Salamat sa pagbisita sa Nature.com.Ang bersyon sa browser nga imong gigamit adunay limitado nga suporta sa CSS.Alang sa labing kaayo nga kasinatian, among girekomenda nga mogamit ka usa ka bag-ong browser (o i-disable ang Compatibility Mode sa Internet Explorer).Sa kasamtangan, aron masiguro ang padayon nga suporta, among ihatag ang site nga walay mga estilo ug JavaScript.
Mabulukon ug dato sa organikong butang, ang C-type nga mga asteroid mahimong usa sa mga nag-unang tinubdan sa tubig sa Yuta.Sa pagkakaron, ang carbon-bearing chondrites naghatag sa pinakamaayo nga ideya sa ilang kemikal nga komposisyon, apan ang impormasyon mahitungod sa meteorite gituis: ang labing lig-on nga mga tipo lamang ang mabuhi sa pagsulod sa atmospera ug dayon makig-uban sa kalikopan sa yuta.Dinhi among gipresentar ang mga resulta sa usa ka detalyado nga volumetric ug microanalytical nga pagtuon sa nag-unang Ryugu nga particle nga gihatud sa Yuta pinaagi sa Hayabusa-2 spacecraft.Ang mga partikulo sa Ryugu nagpakita sa usa ka suod nga tugma sa komposisyon ngadto sa chemically unfractionated apan water-altered CI (Iwuna-type) chondrites, nga kaylap nga gigamit isip timailhan sa kinatibuk-ang komposisyon sa solar system.Kini nga ispesimen nagpakita sa usa ka komplikado nga spatial nga relasyon tali sa dato nga aliphatic organics ug layered silicates ug nagpakita sa pinakataas nga temperatura nga mga 30 °C atol sa water erosion.Nakaplagan namo ang kadagaya sa deuterium ug diazonium nga nahiuyon sa extrasolar nga gigikanan.Ang mga partikulo sa Ryugu mao ang labing dili kontaminado ug dili mabulag nga langyaw nga materyal nga natun-an ug labing angay sa kinatibuk-ang komposisyon sa solar system.
Gikan sa Hunyo 2018 hangtod Nobyembre 2019, ang Hayabusa2 nga salakyanan sa Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) nagpahigayon ug usa ka halapad nga hilit nga survey sa asteroid Ryugu.Ang datos gikan sa Near Infrared Spectrometer (NIRS3) sa Hayabusa-2 nagsugyot nga ang Ryugu mahimong gilangkuban sa usa ka materyal nga susama sa thermally ug/o shock-metamorphic carbonaceous chondrites.Ang labing duol nga tugma mao ang CY chondrite (Yamato type) 2. Ang ubos nga albedo ni Ryugu mahimong ipasabut pinaagi sa presensya sa daghang mga sangkap nga puno sa carbon, ingon man ang gidak-on sa partikulo, porosity, ug mga epekto sa spatial weathering.Ang Hayabusa-2 spacecraft mihimo og duha ka landing ug sample collection sa Ryuga.Sa una nga pag-landing kaniadtong Pebrero 21, 2019, nakuha ang materyal sa nawong, nga gitipigan sa kompartamento A sa pagbalik nga kapsula, ug sa ikaduhang pag-landing kaniadtong Hulyo 11, 2019, ang materyal nakolekta duol sa usa ka artipisyal nga crater nga naporma sa usa ka gamay nga portable impactor.Kini nga mga sampol gitipigan sa Ward C. Ang inisyal nga dili makadaut nga kinaiya sa mga partikulo sa Stage 1 sa espesyal, dili kontaminado ug lunsay nga nitrogen-filled chambers sa JAXA-managed nga mga pasilidad nagpakita nga ang Ryugu nga mga partikulo labing susama sa CI4 chondrites ug nagpakita sa "lain-laing mga lebel sa variation"3.Ang daw nagkasumpaki nga klasipikasyon sa Ryugu, susama sa CY o CI chondrites, masulbad lamang pinaagi sa detalyado nga isotopic, elemental, ug mineralogical nga kinaiya sa mga partikulo sa Ryugu.Ang mga resulta nga gipresentar dinhi naghatag usa ka lig-on nga sukaranan sa pagtino kung hain niining duha ka pasiuna nga pagpatin-aw alang sa kinatibuk-ang komposisyon sa asteroid Ryugu ang lagmit.
Walo ka Ryugu pellets (gibana-bana nga 60mg total), upat gikan sa Chamber A ug upat gikan sa Chamber C, gi-assign sa Phase 2 aron pagdumala sa Kochi team.Ang nag-unang tumong sa pagtuon mao ang pagpatin-aw sa kinaiyahan, gigikanan ug kasaysayan sa ebolusyon sa asteroid Ryugu, ug sa pagdokumento sa mga pagkaparehas ug kalainan sa uban pang nailhan nga extraterrestrial nga mga espesimen sama sa chondrites, interplanetary dust particles (IDPs) ug nagbalik nga mga kometa.Mga sample nga nakolekta sa Stardust nga misyon sa NASA.
Ang detalyado nga mineralogical analysis sa lima ka Ryugu nga mga lugas (A0029, A0037, C0009, C0014 ug C0068) nagpakita nga sila nag-una nga gilangkoban sa pino ug coarse-grained phyllosilicates (~ 64-88 vol.%; Fig. 1a, b, Supplementary Fig. 1).ug dugang nga lamesa 1).Ang coarse-grained phyllosilicates mahitabo isip pinnate aggregates (hangtod sa napulo ka microns ang gidak-on) sa fine-grained, phyllosilicate-rich matrice (ubos sa pipila ka microns ang gidak-on).Ang mga layered nga silicate nga mga partikulo kay serpentine-saponite symbionts (Fig. 1c).Ang (Si + Al) -Mg-Fe nga mapa nagpakita usab nga ang bulk layered silicate matrix adunay intermediate nga komposisyon tali sa serpentine ug saponite (Fig. 2a, b).Ang phyllosilicate matrix naglangkob sa carbonate minerals (~2-21 vol.%), sulfide minerals (~2.4-5.5 vol.%), ug magnetite (~3.6-6.8 vol.%).Usa sa mga partikulo nga gisusi niini nga pagtuon (C0009) adunay gamay nga kantidad (~0.5 vol.%) sa anhydrous silicates (olivine ug pyroxene), nga makatabang sa pag-ila sa tinubdan nga materyal nga naglangkob sa hilaw nga Ryugu nga bato5.Kini nga anhydrous silicate talagsaon sa Ryugu pellets ug positibo lamang nga giila sa C0009 pellet.Ang carbonates anaa sa matrix isip mga tipik (ubos sa pipila ka gatos ka microns), kasagaran dolomite, nga adunay gamay nga calcium carbonate ug brinell.Ang magnetite mahitabo isip nahilit nga mga partikulo, framboid, mga plake, o spherical aggregates.Ang mga sulfide kasagarang girepresentahan sa pyrrhotite sa porma sa dili regular nga hexagonal prisms/plates o laths.Ang matrix adunay daghang submicron pentlandite o inubanan sa pyrrhotite. Ang mga hut-ong nga puno sa carbon (<10 µm ang gidak-on) mahitabo sa tanang dapit sa phyllosilicate-rich matrix. Ang mga hut-ong nga puno sa carbon (<10 µm ang gidak-on) mahitabo sa tanang dapit sa phyllosilicate-rich matrix. Богатые углеродом фазы (размером <10 мкм) встречаются повсеместно в богатой филлосиликатами матрице. Ang mga hut-ong nga puno sa carbon (<10 µm ang gidak-on) mahitabo sa tanang dapit sa phyllosilicate-rich matrix.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. Ang mga hugna sa carbon-rich (<10 µm sa gidak-on) nag-una sa phyllosilicate-rich matrix.Ang ubang mga ancillary nga mineral gipakita sa Supplementary Table 1. Ang listahan sa mga mineral nga gitino gikan sa X-ray diffraction pattern sa C0087 ug A0029 ug A0037 nga sagol nahiuyon kaayo sa gitino sa CI (Orgueil) chondrite, apan lahi kaayo gikan sa CY ug CM (Figurmentary type) chondrites chondrites (Figurmentary type) chondrites (Figurmentary type) ug Sundrites 2).Ang kinatibuk-ang elemento nga sulod sa Ryugu grains (A0098, C0068) nahiuyon usab sa chondrite 6 CI (expanded data, Fig. 2 ug Supplementary Table 2).Sa kasukwahi, ang mga chondrite sa CM nahurot sa kasarangan ug labi ka dali nga mga elemento, labi na ang Mn ug Zn, ug mas taas sa mga refractory nga elemento7.Ang mga konsentrasyon sa pipila ka mga elemento managlahi kaayo, nga mahimong usa ka pagpamalandong sa kinaiyanhon nga heterogeneity sa sample tungod sa gamay nga gidak-on sa indibidwal nga mga partikulo ug ang resulta nga sampling bias.Ang tanan nga petrological, mineralogical ug elemental nga mga kinaiya nagpakita nga ang mga lugas sa Ryugu susama kaayo sa chondrites CI8,9,10.Usa ka talagsaong eksepsiyon mao ang pagkawala sa ferrihydrite ug sulfate sa Ryugu nga mga lugas, nga nagsugyot nga kini nga mga mineral sa CI chondrites naporma pinaagi sa terrestrial weathering.
