXAFS-NanoSIMS-TEM বিশ্লেষণ ব্যবহার করেছি। এতে কোনো অবক্ষয়, পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের কারণে দূষণ, এবং সূক্ষ্ম কণা বা যান্ত্রিক নমুনার কারণে কোনো ক্ষতি হয়নি। একই সাথে, আমরা স্ক্যানিং ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপি (SEM)-EDS, EPMA, XRD, ইন্সট্রুমেন্টাল নিউট্রন অ্যাক্টিভেশন অ্যানালাইসিস (INAA), এবং লেজার অক্সিজেন আইসোটোপ ফ্লোরিনেশন সরঞ্জাম ব্যবহার করে পদ্ধতিগত আয়তনিক বিশ্লেষণ সম্পন্ন করেছি। পরীক্ষা পদ্ধতিগুলো পরিপূরক চিত্র ৩-এ দেখানো হয়েছে এবং প্রতিটি পরীক্ষা পরবর্তী বিভাগগুলোতে বর্ণনা করা হয়েছে।
রাইউগু গ্রহাণু থেকে আসা কণাগুলো হায়াবুসা-২ এর পুনঃপ্রবেশ মডিউল থেকে পুনরুদ্ধার করে পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলকে দূষিত না করেই জাপানের সাগামিহারায় অবস্থিত JAXA নিয়ন্ত্রণ কেন্দ্রে পৌঁছে দেওয়া হয়েছিল⁴। JAXA-পরিচালিত একটি কেন্দ্রে প্রাথমিক এবং অ-ধ্বংসাত্মক বৈশিষ্ট্য নির্ধারণের পর, পরিবেশগত হস্তক্ষেপ এড়াতে সীলযোগ্য আন্তঃ-স্থান স্থানান্তর পাত্র এবং নমুনা ক্যাপসুল ব্যাগ (নমুনার আকারের উপর নির্ভর করে ১০ বা ১৫ মিমি ব্যাসের স্যাফায়ার ক্রিস্টাল এবং স্টেইনলেস স্টিল) ব্যবহার করুন। পরিবেশ এবং/অথবা মাটির দূষক (যেমন জলীয় বাষ্প, হাইড্রোকার্বন, বায়ুমণ্ডলীয় গ্যাস এবং সূক্ষ্ম কণা) এবং নমুনা প্রস্তুতি ও প্রতিষ্ঠান এবং বিশ্ববিদ্যালয়গুলির মধ্যে পরিবহনের সময় নমুনাগুলির মধ্যে ক্রস-দূষণ এড়ানোর জন্য³⁸। পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের (জলীয় বাষ্প এবং অক্সিজেন) সাথে মিথস্ক্রিয়ার কারণে সৃষ্ট ক্ষয়ক্ষতি এবং দূষণ এড়াতে, সমস্ত ধরণের নমুনা প্রস্তুতি (যার মধ্যে ট্যান্টালাম ছেনি দিয়ে টুকরো করা, একটি ব্যালেন্সড ডায়মন্ড ওয়্যার স (মেইওয়া ফোসিস কর্পোরেশন DWS 3400) ব্যবহার করা এবং স্থাপনের জন্য ইপোক্সি কাটা অন্তর্ভুক্ত) পরিষ্কার শুষ্ক N2 (শিশির বিন্দু: -৮০ থেকে -৬০ °C, O2 ~৫০-১০০ পিপিএম) এর অধীনে গ্লাভবক্সে সম্পন্ন করা হয়েছিল। এখানে ব্যবহৃত সমস্ত সরঞ্জাম বিভিন্ন কম্পাঙ্কের আলট্রাসনিক তরঙ্গ ব্যবহার করে অতিবিশুদ্ধ জল এবং ইথানলের মিশ্রণ দিয়ে পরিষ্কার করা হয়।
এখানে আমরা অ্যান্টার্কটিক মেটিওরাইট রিসার্চ সেন্টারের ন্যাশনাল পোলার রিসার্চ ইনস্টিটিউট (NIPR) এর উল্কাপিণ্ড সংগ্রহ (CI: Orgueil, CM2.4: Yamato (Y)-791198, CY: Y-82162 এবং CY: Y 980115) নিয়ে অধ্যয়ন করি।
SR-XCT, NanoSIMS, STXM-NEXAFS এবং TEM বিশ্লেষণের জন্য যন্ত্রগুলির মধ্যে স্থানান্তরের ক্ষেত্রে, আমরা পূর্ববর্তী গবেষণা38-এ বর্ণিত সর্বজনীন অতি-পাতলা নমুনা ধারকটি ব্যবহার করেছি।
BL20XU/SPring-8 ইন্টিগ্রেটেড সিটি সিস্টেম ব্যবহার করে রিউগু নমুনার SR-XCT বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। ইন্টিগ্রেটেড সিটি সিস্টেমটিতে বিভিন্ন পরিমাপ মোড রয়েছে: নমুনার সম্পূর্ণ কাঠামো ধারণ করার জন্য ওয়াইড ফিল্ড অফ ভিউ এবং লো রেজোলিউশন (WL) মোড, নমুনার নির্দিষ্ট এলাকার সঠিক পরিমাপের জন্য ন্যারো ফিল্ড অফ ভিউ এবং হাই রেজোলিউশন (NH) মোড, নমুনার আয়তনের ডিফ্র্যাকশন প্যাটার্ন পাওয়ার জন্য রেডিওগ্রাফ, এবং নমুনার মধ্যে অনুভূমিক তলের খনিজ দশাগুলোর একটি দ্বি-মাত্রিক (2D) ডায়াগ্রাম পাওয়ার জন্য XRD-CT সম্পাদন করা। উল্লেখ্য যে, বেস থেকে স্যাম্পল হোল্ডারটি না সরিয়েই সমস্ত পরিমাপ করা সম্ভব, যা নির্ভুল সিটি এবং XRD-CT পরিমাপের সুযোগ করে দেয়। ডাব্লিউএল মোড এক্স-রে ডিটেক্টর (বিএম এএ৪০পি; হামামাৎসু ফোটোনিক্স)-এর সাথে একটি অতিরিক্ত ৪৬০৮ × ৪৬০৮ পিক্সেলের মেটাল-অক্সাইড-সেমিকন্ডাক্টর (সিএমওএস) ক্যামেরা (সি১৪১২০-২০পি; হামামাৎসু ফোটোনিক্স) যুক্ত ছিল, যেটিতে ১০ মাইক্রোমিটার পুরুত্বের লুটেসিয়াম অ্যালুমিনিয়াম গার্নেট একক স্ফটিক (Lu3Al5O12:Ce) দ্বারা গঠিত একটি সিন্টিলেটর এবং রিলে লেন্স ছিল। ডাব্লিউএল মোডে পিক্সেলের আকার প্রায় ০.