a, Composite X-ray nga imahe sa Mg Kα (pula), Ca Kα (berde), Fe Kα (asul), ug S Kα (yellow) uga nga gipasinaw nga seksyon C0068.Ang tipik naglangkob sa mga layered silicates (pula: ~ 88 vol%), carbonates (dolomite; light green: ~ 1.6 vol%), magnetite (asul: ~ 5.3 vol%) ug sulfide (yellow: sulfide = ~ 2.5% vol. essay. b, hulagway sa contour region sa backscattered electron sa a. Bru – immature; Magneto stone – immature; D. Srp – serpentine c, high-resolution transmission electron microscopy (TEM) nga hulagway sa tipikal nga saponite-serpentine intergrowth nga nagpakita sa serpentine ug saponite lattice band nga 0.7 nm ug 1.1 nm, matag usa.
Ang komposisyon sa matrix ug layered silicate (sa %) sa Ryugu A0037 (solid red circles) ug C0068 (solid blue circles) nga mga partikulo gipakita sa (Si + Al) -Mg-Fe ternary system.a, Electron Probe Microanalysis (EPMA) nga mga resulta nga giplano batok sa CI chondrites (Ivuna, Orgueil, Alais)16 gipakita sa gray alang sa pagtandi.b, Pag-scan sa TEM (STEM) ug energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) analysis nga gipakita alang sa pagtandi sa Orgueil9 ug Murchison46 meteorites ug hydrated IDP47.Ang pino nga grained ug coarse-grained phyllosilicates gisusi, paglikay sa gagmay nga mga partikulo sa iron sulfide.Ang mga tuldok nga linya sa a ug b nagpakita sa mga linya sa pagtunaw sa saponite ug serpentine.Ang iron-rich nga komposisyon sa usa mahimong tungod sa submicron iron sulfide grains sulod sa layered silicate grains, nga dili maapil sa spatial resolution sa EPMA analysis.Ang mga punto sa datos nga adunay mas taas nga Si content kay sa saponite sa b mahimong tungod sa presensya sa nanosized amorphous silicon-rich nga materyal sa interstices sa phyllosilicate layer.Gidaghanon sa pagtuki: N=69 para sa A0037, N=68 para sa EPMA, N=68 para sa C0068, N=19 para sa A0037 ug N=27 para sa C0068 para sa STEM-EDS.c, isotope map sa trioxy particle Ryugu C0014-4 kumpara sa chondrite values ​​​​CI (Orgueil), CY (Y-82162) ug literatura data (CM ug C2-ung)41,48,49.Nakakuha kamig datos alang sa Orgueil ug Y-82162 meteorite.Ang CCAM usa ka linya sa anhydrous carbonaceous chondrite minerals, ang TFL usa ka linya sa pagbahin sa yuta.d, Δ17O ug δ18O nga mga mapa sa Ryugu particle C0014-4, CI chondrite (Orgueil), ug CY chondrite (Y-82162) (kini nga pagtuon).Δ17O_Ryugu: Ang bili sa Δ17O C0014-1.Δ17O_Orgueil: Average nga Δ17O nga kantidad alang sa Orgueil.Δ17O_Y-82162: Average nga Δ17O nga kantidad alang sa Y-82162.Ang datos sa CI ug CY gikan sa literatura 41, 48, 49 gipakita usab alang sa pagtandi.
Ang mass isotope analysis sa oxygen gihimo sa usa ka 1.83 mg nga sample sa materyal nga gikuha gikan sa granular C0014 pinaagi sa laser fluorination (Methods).Alang sa pagtandi, nagpadagan kami og pito ka kopya sa Orgueil (CI) (total mass = 8.96 mg) ug pito ka kopya sa Y-82162 (CY) (total mass = 5.11 mg) (Supplementary Table 3).
Sa fig.Ang 2d nagpakita sa usa ka tin-aw nga pagbulag sa Δ17O ug δ18O tali sa gibug-aton nga average nga mga partikulo sa Orgueil ug Ryugu kumpara sa Y-82162.Ang Δ17O sa Ryugu C0014-4 nga partikulo mas taas kaysa sa Orgeil nga partikulo, bisan pa sa pagsapaw sa 2 sd.Ang mga partikulo sa Ryugu adunay mas taas nga Δ17O nga mga kantidad kung itandi sa Orgeil, nga mahimong magpakita sa polusyon sa terrestrial sa ulahi sukad sa pagkahulog niini kaniadtong 1864. Ang weathering sa terrestrial nga palibot11 kinahanglan nga moresulta sa pag-apil sa atmospheric oxygen, nga nagdala sa kinatibuk-ang pagtuki nga mas duol sa terrestrial fractionation line (TFL).Kini nga konklusyon nahiuyon sa data sa mineralogical (gihisgot sa sayo pa) nga ang mga lugas sa Ryugu wala’y mga hydrates o sulfate, samtang si Orgeil.
Base sa datos sa mineralogical sa ibabaw, kini nga mga resulta nagsuporta sa usa ka asosasyon tali sa mga lugas sa Ryugu ug CI chondrites, apan nagpugong sa usa ka asosasyon sa CY chondrites.Ang kamatuoran nga ang mga lugas sa Ryugu wala nakig-uban sa CY chondrites, nga nagpakita sa tin-aw nga mga timailhan sa dehydration mineralogy, makapalibog.Ang orbital nga mga obserbasyon sa Ryugu makita nga nagpakita nga kini nakaagi sa dehydration ug busa lagmit gilangkuban sa CY nga materyal.Ang mga hinungdan niining dayag nga kalainan nagpabilin nga dili klaro.Ang usa ka pag-analisa sa oxygen isotope sa ubang mga partikulo sa Ryugu gipresentar sa usa ka kauban nga papel 12. Bisan pa, ang mga sangputanan sa kini nga gipalawig nga set sa datos nahiuyon usab sa panag-uban tali sa mga partikulo sa Ryugu ug mga chondrite sa CI.
Gamit ang coordinated microanalysis techniques (Supplementary Fig. 3), among gisusi ang spatial distribution sa organic carbon sa tibuok surface area sa focused ion beam fraction (FIB) C0068.25 (Fig. 3a–f).Fine structure X-ray absorption spectra of carbon (NEXAFS) sa duol nga ngilit sa seksyon C0068.25 nga nagpakita sa pipila ka functional nga mga grupo - aromatic o C=C (285.2 eV), C=O (286.5 eV), CH (287.5 eV) ug C(=O)O (288.8 eV) (288.8 eV) - ang graphene . ubos nga lebel sa thermal variation.Ang lig-on nga CH peak (287.5 eV) sa partial organics sa C0068.25 lahi sa dili matunaw nga mga organiko sa kaniadto gitun-an nga carbonaceous chondrites ug mas susama sa IDP14 ug cometary particle nga nakuha sa Stardust mission.Ang usa ka lig-on nga CH peak sa 287.5 eV ug usa ka huyang kaayo nga aromatic o C = C peak sa 285.2 eV nagpakita nga ang mga organic compounds dato sa aliphatic compounds (Fig. 3a ug Supplementary Fig. 3a).Ang mga lugar nga dato sa aliphatic organic compounds na-localize sa coarse-grained phyllosilicates, ingon man sa mga lugar nga adunay dili maayo nga aromatic (o C = C) carbon structure (Fig. 3c, d).Sa kasukwahi, ang A0037,22 (Supplementary Fig. 3) partially nagpakita sa usa ka ubos nga sulod sa aliphatic carbon-rich nga mga rehiyon.Ang nagpahiping mineralogy niini nga mga lugas dato sa carbonates, susama sa chondrite CI 16, nga nagsugyot sa halapad nga pag-usab sa tinubdan sa tubig (Supplementary Table 1).Ang mga kondisyon sa pag-oxidizing mopabor sa mas taas nga konsentrasyon sa carbonyl ug carboxyl functional nga mga grupo sa mga organikong compound nga may kalabutan sa carbonates.Ang pag-apod-apod sa submicron sa mga organiko nga adunay mga istruktura nga aliphatic carbon mahimong lahi kaayo sa pag-apod-apod sa mga coarse-grained layered silicates.Ang mga timailhan sa aliphatic organic compounds nga may kalabutan sa phyllosilicate-OH nakit-an sa Tagish Lake meteorite.Ang coordinated microanalytical data nagsugyot nga ang organikong butang nga dato sa aliphatic compounds mahimong kaylap sa C-type nga mga asteroid ug suod nga nakig-uban sa phyllosilicates.Kini nga konklusyon nahiuyon sa nangaging mga taho sa aliphatic / aromatic CHs sa Ryugu nga mga partikulo nga gipakita sa MicroOmega, usa ka duol nga infrared hyperspectral microscope.Ang usa ka importante ug wala masulbad nga pangutana mao kung ang talagsaon nga mga kabtangan sa aliphatic carbon-rich organic compounds nga may kalabutan sa coarse-grained phyllosilicates nga naobserbahan niini nga pagtuon makita lamang sa asteroid Ryugu.
a, NEXAFS carbon spectra na-normalize sa 292 eV sa aromatic (C=C) rich region (pula), sa aliphatic rich region (green), ug sa matrix (asul).Ang gray nga linya mao ang Murchison 13 nga dili matunaw nga organikong spectrum alang sa pagtandi.au, yunit sa arbitrasyon.b, Pag-scan sa transmission X-ray microscopy (STXM) spectral image sa usa ka carbon K-edge nga nagpakita nga ang seksyon gidominar sa carbon.c, RGB composite plot nga adunay aromatic (C=C) rich regions (pula), aliphatic rich regions (green), ug matrix (blue).d, ang mga organiko nga dato sa aliphatic compounds gikonsentrar sa coarse-grained phyllosilicate, ang lugar gipadak-an gikan sa puti nga tuldok nga mga kahon sa b ug c.e, dagkong nanospheres (ng-1) sa lugar nga gipadak-an gikan sa puti nga tuldok nga kahon sa b ug c.Alang sa: pyrrhotite.Pn: nickel-chromite.f, Nanoscale Secondary Ion Mass Spectrometry (NanoSIMS), Hydrogen (1H), Carbon (12C), ug Nitrogen (12C14N) elemental nga mga larawan, 12C/1H element ratio nga mga hulagway, ug cross δD, δ13C, ug δ15N isotope nga mga hulagway - Seksyon PG-1: presolar nga Table 13.
Ang kinetic nga mga pagtuon sa pagkadaot sa organikong butang sa mga meteorite sa Murchison makahatag ug importanteng impormasyon bahin sa heterogeneous distribution sa aliphatic organic matter nga dato sa Ryugu grains.Kini nga pagtuon nagpakita nga ang aliphatic CH bonds sa organikong butang nagpadayon hangtod sa pinakataas nga temperatura nga mga 30°C sa ginikanan ug/o kausaban sa panahon-temperatura nga mga relasyon (pananglitan 200 ka tuig sa 100°C ug 0°C 100 milyon ka tuig)..Kung ang precursor dili gipainit sa usa ka gihatag nga temperatura sa sobra sa usa ka piho nga oras, ang orihinal nga pag-apod-apod sa mga aliphatic organics nga dato sa phyllosilicate mahimong mapreserbar.Bisan pa, ang mga pagbag-o sa tinubdan sa tubig sa bato mahimong makapakomplikado niini nga interpretasyon, tungod kay ang A0037 nga dato sa carbonate wala magpakita sa bisan unsang mga rehiyon nga aliphatic nga puno sa carbon nga adunay kalabotan sa phyllosilicates.Kining ubos nga pagbag-o sa temperatura halos katumbas sa presensya sa cubic feldspar sa mga lugas sa Ryugu (Supplementary Table 1) 20.
Ang tipik nga C0068.25 (ng-1; Fig. 3a–c,e) adunay dako nga nanosphere nga nagpakita ug humot kaayo (o C=C), kasarangang aliphatic, ug huyang nga spectra sa C(=O)O ug C=O..Ang pirma sa aliphatic carbon dili motakdo sa pirma sa bulk insoluble organics ug organic nanospheres nga may kalabutan sa chondrites (Fig. 3a) 17,21.Raman ug infrared spectroscopic analysis sa nanospheres sa Lake Tagish nagpakita nga sila naglangkob sa aliphatic ug oxidized organic compounds ug disordered polycyclic aromatic organic compounds uban sa usa ka komplikado nga gambalay22,23.Tungod kay ang palibot nga matrix adunay mga organikong dato sa aliphatic compounds, ang pirma sa aliphatic carbon sa ng-1 mahimong usa ka analytical artifact.Makaiikag, ang ng-1 adunay sulod nga amorphous silicates (Fig. 3e), usa ka texture nga wala pa gitaho alang sa bisan unsang extraterrestrial nga mga organiko.Ang amorphous silicates mahimong natural nga sangkap sa ng-1 o resulta sa amorphization sa aqueous/anhydrous silicates pinaagi sa ion ug/o electron beam atol sa pagtuki.