৮৪৮ মাইক্রোমিটার। ফলে, অফসেট সিটি মোডে ডাব্লিউএল মোডে ফিল্ড অফ ভিউ (এফওভি) প্রায় ৬ মিলিমিটার হয়। NH মোডের এক্স-রে ডিটেক্টর (BM AA50; হামামাৎসু ফোটোনিক্স) একটি ২০ µm পুরু গ্যাডোলিনিয়াম-অ্যালুমিনিয়াম-গ্যালিয়াম গারনেট (Gd3Al2Ga3O12) সিন্টিলেটর, ২০৪৮ × ২০৪৮ পিক্সেল রেজোলিউশনের একটি CMOS ক্যামেরা (C11440-22CU; হামামাৎসু ফোটোনিক্স) এবং একটি ×২০ লেন্স দ্বারা সজ্জিত ছিল। NH মোডে পিক্সেলের আকার প্রায় ০.২৫ µm এবং ফিল্ড অফ ভিউ প্রায় ০.৫ মিমি। XRD মোডের ডিটেক্টর (BM AA60; হামামাৎসু ফোটোনিক্স) একটি ৫০ µm পুরু P43 (Gd2O2S:Tb) পাউডার স্ক্রিন দ্বারা গঠিত সিন্টিলেটর, একটি ২৩০৪ × ২৩০৪ পিক্সেল রেজোলিউশনের CMOS ক্যামেরা (C15440-20UP; হামামাৎসু ফোটোনিক্স) এবং একটি রিলে লেন্স দ্বারা সজ্জিত ছিল। ডিটেক্টরটির কার্যকর পিক্সেল সাইজ ১৯.০৫ µm এবং ফিল্ড অফ ভিউ ৪৩.৯ mm²। FOV বাড়ানোর জন্য, আমরা WL মোডে একটি অফসেট সিটি পদ্ধতি প্রয়োগ করেছি। সিটি পুনর্গঠনের জন্য প্রেরিত আলোর চিত্রটি ঘূর্ণন অক্ষের চারপাশে অনুভূমিকভাবে প্রতিফলিত ১৮০° থেকে ৩৬০° পরিসরের একটি চিত্র এবং ০° থেকে ১৮০° পরিসরের একটি চিত্র নিয়ে গঠিত।
XRD মোডে, এক্স-রে রশ্মি একটি ফ্রেসনেল জোন প্লেট দ্বারা ফোকাস করা হয়। এই মোডে, ডিটেক্টরটি নমুনার ১১০ মিমি পিছনে স্থাপন করা হয় এবং বিম স্টপটি ডিটেক্টরের ৩ মিমি সামনে থাকে। ডিটেক্টরের ফিল্ড অফ ভিউ-এর নীচে এক্স-রে স্পট ফোকাস করে ১.৪৩° থেকে ১৮.০০° পর্যন্ত ২θ পরিসরে (গ্রেটিং পিচ d = ১৬.৬–১.৩২ Å) ডিফ্র্যাকশন চিত্রগুলি সংগ্রহ করা হয়েছিল। নমুনাটি নিয়মিত বিরতিতে উল্লম্বভাবে চলে, প্রতিটি উল্লম্ব স্ক্যান ধাপে এটি অর্ধ-ঘূর্ণন সম্পন্ন হয়। যদি খনিজ কণাগুলি ১৮০° ঘোরানোর সময় ব্র্যাগ শর্ত পূরণ করে, তবে অনুভূমিক তলে খনিজ কণাগুলির ডিফ্র্যাকশন পাওয়া সম্ভব। এরপর প্রতিটি উল্লম্ব স্ক্যান ধাপের জন্য ডিফ্র্যাকশন চিত্রগুলিকে একত্রিত করে একটি একক চিত্রে পরিণত করা হয়। SR-XRD-CT পরীক্ষার শর্তাবলী প্রায় SR-XRD পরীক্ষার মতোই। XRD-CT মোডে, ডিটেক্টরটি নমুনার ৬৯ মিমি পিছনে স্থাপন করা হয়। ২θ পরিসরে ডিফ্র্যাকশন চিত্রগুলি ১.২° থেকে ১৭.৬৮° (d = ১৯.৭৩ থেকে ১.৩৫ Å) পর্যন্ত বিস্তৃত, যেখানে এক্স-রে রশ্মি এবং রশ্মি সীমাবদ্ধকারী উভয়ই ডিটেক্টরের দৃশ্যক্ষেত্রের কেন্দ্রের সাথে একই সরলরেখায় থাকে। নমুনাটিকে অনুভূমিকভাবে স্ক্যান করুন এবং ১৮০° ঘোরান। SR-XRD-CT চিত্রগুলি খনিজের সর্বোচ্চ তীব্রতাকে পিক্সেল মান হিসাবে ব্যবহার করে পুনর্গঠন করা হয়েছিল। অনুভূমিক স্ক্যানিংয়ের ক্ষেত্রে, নমুনাটি সাধারণত ৫০০-১০০০ ধাপে স্ক্যান করা হয়।
সমস্ত পরীক্ষার জন্য, এক্স-রে শক্তি ৩০ keV-তে স্থির রাখা হয়েছিল, কারণ এটি প্রায় ৬ মিমি ব্যাসের উল্কাপিণ্ডের মধ্যে এক্স-রে প্রবেশের সর্বনিম্ন সীমা। ১৮০° ঘূর্ণনের সময় সমস্ত CT পরিমাপের জন্য সংগৃহীত ছবির সংখ্যা ছিল ১৮০০ (অফসেট CT প্রোগ্রামের জন্য ৩৬০০), এবং ছবিগুলোর এক্সপোজার সময় ছিল WL মোডের জন্য ১০০ ms, NH মোডের জন্য ৩০০ ms, XRD-এর জন্য ৫০০ ms, এবং XRD-CT-এর জন্য ৫০ ms। সাধারণত নমুনা স্ক্যান করতে WL মোডে প্রায় ১০ মিনিট, NH মোডে ১৫ মিনিট, XRD-এর জন্য ৩ ঘন্টা এবং SR-XRD-CT-এর জন্য ৮ ঘন্টা সময় লাগে।