Ang NanoSIMS ion nga mga hulagway sa C0068.25 nga seksyon (Fig. 3f) nagpakita sa uniporme nga mga pagbag-o sa δ13C ug δ15N, gawas sa presolar grains nga adunay dako nga 13C enrichment nga 30,811 ‰ (PG-1 sa δ13C nga hulagway sa Fig. 3f) (Supplementary Table 4).Ang X-ray elementary grain nga mga hulagway ug high-resolution nga TEM nga mga hulagway nagpakita lamang sa carbon concentration ug ang gilay-on tali sa mga basal nga eroplano nga 0.3 nm, nga katumbas sa graphite.Mamatikdan nga ang mga kantidad sa δD (841 ± 394‰) ug δ15N (169 ± 95‰), gipadato sa aliphatic nga organikong butang nga may kalabutan sa coarse-grained phyllosilicates, nahimo nga gamay nga mas taas kaysa sa kasagaran sa tibuok rehiyon C (δD = 1398 ‰).‰, δ15N = 67 ± 15 ‰) sa C0068.25 (Supplementary Table 4).Kini nga obserbasyon nagsugyot nga ang aliphatic-rich organics sa coarse-grained phyllosilicates mahimong mas primitive kay sa naglibot nga mga organiko, tungod kay ang naulahi mahimong nakaagi sa isotopic exchange sa naglibot nga tubig sa orihinal nga lawas.Sa laing paagi, kini nga isotopic nga mga pagbag-o mahimo usab nga may kalabutan sa inisyal nga proseso sa pagporma.Gihubad nga ang pino nga grained layered silicates sa CI chondrites naporma isip resulta sa padayon nga pag-usab sa orihinal nga coarse-grained anhydrous silicate clusters.Ang organikong butang nga adunahan sa aliphatic mahimo nga naporma gikan sa mga molekula nga nag-una sa protoplanetary disk o interstellar medium sa wala pa maporma ang solar system, ug unya gamay nga nabag-o sa panahon sa pagbag-o sa tubig sa Ryugu (dako) nga lawas sa ginikanan. Ang gidak-on (<1.0 km) sa Ryugu gamay ra kaayo aron igo nga mamentinar ang internal nga kainit alang sa tubig nga pagbag-o aron mahimong mga hydrous nga mineral25. Ang gidak-on (<1.0 km) sa Ryugu gamay ra kaayo para mamentinar ang igong kainit sa sulod para sa tubig nga pagbag-o aron mahimong hydrous nga mineral25. Размер (<1,0 км) Рюгу слишком мал, чтобы поддерживать достаточное внутреннее тепло для водного изменобления мал в25. Gidak-on (<1.0 km) Ang Ryugu gamay ra kaayo aron mamentinar ang igo nga kainit sa sulod para sa pagbag-o sa tubig aron mahimong mga mineral sa tubig25. 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物物。 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物物。 Размер Рюгу (<1,0 км) слишком мал, чтобы поддерживать внутреннее тепло для изменения воды с образованием мдар. Ang gidak-on sa Ryugu (<1.0 km) gamay ra kaayo aron masuportahan ang internal nga kainit aron mausab ang tubig aron mahimong mga mineral sa tubig25.Busa, ang mga gisundan sa Ryugu nga napulo ka kilometro ang gidak-on mahimong gikinahanglan.Ang organikong butang nga dato sa aliphatic compounds mahimong magpabilin sa ilang orihinal nga isotope ratios tungod sa pagpakig-uban sa coarse-grained phyllosilicates.Bisan pa, ang eksakto nga kinaiya sa isotopic heavy carriers nagpabilin nga dili sigurado tungod sa komplikado ug delikado nga pagsagol sa lainlaing mga sangkap sa kini nga mga fraction sa FIB.Mahimo kini nga mga organikong sangkap nga dato sa aliphatic compound sa Ryugu granules o coarse phyllosilicates nga naglibot kanila.Timan-i nga ang organikong butang sa halos tanang carbonaceous chondrites (lakip ang CI chondrites) lagmit nga mas adunahan sa D kaysa sa phyllosilicates, gawas sa CM Paris 24, 26 meteorites.
Mga plot sa volume δD ug δ15N sa FIB slices nga nakuha para sa A0002.23 ug A0002.26, A0037.22 ug A0037.23 ug C0068.23, C0068.25 ug C0068.26 FIB slices (sa kinatibuk-an nga pito ka A0037.22 ug A0037.23 ug C0068.23, C0068.25 ug C0068.26 FIB slices) sa fig.4 (Supplementary Table 4) 27,28.Ang mga pagbag-o sa gidaghanon sa δD ug δ15N sa A0002, A0037, ug C0068 nga mga profile nahiuyon sa mga naa sa IDP, apan mas taas kay sa CM ug CI chondrites (Fig. 4).Timan-i nga ang range sa δD values ​​​​para sa Comet 29 sample (-240 to 1655‰) mas dako kay sa Ryugu.Ang mga volume δD ug δ15N sa mga profile sa Ryukyu, ingon nga usa ka lagda, mas gamay kay sa kasagaran sa mga kometa sa pamilyang Jupiter ug sa Oort nga panganod (Fig. 4).Ang ubos nga δD nga mga kantidad sa CI chondrites mahimong magpakita sa impluwensya sa kontaminasyon sa terrestrial sa kini nga mga sample.Tungod sa pagkaparehas tali sa Bells, Lake Tagish, ug IDP, ang dako nga heterogeneity sa δD ug δN values ​​​​sa Ryugu nga mga partikulo mahimong magpakita sa mga pagbag-o sa inisyal nga isotopic nga pirma sa organiko ug tubigon nga mga komposisyon sa unang solar nga sistema.Ang parehas nga isotopic nga mga pagbag-o sa δD ug δN sa Ryugu ug IDP nga mga partikulo nagsugyot nga ang duha mahimo nga naporma gikan sa materyal gikan sa parehas nga gigikanan.Gituohan nga ang mga IDP naggikan sa cometary nga mga tinubdan 14 .Busa, ang Ryugu mahimong adunay sulod nga sama sa kometa nga materyal ug/o labing menos ang gawas nga solar system.Bisan pa, kini mahimong mas lisud kay sa atong gipahayag dinhi tungod sa (1) ang pagsagol sa spherulitic ug D-rich nga tubig sa ginikanan nga lawas 31 ug (2) ang D/H ratio sa kometa isip function sa cometary activity 32 .Bisan pa, ang mga hinungdan sa naobserbahan nga heterogeneity sa hydrogen ug nitrogen isotopes sa mga partikulo sa Ryugu dili hingpit nga masabtan, bahin tungod sa limitado nga gidaghanon sa mga pag-analisar nga magamit karon.Ang mga resulta sa hydrogen ug nitrogen isotope system nagpataas gihapon sa posibilidad nga ang Ryugu naglangkob sa kadaghanan sa materyal gikan sa gawas sa Solar System ug sa ingon mahimong magpakita ug pipila ka pagkaparehas sa mga kometa.Ang profile sa Ryugu nagpakita nga walay dayag nga correlation tali sa δ13C ug δ15N (Supplementary Table 4).
Ang kinatibuk-ang H ug N isotopic nga komposisyon sa mga partikulo sa Ryugu (pula nga mga lingin: A0002, A0037; asul nga mga lingin: C0068) may kalabotan sa solar magnitude 27, ang Jupiter mean family (JFC27), ug Oort cloud comets (OCC27), IDP28, ug carbonaceous chondrules.Pagtandi sa meteorite 27 (CI, CM, CR, C2-ung).Ang isotopic nga komposisyon gihatag sa Supplementary Table 4. Ang mga tuldok nga linya mao ang terrestrial isotope values ​​​​para sa H ug N.
Ang pagdala sa mga volatiles (eg organikong butang ug tubig) ngadto sa Yuta nagpabilin nga usa ka kabalaka26,27,33.Ang submicron nga organikong butang nga may kalabutan sa mga coarse phyllosilicates sa Ryugu nga mga partikulo nga giila niini nga pagtuon mahimong usa ka importante nga tinubdan sa mga volatiles.Ang organikong butang sa coarse-grained phyllosilicates mas maayo nga maprotektahan gikan sa degradation16,34 ug pagkadunot35 kay sa organikong butang sa fine-grained matrice.Ang mas bug-at nga isotopic nga komposisyon sa hydrogen sa mga partikulo nagpasabot nga kini dili tingali ang bugtong tinubdan sa mga volatiles nga gidala ngadto sa unang bahin sa Yuta.Mahimo silang isagol sa mga sangkap nga adunay mas gaan nga hydrogen isotopic nga komposisyon, sama sa bag-o lang nga gisugyot sa hypothesis sa presensya sa solar wind-driven nga tubig sa silicates.