কনভল্যুশনাল ব্যাক প্রজেকশনের মাধ্যমে সিটি চিত্রগুলি পুনর্গঠন করা হয়েছিল এবং ০ থেকে ৮০ সেমি⁻¹ পর্যন্ত রৈখিক অ্যাটেনিউয়েশন সহগের জন্য স্বাভাবিকীকরণ করা হয়েছিল। ৩ডি ডেটা বিশ্লেষণের জন্য স্লাইস (Slice) সফটওয়্যার এবং এক্সআরডি (XRD) ডেটা বিশ্লেষণের জন্য মিউএক্সআরডি (muXRD) সফটওয়্যার ব্যবহার করা হয়েছিল।
ইপোক্সি-ফিক্সড রিউগু কণাগুলোকে (A0029, A0037, C0009, C0014 এবং C0068) শুষ্ক অবস্থায় ধীরে ধীরে পৃষ্ঠতলের উপর একটি ০.৫ µm (3M) ডায়মন্ড ল্যাপিং ফিল্মের স্তর পর্যন্ত পালিশ করা হয়েছিল, এবং পালিশ করার সময় উপাদানটিকে পৃষ্ঠতলের সংস্পর্শে আসা থেকে বিরত রাখা হয়েছিল। প্রতিটি নমুনার পালিশ করা পৃষ্ঠতল প্রথমে লাইট মাইক্রোস্কোপি দ্বারা পরীক্ষা করা হয়েছিল এবং তারপরে একটি এনার্জি ডিসপারসিভ স্পেকট্রোমিটার (AZtec) সহ সজ্জিত JEOL JSM-7100F SEM ব্যবহার করে নমুনাগুলির খনিজবিদ্যা ও টেক্সচার চিত্র (BSE) এবং গুণগত NIPR উপাদানসমূহ পাওয়ার জন্য ব্যাকস্ক্যাটারড ইলেকট্রন ব্যবহার করা হয়েছিল। প্রতিটি নমুনার জন্য, একটি ইলেকট্রন প্রোব মাইক্রোঅ্যানালাইজার (EPMA, JEOL JXA-8200) ব্যবহার করে প্রধান এবং অপ্রধান উপাদানগুলির পরিমাণ বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। ৫ ন্যানোঅ্যাম্পিয়ারে (nA), ১৫ কিলোইলেকট্রনভোল্টে (keV) এবং ৩০ ন্যানোঅ্যাম্পিয়ারে (nA) ফাইলোসিলিকেট ও কার্বোনেট কণা, প্রাকৃতিক ও কৃত্রিম স্ট্যান্ডার্ড এবং সালফাইড, ম্যাগনেটাইট, অলিভিন ও পাইরোক্সিন বিশ্লেষণ করা হয়। প্রতিটি খনিজের জন্য যথেচ্ছভাবে উপযুক্ত থ্রেশহোল্ড নির্ধারণ করে ইমেজজে ১.৫৩ (ImageJ 1.53) সফটওয়্যার ব্যবহার করে এলিমেন্ট ম্যাপ এবং বিএসই (BSE) ইমেজ থেকে মোডাল গ্রেড গণনা করা হয়েছিল।
ওপেন ইউনিভার্সিটিতে (মিল্টন কেইনস, যুক্তরাজ্য) একটি ইনফ্রারেড লেজার ফ্লুরিনেশন সিস্টেম ব্যবহার করে অক্সিজেন আইসোটোপ বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। বিভিন্ন কেন্দ্রের মধ্যে স্থানান্তরের জন্য হায়াবুসা২-এর নমুনাগুলো নাইট্রোজেন-ভর্তি কন্টেইনারে করে ওপেন ইউনিভার্সিটি ৩৮-এ সরবরাহ করা হয়েছিল।
নমুনা লোডিং একটি নাইট্রোজেন গ্লাভ বক্সে করা হয়েছিল, যেখানে অক্সিজেনের মাত্রা ০.১%-এর নিচে পর্যবেক্ষণ করা হতো। হায়াবুসা২-এর বিশ্লেষণমূলক কাজের জন্য, একটি নতুন নিকেল (Ni) নমুনা ধারক তৈরি করা হয়েছিল, যাতে কেবল দুটি নমুনা ছিদ্র (ব্যাস ২.৫ মিমি, গভীরতা ৫ মিমি) ছিল; একটি হায়াবুসা২ কণার জন্য এবং অন্যটি অবসিডিয়ান অভ্যন্তরীণ স্ট্যান্ডার্ডের জন্য। বিশ্লেষণের সময়, হায়াবুসা২ উপাদানযুক্ত নমুনা কূপটি প্রায় ১ মিমি পুরু এবং ৩ মিমি ব্যাসের একটি অভ্যন্তরীণ BaF2 জানালা দিয়ে ঢাকা থাকত, যাতে লেজার বিক্রিয়ার সময় নমুনাটি স্থির থাকে। নিকেল নমুনা ধারকে কাটা একটি গ্যাস মিশ্রণ চ্যানেলের মাধ্যমে নমুনায় BrF5-এর প্রবাহ বজায় রাখা হতো। নমুনা চেম্বারটিকেও এমনভাবে পুনর্গঠন করা হয়েছিল যাতে এটিকে ভ্যাকুয়াম ফ্লুরিনেশন লাইন থেকে বের করে এনে একটি নাইট্রোজেন-ভরা গ্লাভ বক্সে খোলা যায়। দুই-টুকরো চেম্বারটি একটি তামার গ্যাসকেটযুক্ত কম্প্রেশন সিল এবং একটি EVAC কুইক রিলিজ CeFIX 38 চেইন ক্ল্যাম্প দিয়ে সিল করা