Niini nga pagtuon, gipakita namo nga ang mga meteorite sa CI, bisan pa sa ilang geochemical nga importansya isip mga representante sa kinatibuk-ang komposisyon sa solar system, ang 6,10 mga terrestrial nga kontaminado nga mga sample.Naghatag usab kami og direkta nga ebidensya alang sa mga interaksyon tali sa dato nga aliphatic nga organikong butang ug kasikbit nga hydrous nga mga mineral ug nagsugyot nga ang Ryugu mahimong adunay sulud nga extrasolar nga materyal37.Ang mga resulta niini nga pagtuon tin-aw nga nagpakita sa kamahinungdanon sa direkta nga sampling sa mga protoasteroids ug ang panginahanglan sa pagdala sa gibalik nga mga sample ubos sa hingpit nga inert ug sterile nga mga kondisyon.Ang ebidensya nga gipresentar dinhi nagpakita nga ang mga partikulo sa Ryugu sa walay duhaduha usa sa labing dili kontaminado nga solar system nga mga materyales nga magamit alang sa panukiduki sa laboratoryo, ug ang dugang nga pagtuon niining mga bililhon nga mga sample sa walay duhaduha makapalapad sa atong pagsabot sa sayo nga mga proseso sa solar system.Ang mga partikulo sa Ryugu mao ang pinakamaayo nga representasyon sa kinatibuk-ang komposisyon sa solar system.
Aron mahibal-an ang komplikado nga microstructure ug kemikal nga mga kabtangan sa submicron scale sample, gigamit namo ang synchrotron radiation-based computed tomography (SR-XCT) ug SR X-ray diffraction (XRD) -CT, FIB-STXM-NEXAFS-NanoSIMS-TEM analysis.Walay pagkadaot, polusyon tungod sa atmospera sa yuta, ug walay kadaot gikan sa maayong mga partikulo o mekanikal nga mga sampol.Sa kasamtangan, naghimo kami og sistematikong volumetric analysis gamit ang scanning electron microscopy (SEM) -EDS, EPMA, XRD, instrumental neutron activation analysis (INAA), ug laser oxygen isotope fluorination equipment.Ang mga pamaagi sa assay gipakita sa Supplementary Figure 3 ug ang matag assay gihulagway sa mosunod nga mga seksyon.
Ang mga partikulo gikan sa asteroid nga Ryugu nakuha gikan sa Hayabusa-2 reentry module ug gihatud ngadto sa JAXA Control Center sa Sagamihara, Japan, nga wala makahugaw sa atmospera sa Yuta4.Human sa pasiuna ug dili makadaot nga kinaiya sa usa ka pasilidad nga gidumala sa JAXA, gamita ang sealable nga inter-site nga mga sudlanan sa pagbalhin ug mga sample nga kapsula nga mga bag (10 o 15 mm nga diametro nga sapphire crystal ug stainless steel, depende sa sample size) aron malikayan ang pagpanghilabot sa kinaiyahan.palibot.y ug/o mga kontaminasyon sa yuta (eg water vapor, hydrocarbon, atmospheric gases ug fine particles) ug cross-contamination tali sa mga sample atol sa sample nga pag-andam ug transportasyon tali sa mga institute ug unibersidad38.Aron malikayan ang pagkadaut ug polusyon tungod sa interaksyon sa atmospera sa yuta (alisngaw sa tubig ug oksiheno), ang tanang matang sa pag-andam sa sample (lakip ang pag-chip sa tantalum chisel, gamit ang balanse nga diamante nga wire saw (Meiwa Fosis Corporation DWS 3400) ug pag-andam sa pagputol sa epoxy) sa glovebox ubos sa limpyo nga uga nga N2 (dew point ~00 °C: -80 °C) .Ang tanan nga mga butang nga gigamit dinhi gilimpyohan sa usa ka kombinasyon sa ultrapure nga tubig ug ethanol gamit ang mga ultrasonic wave nga lainlain ang frequency.
Dinhi atong tun-an ang National Polar Research Institute (NIPR) meteorite nga koleksyon sa Antarctic Meteorite Research Center (CI: Orgueil, CM2.4: Yamato (Y)-791198, CY: Y-82162 ug CY: Y 980115).
Alang sa pagbalhin tali sa mga instrumento alang sa SR-XCT, NanoSIMS, STXM-NEXAFS ug TEM analysis, among gigamit ang universal ultrathin sample holder nga gihulagway sa miaging mga pagtuon38.
Ang pagtuki sa SR-XCT sa mga sample sa Ryugu gihimo gamit ang BL20XU/SPring-8 integrated CT system.Ang integrated CT system naglangkob sa lain-laing mga mode sa pagsukod: lapad nga field of view ug low resolution (WL) mode para makuha ang tibuok structure sa sample, pig-ot nga field of view ug high resolution (NH) mode para sa saktong pagsukod sa sample area.interes ug radiographs aron makakuha og diffraction pattern sa volume sa sample, ug ipahigayon ang XRD-CT aron makakuha og 2D diagram sa horizontal plane mineral phases sa sample.Timan-i nga ang tanan nga mga pagsukod mahimo nga himuon nga wala gigamit ang built-in nga sistema aron makuha ang sample holder gikan sa base, nga nagtugot sa tukma nga pagsukod sa CT ug XRD-CT.Ang WL mode X-ray detector (BM AA40P; Hamamatsu Photonics) gisangkapan og dugang nga 4608 × 4608 pixel metal-oxide-semiconductor (CMOS) camera (C14120-20P; Hamamatsu Photonics) nga adunay scintillator nga gilangkuban sa 10 lutetium aluminum garnetOm single nga gibag-on 23Ang gidak-on sa pixel sa WL mode maoy mga 0.848 µm.Busa, ang field of view (FOV) sa WL mode kay gibana-bana nga 6 mm sa offset CT mode.Ang NH mode X-ray detector (BM AA50; Hamamatsu Photonics) gisangkapan sa 20 µm nga gibag-on nga gadolinium-aluminum-gallium garnet (Gd3Al2Ga3O12) scintillator, usa ka CMOS camera (C11440-22CU) nga adunay resolusyon nga 2048 × 2048 pixels;Hamamatsu Photonics) ug usa ka ×20 lens.Ang gidak-on sa pixel sa NH mode kay ~0.25 µm ug ang field of view kay ~0.5 mm.Ang detector alang sa XRD mode (BM AA60; Hamamatsu Photonics) gisangkapan sa usa ka scintillator nga gilangkuban sa usa ka 50 µm gibag-on nga P43 (Gd2O2S: Tb) powder screen, usa ka 2304 × 2304 pixel nga resolusyon sa CMOS camera (C15440-20UP; Hamamatsu Photonics) ug usa ka re Photonics.Ang detector adunay epektibo nga pixel nga gidak-on nga 19.05 µm ug usa ka field of view nga 43.9 mm2.Aron madugangan ang FOV, among gipadapat ang offset CT nga pamaagi sa WL mode.Ang gipasa nga kahayag nga hulagway alang sa CT reconstruction naglangkob sa usa ka larawan sa han-ay sa 180° ngadto sa 360° nga gipakita nga pinahigda sa palibot sa axis sa rotation, ug usa ka larawan sa han-ay sa 0° ngadto sa 180°.
Sa XRD mode, ang X-ray beam gipunting sa usa ka Fresnel zone plate.Niini nga mode, ang detector gibutang 110 mm sa luyo sa sample ug ang beam stop kay 3 mm sa unahan sa detector.Ang diffraction nga mga hulagway sa 2θ range gikan sa 1.43° ngadto sa 18.00° (grating pitch d = 16.6–1.32 Å) nakuha gamit ang X-ray spot nga naka-focus sa ubos sa field of view sa detector.Ang sample naglihok nga patayo sa regular nga mga agwat, nga adunay tunga nga turno alang sa matag bertikal nga lakang sa pag-scan.Kung ang mga partikulo sa mineral makatagbaw sa kahimtang sa Bragg kung gituyok sa 180 °, posible nga makuha ang diffraction sa mga partikulo sa mineral sa pinahigda nga eroplano.Ang diffraction nga mga hulagway gihiusa ngadto sa usa ka hulagway alang sa matag vertical scan nga lakang.Ang mga kondisyon sa SR-XRD-CT assay halos pareho sa para sa SR-XRD assay.Sa XRD-CT mode, ang detector gipahimutang 69 mm luyo sa sample.Ang mga hulagway sa diffraction sa 2θ range gikan sa 1.2° ngadto sa 17.68° (d = 19.73 ngadto sa 1.35 Å), diin ang X-ray beam ug ang beam limiter anaa sa linya sa sentro sa field of view sa detector.I-scan ang sample nga pinahigda ug i-rotate ang sample 180°.Ang mga hulagway sa SR-XRD-CT gi-reconstructed uban ang peak mineral intensities isip pixel values.Sa pinahigda nga pag-scan, ang sample kasagarang gi-scan sa 500-1000 nga mga lakang.