হয়েছিল। চেম্বারের উপরে একটি ৩ মিমি পুরু BaF2 জানালা একই সাথে নমুনা এবং লেজার হিটিং পর্যবেক্ষণের সুযোগ করে দেয়। নমুনা লোড করার পর, চেম্বারটি আবার ক্ল্যাম্প করুন এবং ফ্লুরিনেটেড লাইনের সাথে পুনরায় সংযোগ করুন। বিশ্লেষণের আগে, শোষিত আর্দ্রতা দূর করার জন্য নমুনা চেম্বারটিকে সারারাত ধরে ভ্যাকুয়ামের অধীনে প্রায় ৯৫° সেলসিয়াস তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা হয়েছিল। সারারাত উত্তপ্ত করার পর, চেম্বারটিকে ঘরের তাপমাত্রায় ঠান্ডা হতে দেওয়া হয় এবং তারপর নমুনা স্থানান্তরের সময় বায়ুমণ্ডলের সংস্পর্শে থাকা অংশটি থেকে আর্দ্রতা দূর করার জন্য BrF5-এর তিনটি অ্যালিকোট দিয়ে পার্জ করা হয়। এই পদ্ধতিগুলো নিশ্চিত করে যে হায়াবুসা ২-এর নমুনা বায়ুমণ্ডলের সংস্পর্শে না আসে এবং নমুনা লোড করার সময় ফ্লুরিনেটেড লাইনের যে অংশটি বায়ুমণ্ডলে উন্মুক্ত থাকে, সেখান থেকে আসা আর্দ্রতা দ্বারা দূষিত না হয়।
রিউগু C0014-4 এবং অর্গুইল (CI) কণার নমুনাগুলি একটি পরিবর্তিত “একক” মোডে বিশ্লেষণ করা হয়েছিল⁴², যেখানে Y-82162 (CY) বিশ্লেষণ একাধিক নমুনা কূপ সহ একটি একক ট্রেতে করা হয়েছিল⁴¹। তাদের অনার্দ্র গঠনের কারণে, CY কনড্রাইটগুলির জন্য একটি একক পদ্ধতি ব্যবহার করার প্রয়োজন নেই। নমুনাগুলিকে BrF₅-এর উপস্থিতিতে XYZ গ্যান্ট্রিতে মাউন্ট করা একটি ফোটন মেশিনস ইনকর্পোরেটেড ইনফ্রারেড CO₂ লেজার ব্যবহার করে উত্তপ্ত করা হয়েছিল, যার ক্ষমতা ছিল ৫০ ওয়াট (১০.৬ µm)। অন্তর্নির্মিত ভিডিও সিস্টেমটি বিক্রিয়ার গতিপথ পর্যবেক্ষণ করে। ফ্লুরিনেশনের পরে, নির্গত O₂ থেকে অতিরিক্ত ফ্লুরিন অপসারণের জন্য দুটি ক্রায়োজেনিক নাইট্রোজেন ট্র্যাপ এবং KBr-এর একটি উত্তপ্ত বেড ব্যবহার করে স্ক্রাব করা হয়েছিল। পরিশোধিত অক্সিজেনের আইসোটোপিক গঠন প্রায় ২০০ ভর রেজোলিউশন সহ একটি থার্মো ফিশার MAT 253 ডুয়াল-চ্যানেল ভর স্পেকট্রোমিটারে বিশ্লেষণ করা হয়েছিল।
কিছু ক্ষেত্রে, নমুনার বিক্রিয়ার সময় নির্গত গ্যাসীয় O2-এর পরিমাণ ১৪০ µg-এর কম ছিল, যা MAT 253 ভর বর্ণালিবীক্ষণ যন্ত্রে বেলোস ডিভাইস ব্যবহারের আনুমানিক সীমা। এই ক্ষেত্রে, বিশ্লেষণের জন্য মাইক্রোভলিউম ব্যবহার করুন। হায়াবুসা২ কণাগুলো বিশ্লেষণ করার পর, অবসিডিয়ান অভ্যন্তরীণ স্ট্যান্ডার্ডকে ফ্লোরিনেট করা হয়েছিল এবং এর অক্সিজেন আইসোটোপিক গঠন নির্ধারণ করা হয়েছিল।
NF+ NF3+ খণ্ডাংশের আয়নসমূহ ৩৩ (16O17O) ভরবিশিষ্ট রশ্মির সাথে ব্যতিচার ঘটায়। এই সম্ভাব্য সমস্যাটি দূর করার জন্য, বেশিরভাগ নমুনা ক্রায়োজেনিক পৃথকীকরণ পদ্ধতি ব্যবহার করে প্রক্রিয়াজাত করা হয়। এটি MAT 253 বিশ্লেষণের আগে সম্মুখ দিকে করা যেতে পারে অথবা ক্রায়োজেনিক পৃথকীকরণের পরে বিশ্লেষিত গ্যাসকে বিশেষ আণবিক চালনীতে ফিরিয়ে এনে এবং পুনরায় চালনা করে দ্বিতীয় বিশ্লেষণ হিসাবে করা যেতে পারে। ক্রায়োজেনিক পৃথকীকরণে তরল নাইট্রোজেনের তাপমাত্রায় একটি আণবিক চালনীতে গ্যাস সরবরাহ করা হয় এবং তারপর এটিকে -130°C তাপমাত্রার একটি প্রাথমিক আণবিক চালনীতে নির্গত করা হয়। ব্যাপক পরীক্ষা-নিরীক্ষায় দেখা গেছে যে এই পদ্ধতি ব্যবহার করে NF+ প্রথম আণবিক চালনীতেই থেকে যায় এবং কোনো উল্লেখযোগ্য বিভাজন ঘটে না।
আমাদের অভ্যন্তরীণ অবসিডিয়ান স্ট্যান্ডার্ডগুলির বারবার বিশ্লেষণের উপর ভিত্তি করে, বেলো মোডে সিস্টেমটির সামগ্রিক নির্ভুলতা হল: δ17O এর জন্য ±0.053‰, δ18O এর জন্য ±0.095‰, Δ17O এর জন্য ±0.018‰ (2 sd)। অক্সিজেন আইসোটোপ বিশ্লেষণ স্ট্যান্ডার্ড ডেল্টা নোটেশনে দেওয়া হয়েছে, যেখানে δ18O গণনা করা হয় নিম্নরূপে:
δ17O-এর জন্য 17O/16O অনুপাতটিও ব্যবহার করুন। VSMOW হলো ভিয়েনা মিন সি ওয়াটার স্ট্যান্ডার্ড-এর আন্তর্জাতিক মান। Δ17O হলো ভূ-বিভাজন রেখা থেকে বিচ্যুতি, এবং এর গণনার সূত্রটি হলো: Δ17O = δ17O – 0.52 × δ18O। পরিপূরক সারণি ৩-এ উপস্থাপিত সমস্ত ডেটা গ্যাপ-অ্যাডজাস্ট করা হয়েছে।
কোচি কোর স্যাম্পলিং ইনস্টিটিউটের জ্যামস্টেক-এ একটি হিটাচি হাই টেক SMI4050 FIB যন্ত্র ব্যবহার করে রিউগু কণা থেকে প্রায় ১৫০ থেকে ২০০ ন্যানোমিটার পুরু খণ্ডাংশ নিষ্কাশন করা হয়েছিল। উল্লেখ্য যে, আন্তঃবস্তু স্থানান্তরের জন্য N2 গ্যাস-ভর্তি পাত্র থেকে বের করার পর, সমস্ত FIB খণ্ডাংশ অপরিশোধিত কণার অপ্রক্রিয়াজাত খণ্ড থেকে পুনরুদ্ধার করা হয়েছিল। এই খণ্ডাংশগুলি SR-CT দ্বারা পরিমাপ করা হয়নি, বরং কার্বন K-এজ বর্ণালীকে প্রভাবিত করতে পারে এমন সম্ভাব্য ক্ষতি এবং দূষণ এড়াতে পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের ন্যূনতম সংস্পর্শে রেখে প্রক্রিয়াজাত করা হয়েছিল। একটি টাংস্টেন প্রতিরক্ষামূলক স্তর জমা করার পর, পৃষ্ঠের ক্ষতি কমানোর জন্য আগ্রহের অঞ্চলটি (২৫ × ২৫ μm² পর্যন্ত) প্রথমে ৩০ kV, তারপর ৫ kV ত্বরণকারী ভোল্টেজ এবং ৪০ pA প্রোব কারেন্টে একটি Ga+ আয়ন রশ্মি দ্বারা কাটা এবং পাতলা করা হয়েছিল। এরপর FIB-সজ্জিত একটি মাইক্রোম্যানিপুলেটর ব্যবহার করে অতি-পাতলা খণ্ডাংশগুলিকে একটি বর্ধিত তামার জালের (কোচি জাল) উপর স্থাপন করা হয়েছিল।
পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের সংস্পর্শ ছাড়াই SPring-8-এর একটি বিশুদ্ধ নাইট্রোজেন-পূর্ণ গ্লাভ বক্সে রিউগু A0098 (১.৬৩০৩ মিগ্রা) এবং C0068 (০.৬৪৮৩ মিগ্রা) পেলেটগুলোকে বিশুদ্ধ উচ্চ-বিশুদ্ধ পলিথিন শিটে দুইবার সিল করা হয়েছিল। জাপানের ভূতাত্ত্বিক জরিপ বিভাগ কর্তৃক প্রকাশিত একটি ভূতাত্ত্বিক রেফারেন্স শিলা JB-1-এর নমুনা প্রস্তুতি টোকিও মেট্রোপলিটন বিশ্ববিদ্যালয়ে সম্পন্ন করা হয়েছিল।
INAA কিয়োটো বিশ্ববিদ্যালয়ের ইনস্টিটিউট ফর ইন্টিগ্রেটেড রেডিয়েশন অ্যান্ড নিউক্লিয়ার সায়েন্সেস-এ অনুষ্ঠিত হয়। মৌলের পরিমাণ নির্ণয়ের জন্য ব্যবহৃত নিউক্লাইডের অর্ধায়ু অনুসারে নির্বাচিত ভিন্ন ভিন্ন বিকিরণ চক্র ব্যবহার করে নমুনাগুলোকে দুইবার বিকিরিত করা হয়েছিল। প্রথমে, নমুনাটিকে একটি নিউম্যাটিক বিকিরণ টিউবে ৩০ সেকেন্ডের জন্য বিকিরিত করা হয়। Mg, Al, Ca, Ti, V এবং Mn-এর পরিমাণ নির্ণয়ের জন্য চিত্র ৩-এ তাপীয় এবং দ্রুত নিউট্রনের ফ্লাক্স যথাক্রমে ৪.৬ × ১০¹² এবং ৯.৬ × ১০¹¹ সেমি⁻² সেকেন্ড⁻¹। (n, n)-এর মতো হস্তক্ষেপকারী নিউক্লীয় বিক্রিয়া সংশোধনের জন্য MgO (৯৯.৯৯% বিশুদ্ধতা, সোয়েকাওয়া কেমিক্যাল), Al (৯৯.৯% বিশুদ্ধতা, সোয়েকাওয়া কেমিক্যাল), এবং Si ধাতু (৯৯.৯৯৯% বিশুদ্ধতা, ফুজিফিল্ম ওয়াকো পিওর কেমিক্যাল)-এর মতো রাসায়নিক পদার্থগুলোকেও বিকিরিত করা হয়েছিল। নিউট্রন ফ্লাক্সের পরিবর্তন সংশোধনের জন্য নমুনাটিকে সোডিয়াম ক্লোরাইড (৯৯.৯৯% বিশুদ্ধতা; MANAC) দ্বারাও বিকিরিত করা হয়েছিল।