Alang sa tanan nga mga eksperimento, ang enerhiya sa X-ray gitakda sa 30 keV, tungod kay kini ang labing ubos nga limitasyon sa pagsulod sa X-ray sa mga meteorite nga adunay diyametro nga mga 6 mm.Ang gidaghanon sa mga hulagway nga nakuha para sa tanang pagsukod sa CT atol sa 180° rotation mao ang 1800 (3600 para sa offset CT program), ug ang exposure time para sa mga hulagway maoy 100 ms para sa WL mode, 300 ms para sa NH mode, 500 ms para sa XRD, ug 50 ms.ms alang sa XRD-CT ms.Ang kasagarang sample nga oras sa pag-scan maoy mga 10 minutos sa WL mode, 15 minutos sa NH mode, 3 ka oras para sa XRD, ug 8 ka oras para sa SR-XRD-CT.
Ang mga hulagway sa CT gi-reconstruct pinaagi sa convolutional back projection ug gi-normalize para sa linear attenuation coefficient gikan sa 0 ngadto sa 80 cm-1.Ang Slice software gigamit sa pag-analisar sa 3D data ug ang muXRD software gigamit sa pag-analisar sa XRD data.
Ang epoxy-fixed Ryugu nga mga partikulo (A0029, A0037, C0009, C0014 ug C0068) hinay-hinay nga gipasinaw sa ibabaw ngadto sa lebel sa usa ka 0.5 µm (3M) nga diamante nga lapping film ubos sa uga nga mga kondisyon, nga naglikay sa materyal nga makontak sa ibabaw sa panahon sa proseso sa pagpasinaw.Ang gipasinaw nga nawong sa matag sample una nga gisusi pinaagi sa light microscopy ug unya backscattered electron aron makakuha og mineralogy ug texture images (BSE) sa mga sample ug qualitative NIPR nga mga elemento gamit ang JEOL JSM-7100F SEM nga adunay energy dispersive spectrometer (AZtec).enerhiya) hulagway.Alang sa matag sample, ang sulod sa mayor ug menor de edad nga mga elemento gisusi gamit ang electron probe microanalyzer (EPMA, JEOL JXA-8200).Analisaha ang phyllosilicate ug carbonate nga mga partikulo sa 5 nA, natural ug sintetikong mga sumbanan sa 15 keV, sulfide, magnetite, olivine, ug pyroxene sa 30 nA.Ang mga marka sa modal gikalkula gikan sa mga mapa sa elemento ug mga imahe sa BSE gamit ang ImageJ 1.53 software nga adunay angay nga mga sukaranan nga arbitraryong gitakda alang sa matag mineral.
Ang pagtuki sa oxygen isotope gihimo sa Open University (Milton Keynes, UK) gamit ang infrared laser fluorination system.Ang mga sample sa Hayabusa2 gihatud ngadto sa Open University 38 sa mga sudlanan nga puno sa nitroheno alang sa pagbalhin tali sa mga pasilidad.
Ang sample loading gihimo sa nitrogen glove box nga adunay gimonitor nga lebel sa oxygen ubos sa 0.1%.Para sa Hayabusa2 analytical work, usa ka bag-ong Ni sample holder ang gihimo, nga gilangkuban sa duha lang ka sample hole (diameter 2.5 mm, giladmon 5 mm), usa para sa Hayabusa2 particles ug ang usa para sa obsidian internal standard.Atol sa pag-analisar, ang sampol nga atabay nga adunay sulod nga Hayabusa2 nga materyal gitabonan sa usa ka internal nga BaF2 nga bintana nga gibana-bana nga 1 mm ang gibag-on ug 3 mm ang diyametro aron mahuptan ang sample sa panahon sa laser reaction.Ang BrF5 nga dagan sa sample gipadayon sa usa ka gas mixing channel nga giputol sa Ni sample holder.Ang sample chamber gi-reconfigure usab aron kini makuha gikan sa vacuum fluorination line ug dayon giablihan sa usa ka nitrogen-filled glove box.Ang duha ka piraso nga lawak gitakpan sa usa ka copper gasketed compression seal ug usa ka EVAC Quick Release CeFIX 38 chain clamp.Ang usa ka 3 mm nga baga nga BaF2 nga bintana sa ibabaw sa lawak nagtugot alang sa dungan nga pag-obserbar sa sample ug pagpainit sa laser.Human makarga ang sample, i-clamp pag-usab ang chamber ug ikonektar pag-usab sa fluorinated nga linya.Sa wala pa ang pag-analisar, ang sample chamber gipainit ubos sa vacuum ngadto sa mga 95 ° C sa tibuok gabii aron makuha ang bisan unsang adsorbed nga kaumog.Human sa pagpainit sa tibuok gabii, ang lawak gitugotan nga mobugnaw sa temperatura sa lawak ug unya ang bahin nga naladlad sa atmospera sa panahon sa pagbalhin sa sample gihinloan sa tulo ka aliquots sa BrF5 aron makuha ang kaumog.Kini nga mga pamaagi nagsiguro nga ang sample sa Hayabusa 2 dili ma-expose sa atmospera ug dili mahugawan sa kaumog gikan sa bahin sa fluorinated nga linya nga gi-vent sa atmospera sa panahon sa pagkarga sa sample.
Ang Ryugu C0014-4 ug Orgueil (CI) nga mga sample nga partikulo gisusi sa usa ka giusab nga "single" mode42, samtang ang Y-82162 (CY) nga pagtuki gihimo sa usa ka tray nga adunay daghang sample wells41.Tungod sa ilang anhydrous nga komposisyon, dili kinahanglan nga gamiton ang usa ka pamaagi alang sa CY chondrites.Ang mga sample gipainit gamit ang Photon Machines Inc. infrared CO2 laser.gahum sa 50 W (10.6 µm) nga gitaod sa XYZ gantry sa presensya sa BrF5.Ang built-in nga video system nagmonitor sa dagan sa reaksyon.Human sa fluorination, ang liberated O2 gi-scrub gamit ang duha ka cryogenic nitrogen trap ug usa ka heated bed sa KBr aron makuha ang bisan unsang sobra nga fluorine.Ang isotopic nga komposisyon sa purified oxygen gisusi sa usa ka Thermo Fisher MAT 253 dual-channel mass spectrometer nga adunay mass resolution nga mga 200.
Sa pipila ka mga kaso, ang gidaghanon sa gas nga O2 nga gipagawas sa panahon sa reaksyon sa sample dili moubos sa 140 µg, nga mao ang gibanabana nga limitasyon sa paggamit sa bellows device sa MAT 253 mass spectrometer.Sa kini nga mga kaso, gamita ang mga microvolume alang sa pagtuki.Pagkahuman sa pag-analisar sa mga partikulo sa Hayabusa2, ang obsidian internal nga sumbanan gi-fluorinated ug ang komposisyon sa oxygen isotope niini gitino.
Ang mga ions sa NF+ NF3+ nga tipik makabalda sa sinag nga may masa nga 33 (16O17O).Aron mawagtang kining posibleng problema, kadaghanan sa mga sample giproseso gamit ang cryogenic separation procedures.Mahimo kini sa unahan nga direksyon sa wala pa ang pagtuki sa MAT 253 o ingon usa ka ikaduha nga pagtuki pinaagi sa pagbalik sa naanalisa nga gas balik sa espesyal nga molecular sieve ug ipasa kini pag-usab pagkahuman sa cryogenic separation.Ang cryogenic separation naglakip sa pagsuplay og gas ngadto sa molecular sieve sa liquid nitrogen temperature ug dayon sa pagdiskarga niini ngadto sa primary molecular sieve sa temperatura nga -130°C.Ang halapad nga pagsulay nagpakita nga ang NF+ nagpabilin sa una nga molecular sieve ug walay mahinungdanong fractionation nga mahitabo gamit kini nga pamaagi.