নিউট্রন বিকিরণের পর, বাইরের পলিথিন শিটটি একটি নতুন শিট দিয়ে প্রতিস্থাপন করা হয়েছিল এবং নমুনা ও রেফারেন্স থেকে নির্গত গামা বিকিরণ অবিলম্বে একটি Ge ডিটেক্টর দিয়ে পরিমাপ করা হয়েছিল। একই নমুনাগুলোকে একটি নিউম্যাটিক বিকিরণ টিউবে ৪ ঘন্টা ধরে পুনরায় বিকিরিত করা হয়েছিল। Na, K, Ca, Sc, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, As, Se, Sb, Os, Ir এবং Au-এর পরিমাণ নির্ণয়ের জন্য, ২-এর থার্মাল এবং ফাস্ট নিউট্রন ফ্লাক্স ছিল যথাক্রমে ৫.৬ × ১০¹² এবং ১.২ × ১০¹² সেমি⁻² সেকেন্ড⁻¹। Ga, As, Se, Sb, Os, Ir, এবং Au-এর কন্ট্রোল নমুনাগুলোকে বিকিরিত করার জন্য, এই মৌলগুলোর জ্ঞাত ঘনত্বের স্ট্যান্ডার্ড দ্রবণের উপযুক্ত পরিমাণ (১০ থেকে ৫০ মাইক্রোগ্রাম) দুটি ফিল্টার পেপারের উপর প্রয়োগ করা হয়েছিল এবং এরপর নমুনাগুলোকে বিকিরিত করা হয়েছিল। গামা রশ্মি গণনার কাজটি কিয়োটো বিশ্ববিদ্যালয়ের ইনস্টিটিউট অফ ইন্টিগ্রেটেড রেডিয়েশন অ্যান্ড নিউক্লিয়ার সায়েন্সেস এবং টোকিও মেট্রোপলিটন বিশ্ববিদ্যালয়ের আরআই রিসার্চ সেন্টারে সম্পন্ন করা হয়েছিল। INAA মৌলসমূহের পরিমাণগত নির্ণয়ের জন্য বিশ্লেষণাত্মক পদ্ধতি এবং সহায়ক উপকরণসমূহ আমাদের পূর্ববর্তী গবেষণায় বর্ণিত পদ্ধতি ও উপকরণের অনুরূপ।
NIPR-এ রিউগু নমুনা A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) এবং C0087 (<1 mg)-এর ডিফ্র্যাকশন প্যাটার্ন সংগ্রহ করার জন্য একটি এক্স-রে ডিফ্র্যাক্টোমিটার (রিগাকু স্মার্টল্যাব) ব্যবহার করা হয়েছিল। NIPR-এ রিউগু নমুনা A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) এবং C0087 (<1 mg)-এর ডিফ্র্যাকশন প্যাটার্ন সংগ্রহ করার জন্য একটি এক্স-রে ডিফ্র্যাক্টোমিটার (রিগাকু স্মার্টল্যাব) ব্যবহার করা হয়েছিল। Рентгеновский дифрактометр (রিগাকু স্মার্টল্যাব) использовали для сбора дифракционных картин образцов Ryugu A0029 (<1 মিলিগ্রাম), A0017 (<1 মিলিগ্রাম), A0017 MIPR তে। NIPR-এ থাকা Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg), এবং C0087 (<1 mg) নমুনাগুলির ডিফ্র্যাকশন প্যাটার্ন সংগ্রহ করার জন্য একটি এক্স-রে ডিফ্র্যাক্টোমিটার (Rigaku SmartLab) ব্যবহার করা হয়েছিল।XX ডিফ্রাক্টোগ্রামমি образцов Ryugu A0029 (<1 মিলিগ্রাম), A0037 (<1 মিলিগ্রাম) এবং C0087 (<1 মিলিগ্রাম) были получены в NIPR с использовагением с использовагением в NIPR (রিগাকু স্মার্টল্যাব)। NIPR-এ একটি এক্স-রে ডিফ্র্যাক্টোমিটার (রিগাকু স্মার্টল্যাব) ব্যবহার করে রিউগু A0029 (<1 মিগ্রা), A0037 (<1 মিগ্রা) এবং C0087 (<1 মিগ্রা) নমুনাগুলির এক্স-রে ডিফ্র্যাকশন প্যাটার্ন সংগ্রহ করা হয়েছিল।সমস্ত নমুনাকে একটি স্যাফায়ার গ্লাস প্লেট ব্যবহার করে সিলিকন নন-রিফ্লেক্টিভ ওয়েফারের উপর মিহি গুঁড়োয় পরিণত করা হয়েছিল এবং তারপর কোনো তরল (পানি বা অ্যালকোহল) ছাড়াই সিলিকন নন-রিফ্লেক্টিভ ওয়েফারের উপর সমানভাবে ছড়িয়ে দেওয়া হয়েছিল। পরিমাপের শর্তাবলী নিম্নরূপ: Cu Kα এক্স-রে বিকিরণ ৪০ kV টিউব ভোল্টেজ এবং ৪০ mA টিউব কারেন্টে উৎপন্ন করা হয়, লিমিটিং স্লিট দৈর্ঘ্য ১০ মিমি, ডাইভারজেন্স কোণ (১/৬)°, ইন-প্লেন ঘূর্ণন গতি ২০ rpm, এবং ২θ (ডাবল ব্র্যাগ কোণ)-এর পরিসর ৩-১০০° এবং বিশ্লেষণ করতে প্রায় ২৮ ঘন্টা সময় লাগে। ব্র্যাগ ব্রেন্টানো অপটিক্স ব্যবহার করা হয়েছিল। ডিটেক্টরটি একটি এক-মাত্রিক সিলিকন সেমিকন্ডাক্টর ডিটেক্টর (D/teX Ultra 250)। একটি Ni ফিল্টার ব্যবহার করে Cu Kβ-এর এক্স-রে অপসারণ করা হয়েছিল। উপলব্ধ নমুনা ব্যবহার করে, সিন্থেটিক ম্যাগনেসিয়ান স্যাপোনাইট (JCSS-3501, কুনিমিন ইন্ডাস্ট্রিজ কোং লিমিটেড), সার্পেন্টাইন (লিফ সার্পেন্টাইন, মিয়াজু, নিক্কা) এবং পাইরোহোটাইট (মনোক্লিনিক 4C, চিহুয়া, মেক্সিকো ওয়াটস)-এর পরিমাপ তুলনা করা হয়েছিল পিকগুলি শনাক্ত করার জন্য এবং ইন্টারন্যাশনাল সেন্টার ফর ডিফ্র্যাকশন ডেটা থেকে ডলোমাইট (PDF 01-071-1662) ও ম্যাগনেটাইট (PDF 00-019-0629)-এর পাউডার ফাইল ডিফ্র্যাকশন ডেটা ব্যবহার করা হয়েছিল। রিউগু থেকে প্রাপ্ত ডিফ্র্যাকশন ডেটা হাইড্রোঅল্টারড কার্বনেশিয়াস কন্ড্রাইট, অর্গুইল CI, Y-791198 CM2.4, এবং Y 980115 CY (হিটিং স্টেজ III, ৫০০–৭৫০°C)-এর ডেটার সাথেও তুলনা করা হয়েছিল। এই তুলনা অর্গুইলের সাথে সাদৃশ্য দেখালেও, Y-791198 এবং Y 980115-এর সাথে কোনো সাদৃশ্য দেখায়নি।
ইনস্টিটিউট অফ মলিকুলার সায়েন্সেস (ওকাজাকি, জাপান)-এর ইউভিএসওআর সিনক্রোট্রন ফ্যাসিলিটিতে অবস্থিত এসটিএক্সএম বিএল৪ইউ চ্যানেল ব্যবহার করে এফআইবি থেকে তৈরি নমুনার অতি-পাতলা অংশের কার্বন এজ কে সহ এনইএক্সএএফএস স্পেকট্রা পরিমাপ করা হয়েছিল। ফ্রেসনেল জোন প্লেট দিয়ে অপটিক্যালি ফোকাস করা একটি বিমের স্পট সাইজ প্রায় ৫০ এনএম। নিয়ার এজ অঞ্চলের ফাইন স্ট্রাকচারের (২৮৩.৬–২৯২.০ ইভি) জন্য এনার্জি স্টেপ হলো ০.১ ইভি এবং ফ্রন্ট ও ব্যাক ফ্রন্ট অঞ্চলের জন্য ০.৫ ইভি (২৮০.০–২৮৩.৫ ইভি এবং ২৯২.৫–৩০০.০ ইভি)। প্রতিটি ইমেজ পিক্সেলের জন্য সময় ২ মিলিসেকেন্ড নির্ধারণ করা হয়েছিল। বায়ুশূন্য করার পর, এসটিএক্সএম অ্যানালিটিক্যাল চেম্বারটি প্রায় ২০ এমবার চাপে হিলিয়াম দিয়ে পূর্ণ করা হয়েছিল। এটি চেম্বার এবং স্যাম্পল হোল্ডারের মধ্যে থাকা এক্স-রে অপটিক্স সরঞ্জামের থার্মাল ড্রিফট কমাতে, সেইসাথে নমুনার ক্ষতি এবং/অথবা জারণ কমাতে সাহায্য করে। aXis2000 সফটওয়্যার এবং মালিকানাধীন STXM ডেটা প্রসেসিং সফটওয়্যার ব্যবহার করে স্ট্যাক করা ডেটা থেকে NEXAFS K-এজ কার্বন স্পেকট্রা তৈরি করা হয়েছিল। উল্লেখ্য যে, নমুনার জারণ এবং দূষণ এড়াতে স্যাম্পল ট্রান্সফার কেস এবং গ্লাভবক্স ব্যবহার করা হয়।
STXM-NEXAFS বিশ্লেষণের পর, JAMSTEC NanoSIMS 50L ব্যবহার করে আইসোটোপ ইমেজিংয়ের মাধ্যমে রিউগু FIB স্লাইসের হাইড্রোজেন, কার্বন এবং নাইট্রোজেনের আইসোটোপিক গঠন বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। কার্বন ও নাইট্রোজেন আইসোটোপ বিশ্লেষণের জন্য প্রায় ২ pA এবং হাইড্রোজেন আইসোটোপ বিশ্লেষণের জন্য প্রায় ১৩ pA-এর একটি ফোকাসড Cs+ প্রাইমারি বিম নমুনার উপর প্রায় ২৪ × ২৪ µm² থেকে ৩০ × ৩০ µm² এলাকা জুড়ে র‍্যাস্টারাইজ করা হয়। তুলনামূলকভাবে শক্তিশালী প্রাইমারি বিম কারেন্টে ৩ মিনিটের প্রিস্প্রে করার পর, সেকেন্ডারি বিমের তীব্রতা স্থিতিশীল হলে প্রতিটি বিশ্লেষণ শুরু করা হয়েছিল। কার্বন এবং নাইট্রোজেন আইসোটোপ বিশ্লেষণের জন্য, প্রায় ৯০০০ ভর রেজোলিউশনে সাতটি ইলেকট্রন মাল্টিপ্লায়ার মাল্টিপ্লেক্স ডিটেকশন ব্যবহার করে 12C–, 13C–, 16O–, 12C14N– এবং 12C15N– এর ছবিগুলো একযোগে সংগ্রহ করা হয়েছিল, যা সমস্ত প্রাসঙ্গিক আইসোটোপিক যৌগের হস্তক্ষেপ (যেমন 13C-এর উপর 12C1H এবং 12C15N-এর উপর 13C14N) পৃথক করার জন্য যথেষ্ট। হাইড্রোজেন আইসোটোপ বিশ্লেষণের জন্য, তিনটি ইলেকট্রন মাল্টিপ্লায়ার ব্যবহার করে মাল্টিপল ডিটেকশনের মাধ্যমে প্রায় ৩০০০ ভর রেজোলিউশনে 1H-, 2D- এবং 12C- এর ছবিগুলো সংগ্রহ করা হয়েছিল। প্রতিটি বিশ্লেষণে একই এলাকার ৩০টি স্ক্যান করা ছবি থাকে, যেখানে কার্বন ও নাইট্রোজেন আইসোটোপ বিশ্লেষণের জন্য একটি ছবি ২৫৬ × ২৫৬ পিক্সেলের এবং হাইড্রোজেন আইসোটোপ বিশ্লেষণের জন্য একটি ছবি ১২৮ × ১২৮ পিক্সেলের হয়ে থাকে। কার্বন এবং নাইট্রোজেন আইসোটোপ বিশ্লেষণের জন্য প্রতি পিক্সেলে বিলম্বের সময় 3000 µs এবং হাইড্রোজেন আইসোটোপ বিশ্লেষণের জন্য প্রতি পিক্সেলে 5000 µs। আমরা যন্ত্রগত ভর ভগ্নাংশকরণ45 ক্রমাঙ্কনের জন্য হাইড্রোজেন, কার্বন এবং নাইট্রোজেন আইসোটোপ মান হিসাবে 1-হাইড্রোক্সিবেনজোট্রিয়াজোল হাইড্রেট ব্যবহার করেছি।