Base sa gibalikbalik nga pag-analisa sa among internal nga obsidian standards, ang kinatibuk-ang katukma sa sistema sa bellows mode mao ang: ±0.053‰ para sa δ17O, ±0.095‰ para sa δ18O, ±0.018‰ para sa Δ17O (2 sd).Oxygen isotope analysis gihatag sa standard delta notation, diin ang delta18O gikalkulo ingon:
Gamita usab ang 17O/16O ratio para sa δ17O.Ang VSMOW mao ang internasyonal nga sumbanan alang sa Vienna Mean Sea Water Standard.Ang Δ17O nagrepresentar sa pagtipas gikan sa linya sa fractionation sa yuta, ug ang pormula sa pagkalkula mao ang: Δ17O = δ17O - 0.52 × δ18O.Ang tanan nga datos nga gipresentar sa Supplementary Table 3 gi-adjust sa gintang.
Ang mga seksyon nga gibana-bana nga 150 hangtod 200 nm ang gibag-on gikuha gikan sa mga partikulo sa Ryugu gamit ang usa ka instrumento sa Hitachi High Tech SMI4050 FIB sa JAMSTEC, Kochi Core Sampling Institute.Timan-i nga ang tanang seksyon sa FIB nakuha gikan sa wala maproseso nga mga tipik sa wala maproseso nga mga partikulo human makuha gikan sa N2 nga puno sa gas nga mga sudlanan alang sa interobject nga pagbalhin.Kini nga mga tipik wala gisukod sa SR-CT, apan giproseso nga adunay gamay nga pagkaladlad sa atmospera sa yuta aron malikayan ang potensyal nga kadaot ug kontaminasyon nga makaapekto sa carbon K-edge spectrum.Human sa pagbutang sa usa ka tungsten protective layer, ang rehiyon sa interes (hangtod sa 25 × 25 μm2) giputol ug gipanipis sa usa ka Ga + ion beam sa usa ka pagpadali sa boltahe sa 30 kV, unya sa 5 kV ug usa ka probe nga kasamtangan nga 40 pA aron mamenosan ang kadaot sa nawong.Ang ultrathin nga mga seksyon gibutang dayon sa usa ka gipadako nga copper mesh (Kochi mesh) 39 gamit ang usa ka micromanipulator nga adunay FIB.
Ang Ryugu A0098 (1.6303mg) ug C0068 (0.6483mg) nga mga pellets giselyohan kaduha sa lunsay nga high purity polyethylene sheets sa usa ka purong nitrogen nga puno nga glove box sa SPring-8 nga walay bisan unsang interaksyon sa atmospera sa yuta.Sample nga pagpangandam alang sa JB-1 (usa ka geological reference rock nga gi-isyu sa Geological Survey sa Japan) gihimo sa Tokyo Metropolitan University.
Ang INAA gipahigayon sa Institute for Integrated Radiation and Nuclear Sciences, Kyoto University.Ang mga sample gi-irradiated kaduha nga adunay lainlaing mga siklo sa irradiation nga gipili sumala sa katunga sa kinabuhi sa nuclide nga gigamit alang sa pag-ihap sa elemento.Una, ang sample gi-irradiated sa pneumatic irradiation tube sulod sa 30 segundos.Fluxes sa thermal ug paspas nga mga neutron sa fig.Ang 3 mao ang 4.6 × 1012 ug 9.6 × 1011 cm-2 s-1, matag usa, alang sa pagtino sa sulod sa Mg, Al, Ca, Ti, V ug Mn.Ang mga kemikal sama sa MgO (99.99% nga kaputli, Soekawa Chemical), Al (99.9% nga kaputli, Soekawa Chemical), ug Si metal (99.999% nga kaputli, FUJIFILM Wako Pure Chemical) gi-irradiated usab aron matul-id alang sa makabalda nga nukleyar nga mga reaksyon sama sa (n, n).Ang sample gi-irradiated usab sa sodium chloride (99.99% purity; MANAC) aron matul-id ang mga pagbag-o sa neutron flux.
Human sa neutron irradiation, ang gawas nga polyethylene sheet gipulihan ug bag-o, ug ang gamma radiation nga gipagawas sa sample ug reference gisukod dayon gamit ang Ge detector.Ang parehas nga mga sample gi-re-irradiated sulod sa 4 ka oras sa pneumatic irradiation tube.2 adunay thermal ug paspas nga neutron fluxes nga 5.6 1012 ug 1.2 1012 cm-2 s-1, matag usa, alang sa pagtino sa Na, K, Ca, Sc, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, As, Content Se, Sb, Os, Ir ug Au.Ang mga sampol sa pagkontrol sa Ga, As, Se, Sb, Os, Ir, ug Au gi-irradiated pinaagi sa paggamit sa angay nga kantidad (gikan sa 10 ngadto sa 50 μg) sa standard nga mga solusyon sa nahibal-an nga konsentrasyon niini nga mga elemento ngadto sa duha ka piraso sa filter nga papel, gisundan sa pag-irradiation sa mga sample.Ang ihap sa gamma ray gihimo sa Institute of Integrated Radiation and Nuclear Sciences, Kyoto University ug sa RI Research Center, Tokyo Metropolitan University.Ang mga pamaagi sa analitikal ug mga materyales sa pakisayran alang sa quantitative determination sa mga elemento sa INAA parehas sa gihulagway sa among miaging trabaho.
Usa ka X-ray diffractometer (Rigaku SmartLab) ang gigamit sa pagkolekta sa diffraction patterns sa Ryugu samples A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) ug C0087 (<1 mg) sa NIPR. Usa ka X-ray diffractometer (Rigaku SmartLab) ang gigamit sa pagkolekta sa diffraction patterns sa Ryugu samples A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) ug C0087 (<1 mg) sa NIPR. Рентгеновский дифрактометр (Rigaku SmartLab) использовали для сбора дифракционных картин образцов Ryugu A0029 (<1 мг (⎡) 003 C. sa NIPR. Usa ka X-ray diffractometer (Rigaku SmartLab) ang gigamit sa pagkolekta sa diffraction patterns sa Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg), ug C0087 (<1 mg) sample sa 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) 的衍使用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) 的衍 Дифрактограммы образцов Ryugu A0029 (<1 мг), A0037 (<1 мг) и C0087 (<1 мг) были получены в NIPR с использованием редикратор Smart Lab). Ang X-ray diffraction patterns sa mga sample nga Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (<1 mg) ug C0087 (<1 mg) nakuha sa NIPR gamit ang X-ray diffractometer (Rigaku SmartLab).Ang tanan nga mga sample gigaling ngadto sa usa ka pinong pulbos sa usa ka silicon non-reflective wafer gamit ang sapphire glass plate ug dayon mikaylap sa silicon non-reflective wafer nga walay bisan unsang likido (tubig o alkohol).Ang mga kondisyon sa pagsukod mao ang mosunod: Cu Kα X-ray radiation nga namugna sa usa ka tube boltahe sa 40 kV ug sa usa ka tubo kasamtangan sa 40 mA, ang limitasyon slit gitas-on mao ang 10 mm, ang divergence anggulo mao ang (1/6) °, ang in-eroplano rotation speed mao ang 20 rpm, ug ang range mao ang 2θ (double 3gg-anggulo) ° 0.Bragg Brentano optics ang gigamit.Ang detector kay one-dimensional nga silicon semiconductor detector (D/teX Ultra 250).Ang X-ray sa Cu Kβ gikuha gamit ang Ni filter.Gamit ang magamit nga mga sampol, ang mga pagsukod sa synthetic magnesian saponite (JCSS-3501, Kunimine Industries CO. Ltd), serpentine (leaf serpentine, Miyazu, Nikka) ug pyrrhotite (monoclinic 4C, Chihua, Mexico Watts) gitandi sa pag-ila sa mga taluktok ug paggamit sa powder file data diffraction data gikan sa Data sa Diffraction sa pulbos sa 1F-60PD-1000 gikan sa International Data sa Diffraction sa Do1F-60PD. ug magnetite (PDF 00-019-0629).Ang diffraction data gikan sa Ryugu gitandi usab sa datos sa hydroaltered carbonaceous chondrites, Orgueil CI, Y-791198 CM2.4, ug Y 980115 CY (heating stage III, 500-750 ° C).Ang pagtandi nagpakita sa pagkaparehas sa Orgueil, apan dili sa Y-791198 ug Y 980115.