FIB C0068-25 প্রোফাইলে প্রাক-সৌর গ্রাফাইটের সিলিকন আইসোটোপিক গঠন নির্ধারণ করার জন্য, আমরা প্রায় ৯০০০ ভর রেজোলিউশন সম্পন্ন ছয়টি ইলেকট্রন মাল্টিপ্লায়ার ব্যবহার করেছি। ছবিগুলো ২৫৬ × ২৫৬ পিক্সেলের এবং প্রতি পিক্সেলের বিলম্ব সময় ৩০০০ µs। আমরা হাইড্রোজেন, কার্বন এবং সিলিকন আইসোটোপ স্ট্যান্ডার্ড হিসেবে সিলিকন ওয়েফার ব্যবহার করে একটি ভর বিভাজন যন্ত্র ক্রমাঙ্কন করেছি।
নাসার ন্যানোএসআইএমএস৪৫ (NanoSIMS45) ইমেজিং সফটওয়্যার ব্যবহার করে আইসোটোপ চিত্রগুলো প্রক্রিয়াজাত করা হয়েছিল। ইলেকট্রন মাল্টিপ্লায়ার ডেড টাইম (৪৪ ন্যানোসেকেন্ড) এবং প্রায়-একই সময়ে আগমনের প্রভাবের জন্য ডেটা সংশোধন করা হয়েছিল। চিত্র ধারণের সময়কার বিচ্যুতি সংশোধনের জন্য প্রতিটি চিত্রের জন্য ভিন্ন স্ক্যান অ্যালাইনমেন্ট ব্যবহার করা হয়েছিল। প্রতিটি স্ক্যান পিক্সেলের জন্য প্রতিটি চিত্র থেকে সেকেন্ডারি আয়নগুলো যোগ করে চূড়ান্ত আইসোটোপ চিত্রটি তৈরি করা হয়।
STXM-NEXAFS এবং NanoSIMS বিশ্লেষণের পর, একই FIB সেকশনগুলো কোচির JAMSTEC-এ ২০০ kV ত্বরণ ভোল্টেজে একটি ট্রান্সমিশন ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপ (JEOL JEM-ARM200F) ব্যবহার করে পরীক্ষা করা হয়েছিল। একটি ব্রাইট-ফিল্ড TEM এবং একটি ডার্ক ফিল্ডে হাই-অ্যাঙ্গেল স্ক্যানিং TEM ব্যবহার করে মাইক্রোস্ট্রাকচার পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল। স্পট ইলেকট্রন ডিফ্র্যাকশন এবং ল্যাটিস ব্যান্ড ইমেজিং দ্বারা খনিজ পর্যায়গুলো শনাক্ত করা হয়েছিল এবং ১০০ mm² সিলিকন ড্রিফট ডিটেক্টর ও JEOL Analysis Station 4.30 সফটওয়্যার ব্যবহার করে EDS দ্বারা রাসায়নিক বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। পরিমাণগত বিশ্লেষণের জন্য, প্রতিটি উপাদানের বৈশিষ্ট্যসূচক এক্স-রে তীব্রতা TEM স্ক্যানিং মোডে পরিমাপ করা হয়েছিল, যেখানে ডেটা সংগ্রহের সময় ছিল ৩০ সেকেন্ড, বিম স্ক্যানিং এলাকা ছিল ~১০০ × ১০০ nm² এবং বিম কারেন্ট ছিল ৫০ pA। স্তরযুক্ত সিলিকেটগুলিতে (Si + Al)-Mg-Fe অনুপাতটি প্রাকৃতিক পাইরোপ্যাগারনেটের একটি স্ট্যান্ডার্ড থেকে প্রাপ্ত, পুরুত্বের জন্য সংশোধিত, পরীক্ষামূলক সহগ k ব্যবহার করে নির্ধারণ করা হয়েছিল।
এই গবেষণায় ব্যবহৃত সমস্ত ছবি এবং বিশ্লেষণ JAXA ডেটা আর্কাইভ ও যোগাযোগ ব্যবস্থা (DARTS) https://www.darts.isas.jaxa.jp/curation/hayabusa2-এ উপলব্ধ। এই নিবন্ধে মূল ডেটা সরবরাহ করা হয়েছে।
কিতারি, কে. প্রমুখ। হায়াবুসা২ এনআইআরএস৩ যন্ত্র দ্বারা পর্যবেক্ষণকৃত গ্রহাণু ১৬২১৭৩ রিউগু-এর পৃষ্ঠতলের গঠন। সায়েন্স ৩৬৪, ২৭২–২৭৫।
কিম, এজে ইয়ামাতো-ধরণের কার্বনেশিয়াস কন্ড্রাইট (CY): রিউগু গ্রহাণুর পৃষ্ঠের অনুরূপ? ভূ-রসায়ন 79, 125531 (2019)।
পিলোরজেট, এস. প্রমুখ। একটি মাইক্রোওমেগা হাইপারস্পেকট্রাল মাইক্রোস্কোপ ব্যবহার করে রিউগু নমুনার প্রথম গঠনগত বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। ন্যাশনাল অ্যাস্ট্রন. ৬, ২২১–২২৫ (২০২১)।
ইয়াদা, টি. প্রমুখ। সি-টাইপ গ্রহাণু রিউগু থেকে প্রত্যাবর্তিত হায়াবুসা২ নমুনার প্রাথমিক বিশ্লেষণ। ন্যাশনাল অ্যাস্ট্রোন. ৬, ২১৪–২২০ (২০২১)।