Ang NEXAFS spectra nga adunay carbon edge K sa ultrathin nga mga seksyon sa mga sample nga gihimo gikan sa FIB gisukod gamit ang STXM BL4U channel sa UVSOR synchrotron facility sa Institute of Molecular Sciences (Okazaki, Japan).Ang gidak-on sa lugar sa usa ka sinag nga optically naka-focus sa usa ka Fresnel zone plate gibana-bana nga 50 nm.Ang lakang sa enerhiya mao ang 0.1 eV alang sa maayong istruktura sa duol nga ngilit nga rehiyon (283.6–292.0 eV) ug 0.5 eV (280.0–283.5 eV ug 292.5–300.0 eV) para sa mga rehiyon atubangan ug likod nga mga atubangan.ang oras alang sa matag pixel sa imahe gitakda sa 2 ms.Human sa pagbakwit, ang STXM analytical chamber napuno sa helium sa pressure nga mga 20 mbar.Makatabang kini sa pagpamenos sa thermal drift sa X-ray optics equipment sa chamber ug sample holder, ingon man sa pagpakunhod sa sample damage ug/o oxidation.Ang NEXAFS K-edge carbon spectra namugna gikan sa stacked data gamit ang aXis2000 software ug proprietary STXM data processing software.Timan-i nga ang sample transfer case ug glovebox gigamit aron malikayan ang sample nga oksihenasyon ug kontaminasyon.
Pagkahuman sa pag-analisar sa STXM-NEXAFS, ang isotopic nga komposisyon sa hydrogen, carbon, ug nitrogen sa mga hiwa sa Ryugu FIB gisusi gamit ang isotope imaging nga adunay JAMSTEC NanoSIMS 50L.Ang usa ka naka-focus nga Cs + nga panguna nga sagbayan nga mga 2 pA alang sa pag-analisa sa carbon ug nitrogen isotope ug mga 13 pA alang sa pag-analisa sa hydrogen isotope ang rasterized sa usa ka lugar nga mga 24 × 24 µm2 hangtod 30 × 30 µm2 sa sample.Human sa usa ka 3-minutos nga prespray sa usa ka medyo lig-on nga nag-una nga sagbayan nga kasamtangan, ang matag pagtuki gisugdan human sa pagpalig-on sa secondary beam intensity.Alang sa pagtuki sa carbon ug nitrogen isotopes, ang mga hulagway sa 12C–, 13C–, 16O–, 12C14N– ug 12C15N– dungan nga nakuha gamit ang pito ka electron multiplier multiplex detection nga adunay mass resolution nga gibana-bana nga 9000, nga igo na aron mabulag ang tanang may kalabutan nga isotopic compounds.interference (ie 12C1H sa 13C ug 13C14N sa 12C15N).Alang sa pag-analisar sa mga isotopes sa hydrogen, ang 1H-, 2D- ug 12C- mga imahe nakuha nga adunay resolusyon sa masa nga gibana-bana nga 3000 nga adunay daghang pagkakita gamit ang tulo nga mga multiplier sa elektron.Ang matag pagtuki naglangkob sa 30 ka na-scan nga mga hulagway sa samang lugar, nga adunay usa ka hulagway nga gilangkuban sa 256 × 256 pixels para sa carbon ug nitrogen isotope analysis ug 128 × 128 pixels para sa hydrogen isotope analysis.Ang oras sa paglangan mao ang 3000 µs matag pixel alang sa carbon ug nitrogen isotope analysis ug 5000 µs matag pixel alang sa hydrogen isotope analysis.Gigamit namo ang 1-hydroxybenzotriazole hydrate isip hydrogen, carbon ug nitrogen isotope standards aron ma-calibrate ang instrumental mass fractionation45.
Aron mahibal-an ang silicon isotopic nga komposisyon sa presolar graphite sa FIB C0068-25 nga profile, gigamit namo ang unom ka electron multiplier nga adunay mass resolution nga mga 9000. Ang mga hulagway naglangkob sa 256 × 256 pixels nga adunay delay time nga 3000 µs kada pixel.Gi-calibrate namo ang mass fractionation instrument gamit ang mga silicon wafers isip hydrogen, carbon, ug silicon isotope nga mga sumbanan.
Ang mga imahe sa isotope giproseso gamit ang NanoSIMS45 imaging software sa NASA.Ang datos gitul-id alang sa electron multiplier dead time (44 ns) ug quasi-simultaneous arrival effects.Lahi nga pag-align sa pag-scan alang sa matag imahe aron matul-id alang sa pag-anod sa imahe sa panahon sa pagkuha.Ang katapusan nga isotope nga imahe gihimo pinaagi sa pagdugang sa mga sekondaryang ion gikan sa matag imahe alang sa matag scan pixel.
Pagkahuman sa pag-analisar sa STXM-NEXAFS ug NanoSIMS, ang parehas nga mga seksyon sa FIB gisusi gamit ang transmission electron microscope (JEOL JEM-ARM200F) sa usa ka paspas nga boltahe sa 200 kV sa Kochi, JAMSTEC.Ang microstructure naobserbahan gamit ang usa ka bright-field TEM ug usa ka high-angle scanning TEM sa usa ka mangitngit nga field.Ang mga hugna sa mineral giila pinaagi sa spot electron diffraction ug lattice band imaging, ug ang kemikal nga pagtuki gihimo sa EDS nga adunay 100 mm2 silicon drift detector ug JEOL Analysis Station 4.30 software.Alang sa quantitative analysis, ang kinaiya nga X-ray intensity alang sa matag elemento gisukod sa TEM scanning mode nga adunay fixed data acquisition time nga 30 s, usa ka beam scanning area nga ~ 100 × 100 nm2, ug usa ka beam current nga 50 pA.Ang ratio (Si + Al) -Mg-Fe sa layered silicates gitino gamit ang experimental coefficient k, gitul-id alang sa gibag-on, nga nakuha gikan sa usa ka sumbanan sa natural nga pyropagarnet.
Ang tanang mga hulagway ug mga pagtuki nga gigamit niini nga pagtuon anaa sa JAXA Data Archiving and Communication System (DARTS) https://www.darts.isas.jaxa.jp/curation/hayabusa2.Kini nga artikulo naghatag sa orihinal nga datos.
Kitari, K. et al.Ang komposisyon sa nawong sa asteroid 162173 Ryugu nga naobserbahan sa instrumento nga Hayabusa2 NIRS3.Science 364, 272–275.
Kim, AJ Yamato-type nga carbonaceous chondrites (CY): mga analogue sa Ryugu asteroid surface?Geochemistry 79, 125531 (2019).
Pilorjet, S. et al.Ang una nga compositional analysis sa mga sample sa Ryugu gihimo gamit ang MicroOmega hyperspectral microscope.Nasyonal nga Astron.6, 221–225 (2021).
Yada, T. et al.Preliminary analysis sa Hyabusa2 sample nga gibalik gikan sa C-type nga asteroid nga Ryugu.Nasyonal nga Astron.6, 214–220 (2021).